Urządzenia

Urządzenia

elektryczne

elektryczne

6 stycznia 2010 roku

6 stycznia 2010 roku

Wykład nr 9

Wykład nr 9

Przekładniki

Przekładniki

Zakres tematyczny

Zakres tematyczny



Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe



Parametry



Dobór



Przykładowe rozwiązania



Przekładniki napięciowe

Przekładniki napięciowe



Parametry



Dobór



Przykładowe rozwiązania

3

Wiadomości ogólne

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

4

Wiadomości ogólne

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 pomiar

5

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

Przekładnik prądowy:
a) zasada działania; b), c) schematy zastępcze dokładny i uproszczony

6

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

Wykres wektorowy przekładnika prądowego

7

Przekładniki prądowe

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

8

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



Przekładniki prądowe

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

9

Przekładniki prądowe

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

= (60250)I

pN



Znamionowy prąd dynamiczny I

dN

– określa wytrzymałość

dynamiczną przekładnika i jest równy 2,5 I

thN

10

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

Krzywe zależności prądu wtórnego od prądu pierwotnego

przekładników prądowych o współczynniku bezpieczeństwa FS 5 oraz 10

11

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







Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

12

Przekładniki prądowe

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

13

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

14

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

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

15

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

WN

WN

Przekładnik prądowy typu

J110-4a (ABB)

16

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

WN

WN

17

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

SN

SN

18

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

SN

SN

19

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

SN

SN

20

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

SN

SN

21

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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

SN

SN

22

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].

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

nN

nN

23

Przekładniki prądowe niskie
go napięcia typu IMW, IMP,
IMS, ISW, 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.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe

nN

nN

24

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.

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe

Przekładnik napięciowy:
a) zasada działania; b) schematy zastępcze dokładny i uproszczony

25

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe

Wykres wektorowy napięć przekładnika napięciowego

26

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe



Przekładnia napięciowa (zwojowa)



Błąd napięciowy



Błąd kątowy () – jest kąt między wektorem napięcia

wtórnego

U

2

a wektorem napięcia pierwotnego U

1

27

2

1

2

1

w

w

U

U

K

N

N

N





100

1

1

2







U

U

K

U

U

N

%



Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe

Oznaczenia zacisków przekładników napięciowych

28

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

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

29

3

N

U

3

100

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

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.

30

Przekładniki napięciowe

Przekładniki napięciowe

pojemnościowe

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

31

2

1

1

1

2

C

C

C

U

U





Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe

Układy połączeń przekładników napięciowych:

a) Układ V; b) i c) układ pełnej gwiazdy

32

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe

napięciowe

Układy połączeń

przekładników

napięciowych:

d) i e) układ otwartego

trójkąta

33

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe WN

napięciowe WN

34

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.

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe WN

napięciowe WN

35

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.

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe SN

napięciowe SN

36

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.

Przekładniki

Przekładniki

napięciowe SN

napięciowe SN

37

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.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ