Als Frontline-Wartungstechniker arbeite ich täglich mit Stromwandlern (CTs). CTs wandeln hohe Primärströme in niedrige Sekundärströme für Unterstation-/Leitungsschutz und -messung um und arbeiten langfristig in Serie. Allerdings sind sie anfällig für Störungen durch externe (ungleichmäßige Lasten, falsche Verkabelung usw.) und interne (Isolierungsdefekte) Probleme. Diese Störungen, wie offene Sekundärschaltkreise oder Isolierbrüche, beeinträchtigen die Messgenauigkeit, den Schutzbetrieb und die Netzstabilität. Im Folgenden teile ich Einblicke aus der praktischen Erfahrung.
1. CT-Struktur (Wartungssicht)
Ein CT besteht aus Primär- und Sekundärwicklungen, einem Kern und Isolation (ölgetränkt, SF6, fest). Die Primärwicklung ist in Serie mit dem Schaltkreis verbunden, die Sekundärwicklung mit Instrumenten/Relais. Wichtig: Weniger Windungen auf der Primärseite, mehr auf der Sekundärseite, und nahezu kurzgeschlossener Normalbetrieb. Kritisch: Der Sekundärschaltkreis darf niemals geöffnet werden; er muss sicher geerdet sein (Ich habe gefährliche Lichtbögen bei offenen Schaltkreisen gesehen).
2. Funktion & Prinzip (Praktisch)
CTs reduzieren große Ströme für sichere Schutz- und Messanwendungen durch elektromagnetische Induktion und isolieren hohe Spannungen. Bei Kalibrierungen überprüfe ich das Verhältnis von Primär- zu Sekundärstrom, um CTs zu verifizieren.
3. Leistungs-Klassifizierung
(1) Optische CTs (OTA)
Basierend auf dem Faraday-Magneto-Optik-Effekt, verwendet in Netzerprobungen. Temperatur-sensitiv, aber gut für starke Magnetfelder geeignet.
(2) Niedrigleistung-CTs
Mit mikrokristallinen Legierungskernen bieten sie weite lineare Bereiche, geringe Verluste und hohe Präzision für große Ströme – ideal für industrielle Messungen.
(3) Luftspulen-CTs
Ohne Eisenkern, um magnetische Sättigung zu vermeiden. Beliebt in Relaisschutzanwendungen wegen starker Störfestigkeit, geeignet für komplexe Umgebungen.
4. Störungsursachen (Felderfahrung)
(1) Isolierthermischer Bruch
Hochspannungs-CTs erzeugen Wärme/dielektrische Verluste. Defekte Isolierung (z.B. ungleichmäßige Wicklung) führt zu Überhitzung und Bruch – häufig in älteren Geräten.
(2) Teilentladung
Die normale Kapazität eines CTs verteilt sich gleichmäßig, jedoch führen mangelhafte Herstellung/Struktur (z.B. fehlgestellte Schirme) zu lokalen Hochfeldern. Unbehandelte Entladungen führen zu Kondensatorausfällen.
(3) Zu hohe Sekundärbelastung
Schwere Belastungen in 220 kV-Systemen erhöhen Spannung und Strom im Sekundärkreis, was zu Fehlern führt. Störungen können Kerne sättigen und Relais fehlfunktionieren lassen. Offene Sekundärschaltkreise (z.B. lose Drähte) erzeugen hohe Spannungen – riskant!
5. Störungsbehebung
(1) Befolgen Sie Betriebsvorschriften
(2) Notfallbehandlung (Sicherheit geht vor)
Strom abschalten: Schalten Sie sofort den Strom ab, um Sicherheit zu gewährleisten.
Überprüfen des Sekundärschaltkreises: Prüfen Sie auf offene Schaltkreise, minimieren Sie den Primärstrom, verwenden Sie Isoliergeräte und folgen Sie den Diagrammen.
Bei offenen Sekundärschaltkreisen:
(3) Erkennungstechniken
Zusammenfassung
CTs sind entscheidend für die Netzverlässlichkeit. Das Beherrschen ihrer Struktur, Prinzipien und Störungsbehandlung gewährleistet Stabilität. Durch das Befolgen von Richtlinien, die Verwendung von Erkennungsinstrumenten und das Handeln in Notfällen werden Ausfälle minimiert – ein sichereres Netz wird gesichert.