Какво трябва да се отбележи при избора на токов трансформатор за 10кВ станционен трансформаторен контур

Практически споделен опит от електроинженер в полето
От Джеймс, 10 години в електроиндустрията

Здравейте всички, аз съм Джеймс, и работя в електроиндустрията вече 10 години.

От ранното участие в проектирането на подстанции и избора на оборудване, до по-късното ръководство на комисионирането на системи за релейна защита и автоматизация за цели проекти, един от най-често използваните прибори в моята работа е токовият трансформатор (ТТ).

Недавно един приятел, който започва, ме попита:

“На какво трябва да обърна внимание при избора на токови трансформатори за 10кВ трансформаторни вериги?”

Добра въпрос! Много хора мислят, че изборът на ТТ зависи само от номиналното отношение на тока — но за да се отговарят наистина на нуждите на веригата, трябва да се вземат предвид множество фактори.

Днес ще споделя с вас на прост език — основавайки се на моите практически опити през последните няколко години — кои ключови точки да се вземат предвид при избора на ТТ за 10кВ трансформаторни вериги, какво означава всеки параметър и как да направите правилния избор.

Без сложно жаргон, без безкрайни стандарти — само практически знания, които можете да използвате в реалния живот.

1. Защо е важно внимателно да избирате ТТ за трансформаторни вериги?

Макар станционният трансформатор да не е основният преобразувателен трансформатор, той играе критична роля в доставянето на вътрешна мощност в подстанцията — включително контролна мощност, осветление, мощност за поддръжка и UPS системи.

Ако станционният трансформатор се повреди или защитата му даде сбой, това може да доведе до:

• Губене на контролна мощност;

• Изгубена способност за зареждане на DC системата;

• Цялата подстанция спира.

А тъй като токовият трансформатор е основен компонент за защита и измерване, неговият избор директно влияе на това дали защитата е надеждна и измерванията са точни.

Следователно правилният избор на ТТ = безопасност + надеждност + икономичност.

2. Шест ключови точки при избора на ТТ за 10кВ трансформаторни вериги

Основавайки се на моите 10 години полевен опит и проектна практика, тук са шестте най-важни разглеждания:

Точка 1: Номинален първичен и вторичен ток

Цел: Да се гарантира, че ТТ работи нормално и отговаря на изискванията за чувствителност на защитата.

Това е най-основният и важен параметър.

Общи комбинации:

• Първичен ток: 50A, 75A, 100A, 150A (в зависимост от капацитета на станционния трансформатор)

• Вторичен ток: 5A или 0.5A (повечето модерни устройства за защита използват 0.5A)

Моят съвет:

• Обикновено изберете първичен ток 1.2~1.5 пъти по-голям от номиналния ток на станционния трансформатор;

• За микропроцесорни устройства за защита предпочитайте изход 0.5A, за да намалите вторичната нагрузка;

• Избегнете избиране на твърде висок рейтинг — в противен случай точността при ниски токове може да бъде лоша, което влияе на производителността на защитата.

Точка 2: Клас на точност, отговарящ на приложението

Цел: Да се гарантира, че различни функции (например защита, измерване, метрироване) получават точни сигнали.

Различни приложения изискват различни нива на точност.

Често срещани класове:

• Измервателна обмотка: Клас 0.5

• Метрираща обмотка: Клас 0.2S

• Обмотка за защита: 5P10, 5P20, 10P10, и т.н.

Моят опит:

• Станционните трансформаторни вериги обикновено не изискват висока точност на метрироване, освен ако няма платба;

• Обмотките за защита трябва да поддържат линейност при краткосрочни замъквания;

• Мултиобмотъчните ТТ предлагат по-голяма гъвкавост и се препоръчват.

Точка 3: Номинална изходна мощност (VA стойност)

Цел: Да се гарантира, че ТТ може да задвижи свързаните мерачи или устройства за защита.

Недостатъчна мощност може да причини падане на напрежението, което влияе на точността на измерването или операцията на защитата.

Формула за изчисление:

Обща нагрузка = Импеданс на кабела + Входен импеданс на инструмент/устройство за защита

Моят съвет:

• Обикновено изберете между 10–30 VA;

• Устройства за защита с микропроцесори използват по-малко мощност — приемлива е по-ниска мощност;

• Ако вторичният кабел е дълъг (например над 50 метра), увеличете мощността съответно;

• Не избирайте слепо висока мощност — избегнете насищане на ядрото.

Точка 4: Проверка на термална и динамична стабилност

Цел: Да се гарантира, че ТТ може да издържа краткосрочен ток без повреди.

В 10кВ системи, краткосрочните токове могат да достигнат хиляди ампери.

Как да го направите:

• Проверете максималния краткосрочен ток (Ik);

• Потвърдете термалната стабилност на ТТ (It) и динамичната стабилност (Idyn);

• Обикновено, It ≥ Ik (за 1 секунда), Idyn ≥ 2.5 × Ik

Реален случай: Един път ТТ избухна след краткосрочно замъкване — оказа се, че динамичната стабилност не отговаряше на изискванията на системата. Замяната с ТТ с по-висок рейтинг реши проблема.

Точка 5: Метод на инсталация и тип конструкция

Цел: Да се гарантира, че ТТ е лесен за инсталация и поддръжка, и се побира в наличното пространство.

Често срещани типове ТТ включват:

• Ядрен тип (често срещан в уреди за управление)

• Стълбов тип (подходящ за извъншно използване)

• Тип с изолатор (често използван на трансформатори)

Моят съвет:

• В 10кВ уреди за управление, най-често срещаните са ядрените ТТ;

• Уверете се, че диаметърът на проводника отговаря на диаметъра на ядрото;

• За тясни пространства, разгледайте разделящитеся ТТ за по-лесна инсталация и демонтаж;

• В влажни или корозивни среди, изберете модели, устойчиви към влага или корозия.

Точка 6: Поларитет и метод на свързване

Цел: Да се гарантира, че посоката на сигнала към реле за защита и инструменти е правилна, за да се избегне грешна оценка.

Грешен поларитет може да доведе до:

• Грешна операция или сбой на защитата;

• Грешна оценка на посоката на потока на мощността;

• Лъжливи аларми в диференциалната защита.

Моят опит:

• Всички ТТ трябва да маркират ясно поларитетните терминали (P1, P2);

• Използвайте последователно възходящ поларитет;

• Винаги извършете тест на поларитет след инсталация или поддръжка;

• Използвайте специализиран тестер за поларитет или DC метод за проверка.

3. Други практични съвети

Освен шестте ключови точки, посочени по-горе, тук са други важни забележки:

Мултиобмотъчен конфигурация:

• Отделни обмотки за защита, измерване и метрироване, за да се избегне интерференция;

• Запазвайте резервни обмотки за бъдещо разширяване.

Екситационни характеристики:

• Особено за обмотки за защита, добри экситационни характеристики подобряват надеждността на защитата;

• Ако е възможно, извършете тест на экситационна крива, за да потвърдите производителността на ядрото.

Примерен избор за 50кВА станционен трансформатор

4. Моите финални препоръки

Като човек с 10 години полевен опит, искам да напомня на всички професионалисти:

“Не гледайте само номера на модела — винаги вземайте предвид действителната верига, установката за защита и околната среда при избора на ТТ.”

Особено в "прости" 10кВ станционни трансформаторни вериги, неправилният избор често води до сериозни последици.

Ето моите препоръки за различни роли:

За персонал за поддръжка:

• Научете се да четете информацията на етикета на ТТ;

• Разберете основните значения на параметрите;

• Запознайте се с методи за тест на поларитет;

• Съобщавайте незабавно всички аномалии.

За технически персонал:

• Овладейте методи за избор на ТТ;

• Разберете характеристиките на обмотките за защита;

• Знаете как да интерпретирате параметрите на краткосрочни замъквания;

• Можете да анализирате экситационни криви.

За менаджери или екипи за закупуване:

• Определете ясно техническите спецификации;

• Изберете заслужаващи доверие производители с постоянна качествена продукция;

• Изисквайте пълни тестови доклади от доставчиците;

• Поддържайте записи на оборудването за проследяване.

5. Заключителни мисли

Токовите трансформатори може да изглеждат малки, но те са очите и ушите на цялата електроенергийна система.

Те не са просто за намаляване на тока — те са основата за защита, основата за метрироване и гаранцията за безопасност.

След 10 години в електроиндустрията, често казвам:

“Детайлите определят успеха или неуспеха, а правилният избор гарантира безопасността.”

Ако някога имате трудности при избора на ТТ, справяте се с чести грешки в защитата или не сте сигурни дали вашите параметри са подходящи, не се колебайте да се свържете — радвам се да споделям повече практически опит и решения.

Нека всеки токов трансформатор работи стабилно и безопасно, за да гарантира точността и надеждността на нашата електроенергийна мрежа!

— Джеймс