16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/159/12245.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 19 (159) октябрь 2010 года

Электронный трансформатор тока: продолжение дискуссии

Электротехника ООО «Ампер-Энерго Северо-Запад» 3793

В статье «Электронный трансформатор тока» авторы ставили своей задачей познакомить читателей с новой разработкой нашей компании, а именно, с электронным трансформатором тока (далее – ЭТТ), выполненным по конкретной схеме, описанной в предыдущей статье.

Не исключено, что сравнительный технико-экономический обзор существующих сегодня на рынке электронных и оптоэлектронных трансформаторов тока и напряжения был бы тоже интересен читателям. Мы постараемся выпустить на эту тему отдельную статью.

Что касается сравнения данного ЭТТ с традиционными трансформаторами тока (далее – ТТ), то в части метрологических характеристик эти средства измерений идентичны, поскольку в ЭТТ в качестве первичного преобразователя используется как раз традиционный ТТ, а канал передачи данных имеет погрешность более чем в три раза меньше, чем у используемого ТТ, что позволяет ею пренебречь. Основное отличие данного ЭТТ от традиционных ТТ является отсутствие высоковольтной изоляции при измерении тока в цепях, находящихся под любым высоким потенциалом, что и определяет технико-экономический эффект от его использования. Первичный преобразователь, которым является традиционный ТТ класса 0,66 кВ, установленный в высоковольтной цепи, связан с этой цепью гальванически и находится под высоким потенциалом. Под этим же потенциалом находится аналогово-цифровой преобразователь (далее – АЦП) с оптическим выходом и его источник питания. Информация об измеряемом токе в цифровом виде по оптоволоконному кабелю поступает на сторону низкого потенциала, где вновь преобразуется в ток. Габариты и масса высоковольтной части ЭТТ настолько малы, что позволяют размещать ее на высоковольтных шинах ячеек или на проводах высоковольтных линий электропередачи без использования дополнительных изоляторов. Таким образом, ЭТТ легко размещается в ячейках 6‑10 кВ, может быть установлен как взамен имеющимся ТТ, так и в цепях, где ТТ отсутствует, но где потребовалось измерение тока.

Кстати, по поводу частичных разрядов в литой изоляции ТТ, устанавливаемых на железных дорогах России. Применение ТТ с масляной изоляцией здесь запрещено уже давно. Показатели качества электроэнергии на железных дорогах России оставляют желать много лучшего. Нередки случаи, когда напряжения по третьей и пятой гармонике в контактной сети составляет 50 процентов и более от напряжения первой гармоники. Соответственно, токи смещения повышенной частоты по изоляции ТТ оказываются в разы больше, чем токи, протекающие при номинальном напряжении на основной гармонике. Авторы предполагают, что такой режим работы ТТ может приводить к преждевременному старению изоляции ТТ и выходу ее из строя. Из вышесказанного следуют преимущества ЭТТ перед традиционными ТТ. Помимо уменьшения габаритов и массы изделия, значительно повышается надежность и безопасность устройства. ЭТТ не чувствителен к перенапряжениям, грозовым импульсам и обеспечивает защиту низковольтной аппаратуры и работающего с ней персонала от попадания высокого напряжения даже при серьезных авариях в силовых цепях.

При описании работы низковольтной части ЭТТ, возможно, была допущена неоднозначная терминология в описании источника питания выходного каскада. Результаты исследований показали, что современные импульсные источники питания с преобразованием на высокой частоте не годятся для питания выходного каскада ЭТТ. Поэтому был использован линейный или аналоговый источник с трансформатором частотой 50 Гц на входе. Стабилизация напряжения питания не применялась, поскольку не требовалась. Для питания АЦП в высоковольтной части ЭТТ применяется дополнительный трансформатор с размерами сердечника такими же, как и у измерительного ТТ. Это сделано в целях технологичности конструкции и позволяет выполнить высоковольтную часть ЭТТ в малых габаритах. При малых токах, начиная с 0,9 процента от номинального тока в высоковольтной шине, трансформатор питания АЦП работает в режиме трансформатора напряжения. При токах, близких к максимальному, до 100 процентов от номинального и более, трансформатор питания АЦП работает в режиме трансформатора тока с короткозамкнутой вторичной обмоткой для снижения тепловыделения высоковольтной части ЭТТ.

К отличиям ЭТТ от традиционных ТТ относится наличие времени активации. При отсутствии тока в цепи имеется задержка от момента появления тока до появления выходного сигнала на выходе ЭТТ, которая и называется временем активации. Для описываемого ЭТТ время активации не превышает 5 мс, что не влияет на точность измерения тока при коммерческом учете, но необходимо учитывать при использовании ЭТТ в целях защиты, особенно в цепях 6‑10 кВ, где быстродействие выключателей не превышает 30 мс. В цепях напряжением 27,5 кВ и более, где время срабатывания выключателей более чем на порядок выше, временем активации ЭТТ можно пренебречь.

И в заключение хотелось бы затронуть очень важный вопрос оцифровки сигнала ЭТТ, пропорционального измеряемому току. В настоящее время на входах всех без исключения электронных устройств измерения и релейной защиты стоят внутренние трансформаторы тока, рассчитанные на вторичные токи стандартных ТТ – 1 или 5 А. Вторичные обмотки внутренних ТТ нагружены на шунты, сигналы с которых поступают на входы внутренних АЦП для того, чтобы последующая обработка информации осуществлялась в цифровом виде. В случае применения ЭТТ токовый сигнал преобразуется в цифровую форму дважды. Первоначально в АЦП высоковольтного блока ЭТТ, а затем после восстановления в нормированный ток во внутреннем АЦП стандартного измерительного устройства. Для того чтобы избежать такого двойного преобразования, имеются два пути. Один из них – это изготовление счетчиков электроэнергии или терминалов защиты «прямого действия». Во избежание путаницы в терминологии имеются в виду устройства, в состав которых входит ЭТТ, а также, при необходимости, и трансформаторы напряжения или емкостные делители с АЦП на выходе. Информация о токе и напряжении поступает в блок обработки в цифровом виде уже гальванически развязанная с помощью оптоволоконного кабеля.

Второй путь, гораздо более перспективный,– это создание стандарта, согласно которому цифровой сигнал с ЭТТ (или других средств измерения с цифровым выходом) должен иметь определенный стандартный вид. При этом разработка таких средств измерений и устройств измерения и защиты с цифровыми входами может осуществляться различными фирмами и стыковаться между собой на месте эксплуатации. Необходимость такого стандарта очевидна, и его разработка это вопрос времени. Можно считать, что она уже началась. В частности, необходимо создать методику поверки ЭТТ с цифровым выходом. Мы предполагаем разработать эталонный цифро-аналоговый преобразователь, с помощью которого производить поверку ЭТТ имеющимися эталонными средствами измерения. Если читателей заинтересует эта проблема или появится желание принять участие в ее решении, мы всегда готовы к сотрудничеству.

Кабельная арматура, Изолятор , Изоляция , Кабель, Напряжение , Сети , Приборы учета, Трансформаторы, Электроэнергия , Энергия , Провод,

Электронный трансформатор тока: продолжение дискуссииКод PHP" data-description="В статье «Электронный трансформатор тока» авторы ставили своей задачей познакомить читателей с новой разработкой нашей компании, а именно, с электронным трансформатором тока (далее – ЭТТ), выполненным по конкретной схеме, описанной в предыдущей статье. <br>" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/159/12245.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/9e6/9e631ce6118951b008738dc1fc9c80e7.jpg" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.