Modern güç sistemlerinde akım ve gerilim ölçümü, güvenli çalışmanın, enerji tüketimi izlemenin ve röle korumasının temelini oluşturur. Yüksek gerilim iletim ve dağıtım hatlarındaki akım ve gerilim bozulma değerleri genellikle ölçü aletlerinin ve koruyucu ekipmanların doğrudan dayanabileceğinden çok daha yüksek olduğundan, akım trafosunun bir tarafında yüksek akım veya gerilimin standartlaştırılmış düşük akım veya gerilim sinyaline dönüştürülmesi gerekir.
Pratik uygulamada en yaygın iki cihaz yüksek gerilim akım transformatörü ve gerilim transformatörleridir. Her ikisi de güç ölçüm cihazı olmasına rağmen çok farklı yöntem, fonksiyon ve kurulum şekliyle çalışırlar.
Yüksek gerilimli elektrikli ekipman tedarikçisi olarak müşterilerimizden düzenli olarak ikisi arasındaki farka ilişkin sorular alıyoruz. Bu yazıda çalışma prensibi, fonksiyon karakteristiği, uygulama senaryoları vb. ile ilgili detaylı analizler yapılacaktır.
Yüksek gerilim akım trafosu nedir?
Yüksek gerilim akım trafosu esas olarak güç sistemindeki akımı ölçmek ve izlemek için kullanılır.
Temel işlevi, büyük bir birincil akımı standart bir küçük akım sinyaline ölçeklendirmektir, tipik olarak:
1A
5A
Bu, ölçüm cihazlarının, röle koruma cihazlarının ve otomasyon sistemlerinin akımı güvenli bir şekilde izlemesini ve kontrol etmesini sağlar.
Çalışma prensipleri
Yüksek gerilim akım trafosunun çalışma prensibi elektromanyetik indüksiyondur.
Birincil iletkenden büyük bir akım geçtiğinde, demir çekirdekte bir manyetik akı üretilir ve bu da ikincil sargıdaki akım sinyalinde orantılı bir azalmaya neden olur.
Örneğin:
Ana akım:
1000A
Alt-çıkışlar:
5A
Cihaz 5A akımını ölçerek gerçek hat akımını hesaplayabilir.
Gerilim Trafosu Nedir?
Gerilim trafoları esas olarak yüksek gerilim hatlarının gerilim ölçümü ve izlenmesi amacıyla kullanılır.
Bir taraftaki yüksek voltajı orantılı olarak standart ölçüm voltajına düşürebilirler.
Ortak ikincil çıkışlar şunları içerir:
100V
110V
Bu, aletlerin ve koruyucu donanımların güvenli bir şekilde çalışmasına olanak tanır.
Çalışma prensipleri
gerilim transformatörü esasen özel bir transformatör türüdür.
Birincil ve ikinci sargı arasındaki sarım oranından yararlanılarak yüksek gerilim, düşük gerilim çıkışına dönüştürülür.
Örneğin:
Ana voltaj:
10kV
İkincil voltaj:
100V
Ölçüm sistemi, dönüş oranına göre gerçek şebeke gerilimini hesaplar.
Temel fark nedir?
Her ikisi de ölçüm transformatörü olmasına rağmen, çok farklı nesneler tarafından ölçülüyorlar.
Yüksek gerilim akım trafosunun akım parametrelerini ölçmesi.
Gerilim parametrelerini ölçen gerilim transformatörleri.
Kısacası:
CT Mevcut önlemler
VT voltajı ölçer
Temel fark budur.
Çok farklı şekillerde çalışırlar.
Yüksek gerilim akım trafosu:
Ana yüzey genellikle seri olarak hatta bağlanır.
Akımın ölçülebilmesi için bir transformatörden geçmesi gerekir.
Öyleyse:
Ana sargıda çok az dönüş
Büyük iletken kesiti
Gerilim transformatörleri:
Ana yüzey ana hatta paralel olarak bağlanır.
Ana işlevi hat voltajı sinyallerini toplamaktır.
Öyleyse:
Ana sargı daha fazla döner.
İletken akımı küçüktür.
Farklı bağlantı yöntemleri, tasarım yapısındaki önemli farklılıklarını belirler.
İkincil tarafın çalışma gereksinimleri farklıdır.
Bu, mühendislik uygulamalarında önemli bir noktadır.
Akım trafosu çalıştırılamıyor.
HVCT çalışırken ikincil taraf açıksa:
Çekirdek ciddi biçimde doymuş olacak.
İkincil taraf oldukça tehlikeli bir voltaj üretecektir.
Bu ekipmana zarar verebilir.
Bu insan güvenliğine yönelik bir tehdittir.
Bu nedenle akım trafosunun (CT) sekonder tarafı kapalı kalmalıdır.
Gerilim transformatörleri kısa devre yapamaz.
Gerilim transformatörlerinde bunun tersi geçerlidir.
İkinci tarafta kısa devre varsa:
Akım önemli ölçüde artar.
Sargılar yanabilir.
Ekipman hasar görebilir.
Bu nedenle gerilim transformatörünün ikinci tarafının kısa-devre çalışmasından kaçınmak gerekir.
Bu, sahada kurulum ve bakım yaparken dikkate alınması gereken en önemli konulardan biridir.
Uygulama senaryolarındaki farklar nelerdir?
Yüksek gerilim akım trafosunun uygulanması
Yüksek gerilim akım transformatörleri aşağıdaki alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır:
Trafo merkezleri
İletim hatları
Dağıtım sistemleri
Güç ölçüm sistemleri
Röle koruma sistemleri
Endüstriyel güç izleme
Esas olarak mevcut örnekleme ve koruma kontrolünden sorumludur.
Gerilim Transformatörlerinin Uygulaması
Gerilim transformatörleri yaygın olarak aşağıdaki amaçlarla kullanılır:
şebeke gerilimi
Enerji ölçümü
Gerilim koruma sistemleri
Otomatik kontrol sistemleri
Elektrik kalitesi izleme
Esas olarak voltaj örneklemesi ve korumasından sorumludur.
Röle Koruma Sistemlerindeki Rolü
Modern akıllı trafo merkezleri büyük ölçüde koruyucu ekipmanlara güvenmektedir.
Yüksek-gerilim akım transformatörleri şunları sağlar:
Aşırı akım koruma sinyalleri
Diferansiyel koruma sinyalleri
Kısa-devre hatası algılama sinyalleri
Gerilim transformatörleri şunları sağlar:
Düşük gerilim koruma sinyalleri
Aşırı gerilim koruma sinyalleri
Frekans ölçüm sinyalleri
Senkronizasyon algılama sinyalleri
Birlikte bütün bir koruma sistemi oluştururlar.
Güç sistemleri neden hem CT'lere hem de VT'ye ihtiyaç duyar?
Birçok müşteri şunu soracaktır:
Her ikisi de elektriksel parametreleri ölçebildiğine göre neden birden fazla cihaz kurulmuyor?
Bunun nedeni, güç sistemi işlemlerinin aşağıdakilere eşzamanlı erişim gerektirmesidir:
Mevcut veriler
Gerilim verileri
Örneğin bilgi işlem gücü şunları gerektirir:
P=UIcosφ
Akım veya gerilim bilgisi olmadan sistem doğru bir şekilde ölçüm yapamaz, izleyemez ve koruyamaz.
Bu nedenle yüksek-gerilim akım transformatörleri ve gerilim transformatörleri genellikle birlikte kullanılır.
Doğru Enstrüman Transformatörü nasıl seçilir?
Alışveriş yaparken aşağıdakilere odaklanmanız önerilir:
Yüksek gerilim akım trafosu:
Nominal Akım
Doğruluk sınıfı
Yük kapasitesi
Yalıtım sınıfı
Yalıtım ortamı
Gerilim transformatörleri için:
Nominal Gerilim
Dönüşüm oranı
Doğruluk sınıfı
Yalıtım yapısı
Sistem voltaj seviyesi
Projenin gereksinimlerini karşılayan ürünleri seçmek, ölçüm doğruluğunu ve sistem güvenliğini sağlamanın anahtarıdır.
Çözüm:
Hem HVCT hem de gerilim transformatörleri güç ölçüm cihazları olmasına rağmen çok farklı şekillerde çalışırlar. Birincisi yüksek akımı standart ölçüm akımlarına dönüştürür, ikincisi ise yüksek voltajı standart ölçüm voltajlarına dönüştürür. Bu iki cihaz, modern trafo merkezleri, iletim hatları ve dağıtım sistemlerinde vazgeçilmezdir ve birlikte güç ölçümü, röle koruması ve akıllı şebeke işletimi için güvenilir veri desteği sağlar. Farkı anlamak, mühendislerin ve satın almacıların proje ihtiyaçlarına daha iyi uyan çözümleri seçmelerine yardımcı olur.
Sık sorulanlar
HVCT ile VCT arasındaki en büyük fark nedir?
Yüksek gerilim akım transformatörleri akımı ölçmek için, gerilim transformatörleri ise gerilimi ölçmek için kullanılır. Temel fark budur.
Akım trafosu neden açılmıyor?
İkincil yan açıklıklar tehlikeli yüksek basınç oluşturabilir, potansiyel olarak ekipmana zarar verebilir ve personeli tehlikeye atabilir.
Gerilim trafosu neden kısa-devre yapamıyor?
İkincil kısa devreler akımda keskin bir artışa neden olabilir ve sargılara ve ekipmanlara zarar verebilir.
Akım trafosu ve gerilim trafosu bağımsız olarak kullanılabilir mi?
Evet ama çoğu güç sisteminde tam ölçüm ve koruma sağlamak amacıyla genellikle birlikte kullanılırlar.
Hangi endüstriler en yaygın olarak yüksek-voltaj transformatörlerini kullanıyor?
Yüksek-gerilim trafo ekipmanı, elektrik enerjisi şirketlerinde, trafo merkezlerinde, sanayi parklarında, yeni enerji santrallerinde, demiryolu taşımacılığında ve büyük-ölçekli üretim işletmelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
