Веб-меню

Поиск товаров

Язык

Делиться

Новости
Главная / Новости / Новости отрасли / Как датчики мощности и защитные реле предотвращают дорогостоящие электрические сбои
Посмотреть продукты Свяжитесь с нами

Как датчики мощности и защитные реле предотвращают дорогостоящие электрические сбои

Почему точность измерения определяет надежность схемы

Каждая промышленная электрическая система зависит от одного тихого предположения: цифры, сообщаемые оборудованием мониторинга, отражают то, что на самом деле происходит в проводниках. Когда это предположение не соответствует действительности, автоматические выключатели срабатывают без видимой причины, двигатели перегреваются незаметно, а команды технического обслуживания ищут симптомы, а не причины. Точный датчики мощности являются тем уровнем, который подтверждает это предположение, передавая данные о токе и напряжении в счетчики, контроллеры и реле с достаточной точностью, чтобы сработать до того, как неисправность перерастет в сбой.

Работники объекта часто осознают ценность точности датчиков только после инцидента. Фидер, который периодически отключается, трансформатор, который нагревается сильнее, чем предполагает его паспортная табличка, или спор по счетам из-за счетчик электроэнергии все эти показания являются последующими симптомами пробелов в измерениях выше по течению. В этой статье рассматриваются основные технологии обнаружения, лежащие в основе современной защиты цепей, их сравнение и объединение в единую архитектуру мониторинга.

0.2 Типовой класс точности ТТ для коммерческого учета (в процентах)
от 1 до 3000 Используемый диапазон частот катушки Роговского (Гц, ориентировочно)
от 40 до 60 Процент незапланированных простоев двигателя, связанных с тепловым стрессом

Основы трансформатора тока с разделенным сердечником

A трансформатор тока с разъемным сердечником имеет шарнирный или разъемный сердечник, что позволяет устанавливать его вокруг существующего проводника без отключения цепи. Это конструктивное преимущество имеет наибольшее значение в проектах модернизации, где отключение фидера для установки твердотельного трансформатора является дорогостоящим или невозможным при критических нагрузках.

Split Core Current Transformer for retrofit current monitoring

Класс точности является определяющей характеристикой. Трансформаторы измерительного класса обычно изготавливаются по классу 0,2 или 0,5, что означает, что заявленный ток остается в пределах этого процента от истинного значения во всем номинальном диапазоне. Трансформаторы защитного класса обменивают часть этой точности на более широкий динамический диапазон, поскольку их задача состоит в том, чтобы оставаться линейными при токах уровня повреждения, а не точно выставлять счета при нормальной нагрузке. Выбор неправильного класса для приложения является одной из наиболее распространенных ошибок при проектировании вторичных цепей учета.

Класс точности Типичное использование Предел погрешности при номинальном токе
0.2 Доходный и точный учет 0,2 процента
0.5 Коммерческие подсчеты 0,5 процента
1.0 Общий производственный мониторинг 1,0 процента
3.0 Защита и индикация 3,0 процента
Точность трансформатора тока по классам 0,2 класс 0,5 класс 1.0 класс 3.0 класс 0 Ошибка

Что делает катушки Роговского пригодными для измерения широкого динамического диапазона

катушки Роговского используйте обмотку с воздушным сердечником вместо железного сердечника, что устраняет насыщение сердечника как ограничивающий фактор. Это позволяет одной и той же гибкой катушке измерять малый ток нагрузки и ток серьезного повреждения без нелинейных искажений, которые может внести насыщенный железный сердечник. Сама катушка выдает напряжение, пропорциональное скорости изменения тока, поэтому она соединена со схемой интегратора, которая восстанавливает фактическую форму сигнала тока.

Rogowski coil flexible current sensor

Поскольку катушка не имеет железного сердечника, она легкая и может быть выполнена в виде гибкой петли, что делает ее практичной для установки вокруг шин неправильной формы или в панелях с ограниченным зазором. Компромисс заключается в том, что катушка требует активного преобразования сигнала для получения полезного выходного сигнала, в отличие от пассивного трансформатора тока, который может напрямую управлять нагрузочным резистором.

Сравнение частотных характеристик катушка Роговского Железный сердечник CT Низкий Высокая частота
Датчики воздушного ядра заменяют пассивную простоту более широким и линейным откликом на быстрые переходные процессы.

ТТ с разделенным сердечником и катушка Роговского: вид сбоку

Ни один из методов зондирования не является в целом лучшим; каждый соответствует различному набору ограничений по установке и точности. Приведенное ниже сравнение радаров оценивает обе технологии по пяти практическим критериям в относительной шкале, причем большая закрытая площадь указывает на более сильное общее соответствие этому набору критериев.

Радар относительной производительности Линейность Диапазон неисправности Легкость установки Пассивный выход Низкий weight Сплошная линия: катушка Роговского. Штриховая область: ТТ с разъемным сердечником.

Логика защиты двигателя при перегреве и перегрузке

A защита двигателя непрерывно сравнивает измеренный ток с тепловой моделью обмотки двигателя, а не полагается на фиксированный мгновенный порог. Это различие важно, поскольку двигатель может безопасно выдерживать кратковременные токи перегрузки во время запуска, но тот же ток, поддерживаемый в течение нескольких минут, приведет к ухудшению изоляции. Тепловое моделирование позволяет устройству защиты различать нормальный пусковой переходный процесс и развивающуюся перегрузку.

Motor protector for overload and thermal monitoring

Общие триггеры, встроенные в устройство защиты двигателя, включают потерю фазы, дисбаланс токов между фазами, состояние блокировки ротора и накопленное тепловыделение. Каждый из них представляет собой отдельный режим отказа, и обработка каждого из них по отдельности позволяет группам технического обслуживания диагностировать фактическую основную причину вместо того, чтобы сбрасывать типовое отключение и надеяться, что проблема не повторится.

Схема принятия решения по защите двигателя Измерение тока и фазы Сравнить с термальным кривая модели В пределах Превышает пределы Продолжить мониторинг Поездка и выход тревоги

Роли реле защиты в распределительной цепочке

Если защита двигателя ориентирована на одну нагрузку, реле защиты работает на уровне фидера, трансформатора или подстанции, координируя решения по отключению нескольких устройств, так что отключается только ближайший к месту повреждения выключатель. Эта избирательная координация, иногда называемая дискриминацией, удерживает неисправность в одной ответвленной цепи от разрушения всего здания.

Protection relay for feeder and substation coordination

Твердотельные реле и механические реле различаются главным образом временем срабатывания, сроком службы контактов и подверженностью механическому износу. Твердотельная конструкция переключается без подвижных контактов, обеспечивая более быстрый и повторяемый отклик, тогда как механическое реле часто предпочтительнее, когда гальваническая развязка и простая замена поля имеют большее значение, чем скорость переключения.

Типичное время отклика реле Твердотельное реле Быстродействующее механическое реле Стандартное механическое реле Самый быстрый Умеренный Медленнее

Интеграция датчиков в счетчик энергии с помощью трансформатора тока

Ан счетчик энергии с кт Входной сигнал полностью зависит от питающего его трансформатора или катушки, чтобы сохранить точность формы сигнала, поскольку сам измеритель только оцифровывает и вычисляет на основе того, что он получает. А цифровой счетчик электроэнергии подключенный к плохо согласованному трансформатору тока, все равно будет отображать показания, но эти показания могут иметь систематическое смещение, которое проявляется только при сравнении с независимым контрольным счетчиком, часто во время спора по счетам или энергоаудита.

Согласование коэффициента трансформации и нагрузки с диапазоном входного сигнала счетчика — это шаг, который легко упустить из виду во время установки, но его последующая корректировка обходится дорого, поскольку обычно это означает повторное подключение проводов под напряжением. Предприятия, которые с самого начала планируют схему подсчета с учетом известных классов трансформаторов и номиналов нагрузки, почти полностью избегают этой переделки.

  • Убедитесь, что номинал вторичной обмотки трансформатора тока соответствует входу счетчика, обычно 1 А или 5 А.
  • Убедитесь, что сопротивление нагрузки находится в пределах класса точности трансформатора.
  • Следите за тем, чтобы маркировка полярности была одинаковой на всех фазах во время подключения.
  • Запишите коэффициент трансформации в конфигурации счетчика перед вводом в эксплуатацию.

Выбор правильной комбинации для конкретного применения

Большинство установок в конечном итоге комбинируют более одной технологии обнаружения и защиты, а не полагаются на одно устройство. В панели коммерческого учета может использоваться трансформатор тока класса 0,2, питающий цифровой счетчик, в то время как в том же распределительном устройстве используется трансформатор с более низким классом защиты, питающий реле для устранения неисправностей. Цепи двигателя обычно объединяют специальный предохранитель двигателя на нагрузке с вышестоящим защитным реле для координации резервного копирования.

Приложение Предпочтительный датчик Предпочтительное защитное устройство
Измерение доходов ТТ с разъемным сердечником класса 0,2 или 0,5 Не применимо
Обнаружение тока повреждения катушка Роговского or protection class CT Реле защиты
Контроль перегрузки двигателя ТТ с разъемным сердечником, рассчитанный на ток полной нагрузки Защита двигателя
Модернизация подсчета Разъемный трансформатор тока Цифровой счетчик электроэнергии

Документация имеет такое же значение, как и выбор оборудования. Регистрация класса точности, коэффициента передачи и нагрузки для каждого установленного трансформатора в едином реестре ускоряет поиск неисправностей в будущем и снижает вероятность установки несоответствующей запасной детали во время аварийного обслуживания.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Можно ли установить трансформатор тока с разъемным сердечником на провод под напряжением?

Да, это основное преимущество конструкции с разъемным сердечником, хотя местные правила электробезопасности для работы вблизи проводов под напряжением по-прежнему применяются во время установки.

Вопрос 2: Зачем катушке Роговского нужна схема интегратора?

Выходной сигнал катушки пропорционален скорости изменения тока, а не самому току, поэтому требуется интегратор для восстановления пригодной для использования формы сигнала тока для отображения или логики защиты.

В3: В чем разница между устройством защиты двигателя и реле общей защиты?

Устройство защиты двигателя построено на основе тепловой модели, специфичной для поведения двигателя, тогда как реле общей защиты координирует решения по отключению в более широком диапазоне условий фидера и оборудования.

Вопрос 4: Всегда ли более высокий класс точности означает лучший трансформатор?

Не обязательно. Измерительные приложения выигрывают от более высоких классов точности, но приложения защиты часто отдают приоритет линейности за счет высоких токов повреждения, а не точности при нормальной нагрузке.

Вопрос 5: Как выбор трансформатора тока влияет на счетчик энергии с входом трансформатора тока?

Точность счетчика зависит от получаемого им сигнала, поэтому несогласованный коэффициент или нагрузка на стороне трансформатора приведет к постоянной ошибке измерения независимо от внутренней точности счетчика.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОV: Acrel выпускает устройства быстрой зарядки постоянного тока серии AEU CCS2 для европейского и мирового рынков
СЛЕДУЮЩИЙ: Как правильно выбрать способ установки счетчика?
Новости о продуктах
Acrel Co., Ltd.

+86-18702106858 / +86-21-69156352
Acrel Co., Ltd.

[email protected]
Acrel Co., Ltd.
Acrel Co., Ltd.
Acrel Co., Ltd.