Współczynnik bezpieczeństwa FS dla  przekładników prądowych

Porównanie wymagań stawianych przekładnikom klasycznym oraz przekładnikom małej mocy
Przekładniki rdzeniowe zabezpieczeniowe produkcji ABB
Przekładniki rdzeniowe zabezpieczeniowe produkcji ABB
Fot. library.e.abb.com

Przekładniki prądowe są niezbędnym elementem każdego systemu elektroenergetycznego. Służą przetwarzaniu prądu z obwodów pierwotnych na niskoenergetyczny sygnał bezpieczny dla obsługi i zabezpieczeń oraz elementów rozliczeniowych.

W artykule:

• Charakterystyka ogólna przekładników
• Wymagania stawiane rdzeniowym przekładnikom zabezpieczającym
• Wymagania stawiane przekładnikom małej mocy

Charakterystyka ogólna przekładników

Przekładniki prądowe – rdzeniowe możemy podzielić na dwie podstawowe grupy:

  • przekładniki pomiarowe, 
  • przekładniki zabezpieczeniowe.

Do pierwszej grupy przynależą przekładniki prądowe – rozliczeniowe, które pełnią przede wszystkim funkcję przetworzenia prądu pierwotnego na sygnał wykorzystywany przez mierniki prądu i liczników energii elektrycznej. W przypadku wystąpienia przetężenia prądu po stronie pierwotnej (spowodowanego np. zwarciem) przekładniki pomiarowe mają za zadanie chronić sprzęt pomiarowy i rozliczeniowy przed uszkodzeniem.

Czytaj też: Problematyka obciążalności prądowej ciągłej przewodów szynowych wielkoprądowych SN >>

Drugą grupę stanowią przekładniki prądowe zabezpieczeniowe, które przetwarzają prąd pierwotny na sygnał wykorzystywany przez zabezpieczenia elektroenergetyczne. Przekładniki zabezpieczeniowe oprócz pracy w warunkach znamionowych muszą być przystosowane do transformacji przetężeń prądu (zwarcie w sieci) w możliwie największym zakresie i z jak największą możliwą dokładnością.

Obydwie wyżej wymienione grupy przekładników prądowych rdzeniowych włącza się szeregowo w pierwotny obwód prądowy. Prąd przepływający przez uzwojenie pierwotne przekładnika indukuje przepływ prądu w zamkniętym obwodzie wtórnej strony przekładnika. W dalszej części artykułu będziemy się koncentrować na przekładnikach rdzeniowych zabezpieczeniowych.

We współczesnych rozwiązaniach technicznych elektroenergetycznej automatyki zabezpieczającej i różnorodnej aparatury pomiarowej, coraz częściej stosuje się przekładniki prądowe małej mocy LPCT (Low Power Current Transformers), takie, które wykorzystują ideę cewki Rogowskiego. Mogą one skutecznie zastępować klasyczne przekładniki rdzeniowe, od których są znacznie gabarytowo mniejsze i lżejsze. W tym rodzaju przekładników bardzo ważna jest geometria, mająca wpływ na dokładność pomiaru.

Wymagania stawiane rdzeniowym przekładnikom zabezpieczającym

Przekładniki elektroenergetyczne wykonuje się w formie typoszeregu na określony prąd znamionowy i napięcie robocze. Projektanci stacji elektroenergetycznych projektując stację na określony prąd znamionowy i napięcie robocze dobierają z typoszeregu przekładnik o wymaganych parametrach. W elektroenergetyce przyjmuje się wartość prądu strony wtórnej przekładnika na poziomie 1 lub 5 amperów dla prądu znamionowego płynącego po stronie pierwotnej przekładnika. Na rysunku 1. przedstawiono przykład wykonania rdzeniowych przekładników zabezpieczeniowych produkcji ABB.

Rys. 1. Przekładniki rdzeniowe zabezpieczeniowe produkcji ABB [6]

Według normy [1] znamionowy błąd prądowy przekładnika rdzeniowego określony jest wzorem (1).

gdzie:

e – błąd względny,

Ip – bieżący prąd strony pierwotnej,

Is – bieżący prąd strony wtórnej,

kr – znamionowy współczynnik transformacji. Oprócz znamionowego błędu prądowego istnieje też błąd kątowy.

Rozumiany jest jako różnica wskazowa pomiędzy Ip a Is. Błąd jest dodatni gdy prąd Ip wyprzedza Is. Norma [1] definiuje następujące klasy dokładności: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3. Liczby definiujące klasę określają wartość maksymalnego błędu dopuszczalną dla danej klasy. Przykładowe błędy dopuszczalne w niektórych klasach przedstawiono w tabeli 1.

Tab. 1. Przykładowe dopuszczalne normą [1] błędy pomiarowe przekładników rdzeniowych

Oprócz powyższych definiowany jest także współczynnik bezpieczeństwa przyrządów FS [1], [4]. Jest to stosunek znamionowego prądu pierwotnego bezpiecznego IPL do znamionowego prądu pierwotnego Ipr. Przy obliczaniu tego współczynnika, założono że przekładnik jest obciążony mocą znamionową.

Przez prąd pierwotny bezpieczny IPL rozumiemy wartość skuteczna prądu pierwotnego, przy którym błąd całkowity przekładnika jest równy lub większy 10%. Współczynnik FS jest bardzo ważny dla projektowania układów pomiarowych do urządzeń zabezpieczeniowych. Można przyjąć, że wraz z dowolnym wzrostem prądu pierwotnego wartość prądu strony wtórnej nie przekroczy 2XIsn (przez Isn rozumiemy znamionowy prąd strony wtórnej przekładnika) [7]. Wynika to z nasycenia rdzenia i ograniczenia zdolności przekładników rdzeniowych do transformacji prądów zwarciowych.

gdzie:

FS – współczynnik bezpieczeństwa,

IPL – prąd strony pierwotnej bezpieczny dla urządzeń,

Ipr – prąd znamionowy strony pierwotnej.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[współczynnik bezpieczeństwa FS, przekładniki pradowe, system elektroenergetyczny, instalacje elektroenergetyczne, przekładniki zabezpieczające]

Komentarze

(0)
mgr inż. Jerzy Chudorliński
mgr inż. Jerzy Chudorliński
Absolwent Wydziału Elektroniki Politechniki Warszawskiej o specjalności aparatura elektroniczna. Zajmował się zagadnieniami związanymi z konstrukcją sprzętu powszechnego użytku oraz konstrukcją spr... więcej »
 Grzegorz  Kowalski
 Grzegorz  Kowalski
Instytut Tele- i Radiotechniczny więcej »
mgr inż. Andrzej  Jaworski
mgr inż. Andrzej  Jaworski
Instytut Tele- i Radiotechniczny w Warszawie więcej »
mgr inż. Jakub Chudorliński
mgr inż. Jakub Chudorliński
Instytut Tele- i Radiofoniczny więcej »
inż. Karol Reszczyk
inż. Karol Reszczyk
Brak informacji o autorze... więcej »
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl