Новини

Застосування високовольтних трансформаторів струму в сучасних енергетичних системах

Опубліковано користувачем iwonder

Трансформатори струму високої напруги (Важкі трансформатори струму) працюють на напрузі понад 35 кВ у мережах передачі та підмережах передачі. Ці пристрої знижують первинний струм для вимірювання, захисту та вимірювання прибутку на комунальних підстанціях, промислових об'єктах та установках відновлюваної енергетики.

Застосування вимірювання та збору коштів на підстанціях

Високовольтні трансформатори струму в обліку доходів

Для цілей виставлення рахунків для вимірювання доходів потрібен клас точності 0.2S або вище. Високовольтні трансформатори струму, встановлені в точках з'єднання комунальних підприємств, забезпечують вимірювання енергетичних транзакцій між операторами мережі з мінімальною похибкою.

Клас точності 0.2S забезпечує точність від 1% до 120% від номінального струму. Цей діапазон охоплює як умови малого навантаження, так і пікового навантаження. Спеціальні матеріали осердя та оптимізовані конструкції обмоток мінімізують коефіцієнти корекції передавального числа.

Вимірювання на комерційних та промислових підстанціях

Великі промислові споживачі з виділеними підстанціями потребують трансформаторів струму в точці спільного підключення. У цих установках зазвичай використовуються масляні або елегазові трансформатори струму, розраховані на системи від 72.5 кВ до 245 кВ.

Вимірювальні трансформатори струму в комерційних умовах подають дані до систем управління енергоспоживанням для оптимізації тарифів на попит. Вторинний вихід визначає стратегії скидання навантаження на основі тарифів та контролю пікових навантажень.

Перевірка точності для установок, що видають доходи, вимагає періодичних калібрувальних випробувань. Сертифіковані випробувальні установки подають відомий первинний струм для перевірки точності коефіцієнта в кількох точках навантаження. Результати випробувань повинні залишатися в межах дозволеного діапазону допусків для достовірності розрахунків.

Релейний захист у мережах передачі

Дистанційний захист та захист від перевантаження по струму

Лінії електропередачі високої напруги використовують трансформатори струму (ТТ) для дистанційного релейного захисту та схем захисту від перевантаження по струму. ТТ повинен точно відтворювати струми короткого замикання без насичення під час перехідних процесів.

Трансформатори струму класу захисту 10P20 або 5P20 забезпечують точність до 20-кратного номінального струму. Цей запас забезпечує правильну роботу захисних реле під час серйозних несправностей у мережі.

Схеми диференціального захисту

Диференціальні реле порівнюють струм, що входить і виходить із захищеної зони. Трансформатори струму на обох кінцях захищеного обладнання повинні мати узгоджені характеристики. Будь-яка невідповідність призводить до помилкового спрацьовування або відмови спрацьовування під час внутрішніх несправностей.

Узгоджене співвідношення та клас точності на обох межах зони
Подібні характеристики насичення в умовах наскрізного замикання
Правильна полярність для забезпечення правильного віднімання прохідного струму
Низьке навантаження для мінімізації похибки фазового кута в умовах несправності

Інтеграція відновлюваної енергетики

Встановлення вітрових та сонячних електростанцій

Станції відновлюваної енергетики підключаються до мережі через підвищувальні підстанції, обладнані високовольтні трансформатори струмуЦі установки вимірюють вихідну потужність генератора та забезпечують захист з'єднувального трансформатора.

Колекторні системи вітрових електростанцій використовують трансформатори струму на рівнях напруги від 35 кВ до 66 кВ. Сонячні електростанції з центральними інверторами вимагають аналогічних установок трансформаторів струму на розподільчому пристрої середньої напруги, що підключається до мережі. Системи акумуляторного накопичення енергії додають ще один рівень вимог до трансформаторів струму в точці підключення накопичувачів.

Синхронізація мережі та моніторинг якості електроенергії

Трансформатори струму (ТТ) у відновлюваних установках також служать системами моніторингу якості електроенергії. Вимірювання вмісту гармонік вимагає ТТ із широкою смугою пропускання та рівною частотною характеристикою по всьому спектру гармонік.

Частотна характеристика від 50 Гц до щонайменше 2 кГц для вимірювання гармонік
Низький зсув фазового кута для збереження гармонійних фазових співвідношень
Достатнє номінальне навантаження для вхідного імпедансу аналізатора якості електроенергії
Екологічні рейтинги для зовнішньої установки в суворих кліматичних умовах

Інтеграція розподільчих пристроїв та автоматичних вимикачів

Установки КТ з живою та мертвою ємністю

Автоматичні вимикачі з заземленим резервуаром містять втулкові трансформатори струму в конструкції із заземленим резервуаром. Ці трансформатори струму монтуються на втулці та забезпечують вторинний вихід без вимог до зовнішнього шляху струму.

У конструкціях резервуарів під напругою використовуються автономні трансформатори струму, встановлені окремо від автоматичного вимикача. Кожна конфігурація має різні вимоги до встановлення та міркування щодо координації ізоляції.

Трансформатори струму під напругою потребують окремих фундаментів та структурної опори, розрахованої на сейсмічні та вітрові навантаження. Зовнішній шлях струму означає, що первинні з'єднання повинні враховувати теплове розширення та електромагнітні сили струму короткого замикання.

Інтеграція елегазових розподільчих пристроїв CT

Елегазові розподільчі пристрої (КРУ) вбудовують трансформатори струму в герметичне середовище елегазу. Компактна конструкція вимагає спеціалізованої конструкції трансформаторів струму зі зменшеними ізоляційними відстанями.

ГІС-КТ пропонують чудові сейсмічні характеристики та меншу займану площу порівняно з зовнішнім встановленням. Герметичне середовище усуває проблеми із забрудненням та значно подовжує інтервали технічного обслуговування.

Моніторинг потужності промислових процесів

Застосування у сталеливарній та гірничодобувній промисловості

Дугові печі на сталеливарних заводах споживають сильно коливаючі струми. Трансформатори струму, розраховані на ці застосування, повинні витримувати термічні та механічні навантаження від повторюваних перевантажень.

У гірничодобувних підприємствах для підземного розподілу електроенергії використовуються високовольтні трансформатори струму на напругу від 6 кВ до 35 кВ. Ці установки вимагають міцної конструкції з підвищеною стійкістю до механічних вібрацій.

Підземні гірничі умови накладають додаткові обмеження на вибір трансформатора струму. Обмежений простір у шахтних стовбурах вимагає компактних конструкцій з обмеженими розмірами. Температура навколишнього середовища та рівень вологості в шахтних тунелях впливають на термін служби ізоляції та стабільність точності.

Інтеграція хімічних та нафтохімічних заводів

Для встановлення в небезпечних зонах на хімічних заводах потрібні трансформатори струму з сертифікатами вибухобезпечності. Обладнання повинно відповідати вимогам класифікації зон для середовищ з легкозаймистими середовищами.

Класи вибухобезпечного захисту корпусу для класифікованих зон
Корозійностійкі матеріали для прибережних та хімічно агресивних середовищ
Тропікалізовані ізоляційні системи для установок з високою вологістю
Герметичні клемні коробки, що запобігають потраплянню газу у вторинні кола

Довідкова таблиця застосування високовольтних трансформаторів струму

додаток	Типова напруга	Клас КТ	Вимоги до точності
Облік доходів	від 72.5 кВ до 245 кВ	0.2S	0.2% при номінальному струмі
Релейний захист	від 35 кВ до 550 кВ	5P20 або 10P20	5% при 20-кратному номінальному струмі
Взаємозв'язок з відновлюваними джерелами енергії	від 35 кВ до 145 кВ	0.5 або 0.2 См	0.5% при номінальному струмі
Промисловий моніторинг	від 6 кВ до 35 кВ	1.0	1.0% при номінальному струмі
Моніторинг якості електроенергії	від 35 кВ до 245 кВ	0.2S	0.2% з широкою пропускною здатністю
Диференційний захист	від 72.5 кВ до 550 кВ	5P20 узгоджена пара	5% з підібраним набором

FAQ

Який клас напруги визначає високу напругу трансформатор струму?

Трансформатори струму високої напруги зазвичай класифікуються як ті, що працюють на напрузі 35 кВ і вище. Класифікація відповідає стандартам IEC та ANSI, які групують обладнання за рівнем ізоляції та номінальною напругою. Пристрої нижче 35 кВ належать до категорії середньої напруги з різними вимогами до проектування та випробувань.

Як електростанції відновлюваної енергетики використовують високовольтні трансформатори струму?

Станції відновлюваної енергетики встановлюють трансформатори струму на підстанціях мережевого з'єднання для вимірювання експортованої електроенергії та забезпечення захисту. Вітрові електростанції та сонячні електростанції підключаються через підвищувальні трансформатори, де трансформатори струму контролюють потік струму. Ці установки забезпечують дотримання вимог мережевого кодексу щодо точності вимірювання та координації захисту.

Яка різниця між вимірювальними та захисними трансформаторами струму?

Вимірювальні трансформатори струму надають пріоритет точності за нормальних струмів навантаження та можуть насичуватися під час несправностей для захисту підключених приладів. Захисні трансформатори струму підтримують точність під час несправностей до свого граничного коефіцієнта точності. Використання одного трансформатора струму для обох функцій знижує продуктивність та порушує стандартну практику.

Чому схеми диференціального захисту потребують узгоджених пар CT?

Диференціальні реле працюють, порівнюючи струм у двох точках захищеної зони. Якщо трансформатори струму мають різні коефіцієнти перемикання або характеристики насичення, реле сприймає штучний диференціальний струм. Узгоджені пари трансформаторів струму забезпечують точне усунення наскрізного струму, і лише внутрішні несправності генерують сигнали відключення.

Які типи ізоляції використовуються для високовольтних трансформаторів струму?

Високовольтні трансформатори струму використовують паперову ізоляцію, просочену маслом, елегаз або епоксидну смолу. Масляні трансформатори струму домінують у пристроях надвисокої напруги понад 245 кВ. Конструкції з елегазовою ізоляцією поширені в установках електроізоляційних конструкцій. Литі епоксидні трансформатори струму працюють на середній напругі та нижній високій напругі до 72.5 кВ.

Висновок

Трансформатори струму високої напруги виконують критично важливі функції в системах вимірювання, захисту та моніторингу в енергетичних системах. Кожне застосування вимагає певних класів точності, рівнів ізоляції та конструктивних особливостей, що відповідають умовам експлуатації та схемі захисту.

Вибір правильного типу трансформатора струму вимагає розуміння напруги системи, рівнів несправностей та вимог до точності. Зверніться до команди інженерів Mibo Electric для отримання безкоштовної індивідуальної підтримки з вибору високовольтного трансформатора струму та інженерного проектування для вашої конкретної установки енергосистеми.

Останні повідомлення

Успіх тендеру: Mibo Electric виграє проект енергомережі Домініканської Республіки з комбінованими трансформаторами 34.5 кВ

29 вересня 2026

Чи є якісь поширені помилки, яких слід уникати під час визначення розміру трансформатора струму?

24 вересня 2026

Як вибрати правильний трансформатор струму низької напруги для моєї електричної системи?

15 вересня 2026