Przekładniki
Przeznaczenie
Budowa i zasada działania
Parametry i zasady doboru
Przykładowe rozwiązania
Przekładniki
Przeznaczenie
Budowa i zasada działania
Parametry i zasady doboru
Przykładowe rozwiązania
6.05.21 14:02
2
Wiadomości ogólne
Przekładnikami nazywamy aparaty elektryczne zmniejszające w
stałym stosunku znaczne wartości wielkości elektrycznych (prąd,
napięcie). Przenoszenie sygnału ze strony pierwotnej na wtórną
następuje
w wyniku sprzężenia magnetycznego tych obwodów najczęściej
przy wykorzystaniu rdzeni magnetycznych umożliwiających
znaczne wzmocnienie.
Przekładniki stosuje się w celu:
Pomiaru różnych wielkości elektrycznych w obwodach pierwotnych
Tworzenia układów zabezpieczeń i automatyki
Rodzaje przekładników:
Pomiarowe – duża dokładność transformacji w stanach
ustalonych
Zabezpieczeniowe – wierna transformacja prądów i napięć
głównie w stanach nieustalonych
6.05.21 14:02
3
Wiadomości ogólne
Zalety stosowania przekładników:
Bezpieczna obsługa przyrządów pomiarowych, regulacyjnych
i zabezpieczeniowych dzięki odizolowaniu obwodów wtórnych
od obwodów wysokiego napięcia,
Stosowanie jednakowych przyrządów pomiarowych dzięki
transformowaniu prądów i napięć o różnych wartościach
pierwotnych na wartości znormalizowane,
Zmniejszenie niebezpieczeństwa uszkodzenia przyrządów
wskutek elektrodynamicznego i cieplnego oddziaływania
prądów zwarciowych,
Oddzielenie nastawni od rozdzielni,
Rozszerzenie zakresu przyrządów pomiarowych,
Zdalny
6.05.21 14:02
4
Przekładniki prądowe
Przekładnik prądowy:
a) zasada działania; b), c) schematy zastępcze dokładny i uproszczony
6.05.21 14:02
5
Przekładniki prądowe
Wykres wektorowy przekładnika prądowego
6.05.21 14:02
6
Przekładniki prądowe
Przekładnia prądowa (zwojowa)
Błąd prądowy
Błąd kątowy () – jest to kąt między odwróconym
wektorem prądu wtórnego I
s
a wektorem prądu I
p
Błąd całkowity (
c
) – wartość skuteczna różnicy
wartości chwilowych: prądu wtórnego i
s
przemnożonego
przez przekładnię oraz prądu pierwotnego i
p
1
2
w
w
I
I
K
sN
pN
n
100
p
p
N
s
%
I
I
K
I
I
T
p
N
s
p
c
dt
i
K
i
T
I
0
2
1
100
6.05.21 14:02
7
Przekładniki prądowe
Parametry znamionowe:
Napięcie znamionowe
od 0,5 kV
Prąd znamionowy pierwotny i wtórny (5-10-15-20-30-
50-75) A*10/5 lub 1
Moc znamionowa
2,5-5-10-15-30 VA
Klasa
dokładności
0,1-0,2-0,5-1-3-5
(3P, 5P)
Znamionowy prąd bezpieczny przyrządu I
pL
Współczynnik bezpieczeństwa przyrządu (FS)
Cieplna wytrzymałość zwarciowa
Dynamiczna wytrzymałość zwarciowa
6.05.21 14:02
8
Przekładniki prądowe
Parametry znamionowe:
Moc znamionowa S
N
przekładnika jest to taka wartość mocy pozornej
(S
N
= I
2sN
Z
obcN
), którą przekładnik może zasilać obwód wtórny, przy czym
błędy transformacji nie przekraczają klasy dokładności przekładnika.
Znamionowy prąd bezpieczny przyrządu I
pL
oznacza najmniejszą
wartość prądu pierwotnego, przy której, przy znamionowym obciążeniu
przekładnika jego błąd całkowity jest równy lub większy niż 10%.
Znamionowy współczynnik bezpieczeństwa FS jest równy
stosunkowi
znamionowego
prądu
bezpiecznego
przyrządu
do
znamionowego prądu pierwotnego przekładnika; bezpieczeństwo
przyrządów zasilanych przez przekładnik jest większe, gdy wartość
współczynnika bezpieczeństwa FS jest mniejsza.
Znamionowy krótkotrwały prąd cieplny I
thN
– określa cieplną
wytrzymałość zwarciową przekładnika i wynosi I
thN
= (60250)I
pN
Znamionowy prąd dynamiczny I
dN
– określa wytrzymałość
dynamiczną przekładnika i jest równy 2,5 I
thN
6.05.21 14:02
9
Przekładniki prądowe
Krzywe zależności prądu wtórnego od prądu pierwotnego przekładników
prądowych o współczynniku bezpieczeństwa FS 5 oraz 10
Rzeczywista wartość FS
(oznaczona n
B
) zależy od
obciążenia strony wtórnej
przekładnika według zależności:
S
N
– moc znamionowa,
S
wp
– moc własna przekładnika
równa
(0,05-0,2 S
N
)
S
B
– obciążenie strony wtórnej
wp
B
wp
N
N
B
S
S
S
S
n
n
6.05.21 14:02
1
0
Przekładniki prądowe
6.05.21 14:02
1
1
Przekładniki prądowe
Przekrój
przekładnika
prądowego
trójrdzeniowego, olejowego na napięcie 245
kV:
1 – zaciski uzwojenia pierwotnego
2 – obudowa aluminiowa
3 – izolator przepustowy
4 – izolacja wysokonapięciowa
5 – uzwojenie strony pierwotnej
6 – rdzenie przekładnika z uzwojeniami strony
wtórnej (np. różnej klasy)
7 – skrzynka z zaciskami uzwojeń wtórnych
8 – zbiornik
6.05.21 14:02
1
2
Przekładniki prądowe
Przekrój bieguna przekładnika kombinowanego
o izolacji z SF
6
:
1 – płytka (membrana) bezpieczeństwa
2 – zbiornik (głowica)
3 – uzwojenie pierwotne przekładnika napięciowego
4 – obudowa rdzeni i uzwojeń wtórnych
przekładnika prądowego
5 – przewód (uzwojenie) pierwotne przekładnika
prądowego
6 – izolator kompozytowy
7 – rura izolacyjna z przewodami obwodów
wtórnych
8 – skrzynka zaciskowa
9 – zacisk przyłączeniowy płaski
6.05.21 14:02
1
3
Przekładniki prądowe
Budowa przekładników średniego napięcia: a) prądowego; b) napięciowego
1 – uzwojenie pierwotne, 2 – uzwojenie wtórne, 3 – rdzeń magnetyczny, 4 –
izolacja żywiczna, 5 – zacisk przyłączeniowy uzwojenia pierwotnego, 6 – zaciski
przyłączeniowe uzwojenia wtórnego, 7 – zacisk uziemiający
6.05.21 14:02
1
4
Przekładniki prądowe WN
Przekładnik prądowy typu
J110-4a (ABB)
Przekładniki
prądowe
J110-4a
przeznaczone są do zasilania
układów
pomiarowych
i
zabezpieczeniowych
w
urządzeniach
elektroenergetycznych
o
najwyższym napięciu pracy do
123 kV i częstotliwości 50Hz.
Przekładniki przystosowane są do
pracy na powietrzu, w warunkach
klimatu
umiarkowanego
lub
tropikalnego, w atmosferze
o znacznym zanieczyszczeniu.
6.05.21 14:02
1
5
Przekładniki prądowe WN
Przekładnik prądowy typu J123a
(ABB)
Przekładniki prądowe typu J123
przeznaczone są do zasilania układów
pomiarowych i zabezpieczających w
sieciach
elektroenergetycznych
o
napięciu roboczym do 123 kV i
częstotliwości 50 Hz. Przeznaczone są
do pracy w sieciach ze skutecznie
uziemionym
oraz
izolowanym
punktem
zerowym.
Przekładniki
przystosowane są do pracy w
warunkach klimatu umiarkowanego w
temperaturze otoczenia od -30°C do
+40°C, wilgotności względnej do
100% przy temperaturze +30°C, na
wysokości nie przekraczającej 1000 m
n.p.m.
6.05.21 14:02
1
6
Przekładniki prądowe SN
Przekładniki typu IBZ 12a
Służą
do
zasilania
przyrządów
pomiarowych
oraz
obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych o najwyższym
napięciu dopuszczalnym sieci: do 12 kV
przy częstotliwości 50 Hz. Zakres
znamionowych prądów pierwotnych
400-3000A.
6.05.21 14:02
1
7
Przekładniki prądowe SN
Przekładniki typu IMZ 10
Przekładniki prądowe, wsporcze,
jednofazowe o izolacji żywicznej
typu IMZ 10 służą do zasilania
przyrządów pomiarowych oraz
obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń elektroenergetycznych
o najwyższym napięciu roboczym
sieci
do
12
kV
i częstotliwości 50 Hz. Zakres
znamionowych
prądów
pierwotnych:
5 ÷ 1500 A i 2 × 15 ÷ 2 × 600 A.
Wykonanie:
jedno,
dwu
lub
trzyrdzeniowe.
6.05.21 14:02
1
8
Przekładniki prądowe SN
Przekładniki przepustowe
typu IPZ...A
Przekładniki
prądowe,
przepustowe,
jednofazowe
w
izolacji żywicznej typu IPZ....A
służą do zasilania przyrządów
pomiarowych
oraz
obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych
o
najwyższych
dopuszczalnych
napięciach
sieci
12
i 24 kV oraz częstotliwości 50 Hz.
Zakres znamionowych prądów
pierwotnych 200 do 2000 A.
6.05.21 14:02
1
9
Przekładniki prądowe SN
Przekładniki szynowe
typu ISZ...A
Przekładniki prądowe szynowe,
jednofazowe typu ISZ 10-2A,
ISZ 10-3A służą do zasilania
przyrządów pomiarowych oraz
obwodów zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych
o
najwyższym
napięciu
dopuszczalnym sieci 12 kV
i częstotliwości 50 Hz. Zakres
znamionowych
prądów
pierwotnych 2000 ÷ 5000 A.
Znamionowe prądy wtórne 5 A
lub 1 A.
6.05.21 14:02
2
0
Przekładniki prądowe SN
Przekładniki
ziemnozwarciowe
typu IFW
Przekładniki
ziemnozwarciowe,
trójfazowe o izolacji żywicznej
typu IFW... z dzielonym rdzeniem
służą do zasilania obwodów
prądowych
zabezpieczeń
ziemnozwarciowych w sieciach
średniego
napięcia
o
częstotliwości 50 [Hz]. Pełnią
funkcję ochronną sieci i urządzeń
elektroenergetycznych
od
skutków
zwarć
doziemnych.
Zakres znamionowych prądów
pierwotnych ziemnozwarciowych:
0,1¸150 [A].
6.05.21 14:02
2
1
Przekładniki prądowe nN
Przekładniki prądowe niskiego
napięcia typu IMW, IMP, IMS, I
SW, INSOS
Przekładniki prądowe typu: IMW,
IMP, IMS, ISW, INSOA służą do
zasilania
przyrządów
pomiarowych,
oraz
obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych
o
najwyższym napięciu roboczym
0,72 kV i częstotliwości 50 Hz.
Przekładniki są wykonywane na
prądy wtórne 1A i 5A.
6.05.21 14:02
2
2
Przekładniki prądowe nN
Przekładniki prądowe, kab
lowe, wnętrzowe niskiego
napięcia typu KOLMA, KOLA
i IHDA
Przekładniki typu KOLMA i
KOLA są przystosowane do
pomiaru
sumy
prądów
trójfazowych
w
kablu
3–
fazowym. Służą m.in. do
sygnalizowania i lokalizowania
zwarć
doziemnych.
Przekładniki prądowe typu
IHDA 05 są przystosowane do
pomiaru prądów fazowych w
rozdzielnicach
niskiego
napięcia.
Jako
przewód
pierwotny służy nieizolowana
szyna zbiorcza lub kabel
niskiego napięcia.
6.05.21 14:02
2
3
Przekładniki napięciowe
Przekładnik napięciowy:
a) zasada działania; b) schematy zastępcze dokładny i uproszczony
6.05.21 14:02
2
4
Przekładniki napięciowe
Wykres wektorowy napięć przekładnika napięciowego
6.05.21 14:02
2
5
Przekładniki napięciowe
Przekładnia napięciowa (zwojowa)
Błąd napięciowy
Błąd kątowy () – jest kąt między wektorem napięcia wtórnego
U
2
a wektorem napięcia pierwotnego U
1
2
1
2
1
w
w
U
U
K
N
N
N
100
1
1
2
U
U
K
U
U
N
%
6.05.21 14:02
2
6
Przekładniki napięciowe
Oznaczenia
zacisków
przekładników
napięciowych
6.05.21 14:02
2
7
Przekładniki napięciowe
Parametry znamionowe:
Napięcie znamionowe pierwotne
U
N
i
Napięcie znamionowe strony wtórnej
100 V i V lub
110,
200
Moc znamionowa przy cos=0,8
10-15-25-30-50-75-100-150
-200-300-400-500 VA
Cieplna moc graniczna
Klasa dokładności 0,1-0,2-0,5-1-3-5 (3P, 6P)
Znamionowy współczynnik napięciowy
3
N
U
3
100
6.05.21 14:02
2
8
Przekładniki napięciowe
Parametry znamionowe:
Cieplna moc graniczna przekładnika określa największe dopuszczalne
długotrwałe obciążenie strony wtórnej przy napięciu znamionowym, przy
którym przyrosty temperatury uzwojeń ani żadnych innych części
przekładnika nie są wyższe niż wartości graniczne dopuszczalne.
Znamionowy współczynnik napięciowy jest to iloraz największej
wartości napięcia pracy i napięcia znamionowego, przy którym przekładnik
powinien zachować wymaganą wytrzymałość cieplną w określonym czasie
oraz wymaganą dokładność transformacji napięcia pierwotnego. Wymagane
wartości współczynników napięciowych zależą od typu sieci i sposobu
uziemienia uzwojenia pierwotnego przekładnika i wynoszą:
•
1,5/30 s w sieciach o skutecznie uziemionym punkcie neutralnym
•
1,9/30 s w sieciach o izolowanym punkcie neutralnym oraz w sieciach
kompensowanych z samoczynnym wyłączaniem zwarć doziemnych
•
1,9/8 h w sieciach o izolowanym punkcie neutralnym oraz w sieciach
kompensowanych bez samoczynnego wyłączania zwarć doziemnych.
6.05.21 14:02
2
9
Przekładniki napięciowe
pojemnościowe
Przekładnik
napięciowy
pojemnościowy
stanowi
połączenie
przekładnika indukcyjnego z pojemnościowym dzielnikiem napięcia,
wykonywane w celu ograniczenia kosztów, szczególnie związanych z
izolacją.
Dzielnik pojemnościowy:
Zalety:
Niższe koszty budowy
Możliwość przystosowania do dowolnej wartości napięcia przez zmianę
C
1
Zmniejszenie stromości narastania fal przepięciowych
Wady:
Zależność błędów od częstotliwości
Zależność pojemności od temperatury, co dodatkowo wpływa na błędy
2
1
1
1
2
C
C
C
U
U
6.05.21 14:02
3
0
Przekładniki napięciowe
Układy połączeń przekładników napięciowych:
a) Układ V; b) i c) układ pełnej gwiazdy
6.05.21 14:02
3
1
Przekładniki napięciowe
Układy połączeń
przekładników
napięciowych:
d) i e) układ otwartego
trójkąta
6.05.21 14:02
3
2
Przekładniki napięciowe
WN
Przekładnik napięciowy typu
UO 123
Przekładniki przeznaczone są do
zasilania obwodów napięciowych
mierników i przekaźników w
układach
pomiarowych
i
zabezpieczeniowych
sieci
elektroenergetycznych
o
najwyższym napięciu roboczym do
123 kV o częstotliwości 50 Hz, do
włączania między przewód fazowy
a ziemię. Przystosowane są do
pracy na wolnym powietrzu w
warunkach
klimatu
umiarkowanego
oraz
w
atmosferze
o
znacznym
zanieczyszczeniu.
6.05.21 14:02
3
3
Przekładniki napięciowe
WN
Przekładnik napięciowy typu
UO110C
Przekładniki napięciowe UO110C
przeznaczone
są
do
zasilania
Obwodów napięciowych mierników i
przekaźników
w
układach
pomiarowych
i
zabezpieczeniowych
sieci
elektroenergetycznych
o
najwyższym
napięciu
roboczym
72,5
kV
i
123
kV
i częstotliwości 50Hz do włączania
między przewód fazowy a ziemię.
Przekładniki przystosowane są do
pracy
w
urządzeniach
napowietrznych,
w
warunkach
klimatu
umiarkowanego lub tropikalnego, w
atmosferze
o
znacznym
zanieczyszczeniu.
6.05.21 14:02
3
4
Przekładniki napięciowe
SN
Przekładniki napięciowe typu:
UMZ 12, UMZ 17, UMZ 24
Przekładniki UMZ przystosowane
są do pracy na wysokości do 1000
m n.p.m. Mogą pracować w
zakresie temperatur otoczenia od
-10 C do 55 C. Klasa dokładności:
0,2; 0,5; 1; oraz 3P; 6P.
6.05.21 14:02
3
5
Przekładniki napięciowe
SN
Przekładniki napięciowe typu: UMZ 12, UMZ 17, UMZ 24
Przekładniki UMZ przystosowane są do pracy na wysokości do
1000 m n.p.m. Mogą pracować w zakresie temperatur otoczenia od
-10 C do 55 C. Klasa dokładności: 0,2; 0,5; 1; oraz 3P; 6P.