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

= (60250)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.