Mjerni transformatori Tehnički Fakultet Rijeka Zavod za elektroenergetiku

Mjerni transformatori Nadzor, upravljanje i zaštita el.postrojenja i uređaja Mjerene napone i struje svode na veličine koje omogućuju upotrebu instrumenata za nazivne napone od 100V, te nazivne struje od 5 i 1A. Odvajaju mjerne instrumente od visokih napona u mjernom krugu tako da rukovanje njima postaje bezopasno

Podjela mjernih transformatora Prema veličini koju transformiraju: Strujni Naponski Mjestu ugradnje: Za unutarnju i Za vanjsku montažu Tipu glavne izolacije Izolirani papirom impregniranim uljem Epoksidnom smolom Plinom SF6

Strujni transformatori za priključak zaštitnih uređaja

Zahtjevi Da na sekundarnu stranu vjerno prenose primarnu struju u području od nominalne do maksimalno moguće struje KS Vjerni prijenos struje kvara u samom trenutku pojave kvara Što manja pogreška u prijenosu primarnih vrijednosti Za razliku od strujnih transformatora koji služe za potrebe mjerenja, strujni transf. za potrebe zaštitnih uređaja treba da vjerno prikazuju primarne vrijednosti i kod velikih struja KS koje su i nekoliko puta veće od nominalne struje. Zbog pojave struje magnetiziranja, te zbog gubitaka u bakru i željezu strujnog transf. dolazi do pojave greške u prijenosu. Amplitudna greška koja se naziva prijenosna pogreška, te kutna pogreška izražena u minutama. strujne transformatore za mjerenje (sekundarna struja pri KS treba ograničeno porasti, kako bi se zaštitili instrumenti) strujne transformatore za zaštitu (moraju nasekundarnu stranu vjerno prenijeti i struje mnogostruko veće od nazivnih)

Definiranje karakteristika ST-a Za potrebe zaštite definiraju se ST klase P (protection) pri struji Ipn · Ft Ipn efektivna vrijednost primarne nazivne struje Ft ili n: granični faktor točnosti (nadstrujni broj) definiran za nazivne vrijednosti

Definiranje karakteristika ST-a n’ = stvarni nadstrujni broj n’’ = potreban nadstrujni broj Ispisuje se zajednička oznaka, primjerice 10P20: klasa točnosti 10P i granični faktor točnosti (n = 20) npr. 10P20 – pri povećanju struje 20 puta iznad nazivne, pogreška STa nije veća od 10%

Spajanje strujnog transformatora I1 primarna struja I2 sekundarna struja Rv otpor vodiča Rsst otpor sekundarnog namota STa PR potrošnja releja Rsst I1 I2 Relej PR Rv

Poželjan raspored zaštita po jezgrama 110kV Strujni transformator s 5 jezgri 1. Zaštitna jezgra: Osnovna (distantna ili diferencijalna zaštita) 2. Zaštitna jezgra: Rezervna (nadstrujna) zaštita 3. Zaštitna jezgra: Zaštita sabirnica 2 mjerne jezgre Jedan strujni transformator ima više jezgri. Općenito se postavlja da je na jednu jezgru spojena osnovna zaštita (diferencijalna, distantna...) zbog veće točnosti. Na drugu jezgru postavlja se rezervna (nadstrujna zaštita) a 3.jezgra služi za zaštitu sabirnica. Jednu je jezgru moguće izbjeći ako se na zajedničku jezgru postave nadstrujna zaštita i zaštita sabirnica. Od mjernih jezgara jedna je predviđena za obračunsko a druga za pokazno mjerenje. Također je jednu jezgru moguće izbjeći ako nema obračunskog mjerenja ili ako je pokazno mjerenje izvedeno preko numeričkih uređaja relejne zaštite.

Odabir strujnih transformatora Odabiru se ovisno o uređajima koji će biti priključeni na sekundar, te s obzirom na prilike u primarnom strujnom krugu Primarna nazivna struja odabire se prema maksimalnoj struji koja teče kroz primarni namot u normalnom pogonu Primarnu nazivnu struju potrebno je odabrati tako da ne odstupa previše od maks. struje u normalnom pogonu. Odabire se prema nazivnoj struji elementa na koji je spojen primar strujnog trafoa. Osobito treba izbjegavati izbor strujnih transformatora znatno veće nazivne struje radi kasnijeg proširenja mreže, te tako nepotrebno dovoditi do znatnijih grešaka Za diferencijalnu zaštitu transf. – mjerodavna struja na SN strani Za nadstrujnu (rezervnu) zaštitu nije potrebno posebno vršiti provjeru karakteristika Karakteristike se definiraju isključivo prema strujama tropolnog kratkog spoja

Potrošnja releja i spojnih vodiča Pretpostavlja se da je potrošnja releja 0.5VA Time su pokriveni svi statički i numerički releji Za otpor spojnih vodiča (Cu, 150m, 6mm2) uzima se 0.5, ili se računa prema: L duljina vodiča S presjek vodiča k vodljivost materijala

Zahtjevi na ST Za diferencijalnu zaštitu: Vremenska konstanta struje kvara: n’’ = potrebni nadstrujni broj Ik = max.struja kvara u zoni štićenja diferencijalne zaštite (ili max. struja kvara u postrojenju) In = nazivna primarna struja STa Jednadžba vrijedi za struje kvara s vremenskom konstantom do 100ms Vremenska konstanta struje kvara je vrijeme potrebno da se priguši istosmjerna komponenta u struji kvara*. Ukoliko je vremenska konstanta već od 100ms, treba korigirati potrebni nadstrujni broj. * Istrosmjerna komponenta u struji kvara doprinosi povećanoj magnetskoj indukciji u jezgri strujnog transformatora, te na taj način ST brže ulazi u zasićenje te je time veća i pogreška ST-a

Zahtjevi na ST Za nadstrujnu zaštitu:

Zahtijevi na ST Stvarni nadstrujni broj: n’>n’’ strujni transformator zadovoljava Opteretivost strujnog ulaza definirana je strujom koja ulazi u relej i vremenom protjecanja te struje. Nadstrujni broj definiran je za nazivno opterećenje (vlastita potrošnja jezgre) no sa dodanim uređajima relejne zaštite i spojnim vodovima, stvarni nadstrujni broj (n’) veći je od nazivnog. Potrebni nadstrujni broj n’’ definiran je strujom kratkog spoja. Stvarni nadstrujni broj mora biti veći od potrebnog nadstrujng broja. Opteretivost strujnog ulaza definirana je strujom koja ulazi u relej i vremenom protjecanja te struje. Primjerice za struju ulaza 100*In dopušteno vrijeme prolaska je 1s.

Odabir ST – a za diferencijalnu zaštitu transformatora Jezgra 2000/5 A; 30 VA; 0.5 ; 5P20 Vodiči: L=50m; S=4mm2 κ=56m/(mm2) Relej: Pr=0.5VA Energetski transformator Nazivni napon 110/21(10.5) kV Nazivna snaga Sn = 40 MVA Napon kratkog spoja uk% = 18.5% Djelatni gubitak snage Pg = 188kW Odabrati ST za NN stranu transformatora.

Odabir ST za nadstrujnu zaštitu vodnog polja Jezgra 2000/5 A; 10 VA; 1 ; 10P10 Vodiči: L=11,2m; S=4mm2 κ=56 Relej: Pr=0.6VA Max struja kvara u postrojenju Iks = 16kA