În rețeaua complexă a sistemelor de putere, stațiile joacă un rol esențial în asigurarea transmisiei și distribuției fiabile și eficiente a energiei electrice. În centrul acestor stații se află transformatoarele de curent (CTS), care sunt esențiale pentru măsurarea și protejarea circuitelor electrice. Cu toate acestea, circuitele scurte ale sistemului pot avea impacturi semnificative asupra acestor transformatoare actuale. Ca furnizor deSubstația de transformare curentă, Am asistat de prima dată la provocările și implicațiile pe care circuitele scurte le reprezintă CTS.
Înțelegerea sistemului scurt - Circuite
Un sistem scurt - circuitul scurt are loc atunci când există o conexiune anormală de rezistență scăzută între două sau mai multe puncte dintr -un circuit electric care sunt în mod normal la tensiuni diferite. Acest lucru poate fi cauzat de o varietate de factori, cum ar fi defecțiunea izolației, defecțiunea echipamentelor sau daunele externe. În timpul unui eveniment de circuit scurt, o cantitate mare de curent curge prin circuit, depășind cu mult curentul de funcționare normal.
Mărimea curentului de circuit scurt depinde de mai mulți factori, inclusiv de impedanța sursă, de tipul de circuit scurt (de exemplu, trei faze, o singură fază la sol) și locația defectului în sistemul de alimentare. Curenții de circuit scurt pot fi de mai multe ori mai mari decât curentul nominal al echipamentului, plasând un tensiune semnificativă asupra componentelor electrice, inclusiv transformatoarelor de curent.
Impact asupra performanței actuale ale transformatorului
Saturaţie
Unul dintre cele mai semnificative efecte ale circuitelor scurte ale sistemului asupra transformatoarelor de curent este saturația. CT -urile sunt proiectate să funcționeze într -un anumit interval de curenți. Când apare un circuit scurt, curentul ridicat poate determina saturarea miezului magnetic al CT. Într -o stare saturată, densitatea fluxului magnetic din miez atinge valoarea maximă, iar CT nu mai poate transforma cu exactitate curentul primar în curentul secundar.
În timpul saturației, curentul secundar al CT nu mai are o relație liniară cu curentul primar. Acest lucru poate duce la funcții de măsurare și protecție inexacte. De exemplu, într -un sistem de protecție, un CT saturat poate să nu ofere o reprezentare exactă a curentului de eroare, ceea ce poate duce la misoperarea releelor de protecție. Releele pot să nu călătorească atunci când apare o defecțiune sau călătoria inutil, ceea ce duce la întreruperile de energie și la deteriorarea echipamentelor.
Stresul termic
Un alt impact major al circuitelor scurte asupra transformatoarelor de curent este stresul termic. Curentul mare de circuit scurt generează o cantitate mare de căldură în înfășurările CT. Căldura este proporțională cu pătratul curentului și rezistența înfășurărilor. Dacă evenimentul scurt de circuit durează pentru o perioadă relativ lungă, căldura excesivă poate determina deteriorarea izolației înfășurărilor.
Deteriorarea izolației poate duce la circuite scurte din CT în sine, compromitând în continuare performanța și siguranța acestuia. În cazuri severe, stresul termic poate provoca chiar și deteriorarea fizică a CT, cum ar fi topirea înfășurărilor sau deformarea miezului. CT -urile sunt de obicei proiectate cu un anumit rating termic, care specifică durata maximă de curent și de timp pe care CT o poate rezista fără daune semnificative. Cu toate acestea, în cazul unui circuit scurt - cu mărime mare, acest rating poate fi depășit, ceea ce duce la eșecul potențial al CT.
Stres mecanic
Circuitele scurte impun, de asemenea, stres mecanic transformatoarelor de curent. Curentul înalt de circuit scurt creează forțe electromagnetice între rândurile înfășurărilor și între diferitele părți ale CT. Aceste forțe pot fi substanțiale și pot provoca deformarea mecanică a înfășurărilor și a miezului.
De exemplu, înfășurările pot fi deplasate sau deteriorate, iar miezul poate crăpa sau va deveni nealiniat greșit. Deteriorarea mecanică a CT poate afecta performanța electrică a acestuia și poate duce, de asemenea, la probleme de fiabilitate pe termen lung. În plus, tensiunea mecanică poate slăbi conexiunile din CT, crescând rezistența de contact și contribuind în continuare la problemele termice.
Tipuri de transformatoare actuale și sensibilitatea acestora la circuite scurte
Tip rană CT
Tip rană CTeste un tip comun de transformator curent. Într -o rană CT, înfășurarea primară este conectată direct la circuitul care transportă curentul care trebuie măsurat. Aceste CT -uri sunt, în general, mai sensibile la saturație în timpul circuitelor scurte, deoarece miezurile lor magnetice au un flux magnetic limitat - capacitate de transport.
Proiectarea CT -urilor de tip rană le face, de asemenea, mai vulnerabile la stresul termic și mecanic. Natura strânsă a înfășurărilor înseamnă că orice mișcare mecanică sau deformare poate perturba cu ușurință izolația electrică și cuplarea magnetică între înfășurările primare și secundare.
Bară de tip CT
Pe de altă parte, CT -urile de bare au un design mai simplu. Înfășurarea principală este un conductor cu un singur rând, de obicei o bară de bus. CT -urile de tip de bare tind să aibă o capacitate mai bună de a rezista circuitelor scurte în comparație cu CT -urile de tip rană. Înfășurarea primară cu un singur viraj are o rezistență mai mică și este mai puțin probabil să experimenteze un stres termic semnificativ în timpul unui circuit scurt.
Cu toate acestea, CT -urile de tip bare nu sunt imune la efectele circuitelor scurte. Acestea se pot satura în continuare sub curenți de circuite scurte cu mărime mare, iar forțele mecanice generate de circuitul scurt pot provoca, de asemenea, deteriorarea carcasei și conexiunilor CT.
Strategii de atenuare
Dimensionare și selecție corespunzătoare
Pentru a reduce la minimum impactul circuitelor scurte ale sistemului asupra transformatoarelor de curent, dimensionarea și selecția corespunzătoare sunt cruciale. CT -urile ar trebui să fie selectate pe baza curenților de circuit scurti așteptați din sistemul de alimentare. Caracteristicile de curent, de precizie și de saturație ale CT ar trebui să fie luate în considerare cu atenție pentru a se asigura că poate funcționa în mod fiabil în condițiile normale și de defecțiune.
De exemplu, CT -urile cu o limită de saturație mai mare poate rezista mai bine la curenți de circuit scurt fără saturare. În plus, CT -urile cu un rating termic adecvat ar trebui să fie alese pentru a gestiona căldura generată în timpul circuitelor scurte.
Releu de protecție
Releul de protecție poate fi, de asemenea, utilizat pentru a atenua efectele circuitelor scurte asupra transformatoarelor de curent. Releele pot fi proiectate pentru a detecta rapid condițiile de circuit scurt și pentru a izola secțiunea defectuoasă a sistemului de alimentare. Prin reducerea duratei circuitului scurt, tensiunea pe CTS poate fi redusă la minimum.
Schemele de protecție avansată, cum ar fi protecția diferențială și protecția la distanță, pot oferi o detectare a erorilor mai precisă și mai fiabilă. Aceste scheme pot ajuta la asigurarea faptului că CT -urile nu sunt expuse la curenți de circuit scurte mari pentru o perioadă îndelungată.
Monitorizare și întreținere
Monitorizarea și întreținerea periodică a transformatoarelor de curent sunt esențiale pentru a detecta eventualele probleme cauzate de circuite scurte. Tehnicile de monitorizare, cum ar fi măsurarea curentului și tensiunii secundare, pot oferi informații valoroase despre performanța CT. Orice abatere de la condițiile normale de funcționare pot fi o indicație a unei probleme, cum ar fi saturația sau deteriorarea izolației.
Activitățile de întreținere, cum ar fi inspecția vizuală, testarea izolației și calibrarea, pot ajuta la identificarea și abordarea problemelor înainte de a duce la eșecuri grave. Prin menținerea CT -urilor în stare bună, capacitatea lor de a rezista la circuite scurte poate fi îmbunătățită.
Concluzie
Sistemul scurt - Circuitele pot avea un impact profund asupra performanței și fiabilității transformatoarelor actuale în stații. Saturația, stresul termic și stresul mecanic sunt principalele provocări cu care se confruntă CT -urile în timpul evenimentelor cu circuit scurt. Ca furnizor deSubstația de transformare curentă, înțelegem importanța furnizării de CT -uri de înaltă calitate, care pot rezista la rigorile circuitelor scurte.
Prin implementarea dimensiunii și selecției corespunzătoare, a releului de protecție și a strategiilor de monitorizare și întreținere, efectele negative ale circuitelor scurte asupra transformatoarelor de curent pot fi reduse la minimum. Dacă aveți nevoie de transformatoare de curent fiabile pentru stația dvs., vă invităm să ne contactați pentru discuții și achiziții suplimentare. Echipa noastră de experți vă poate oferi cele mai bune soluții adaptate cerințelor dvs. specifice.
Referințe
- Blackburn, JL (2013). Releu de protecție: principii și aplicații. CRC PRESS.
- GROSS, CA (2007). Analiza sistemului de putere. Wiley - Intersciență.
- IEC 60044 - 1: 2017, Transformatoare de instrumente - Partea 1: Transformatoare curente.
