ElPos_predavanje_9_web[2]

7/21/2019 ElPos_predavanje_9_web[2]

http://slidepdf.com/reader/full/elpospredavanje9web2 1/62

Električna postrojenjaElementi postrojenja (nastavak)

Prof. dr. sc. Slavko Krajcar; Prof. dr. sc. Ante Marušić



© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenjaProzirnica br. 2

Sadržaj i raspored

Predavanje 1 – Podjela cvrčaka, O predmetu, Liberalizacija30.09.14.07.10.14.

Predavanje 3 – 3f sustavi14.10.14.

Predavanje 4 – Modeliranje 1 (transformator)21.10.14.

Predavanje 5 – Modeliranje 2 (generator + ostalo)28.10.14.

Predavanje 6 – Proračun kratkog spoja04.11.14.

MI

Predavanje 7 – Glavni elementi postrojenja02.12.14.

Predavanje 8 – Sklopni uređaji niskog naponaxx.12.14.

Predavanje 9 – Energetski i mjerni transformatori, sekundarni sustavi09.12.14.

Predavanje 10 – Sheme spojaxx.12.14.

Predavanje 11 – Zaštitaxx.01.15.

Predavanje 12 – Završna poglavlja (mjerenja, komp. jalove snage, uzemljenje, izolacija)xx.01.15.

ZI

Predavanje 2 – Elektroenergetski sustav



© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenjaProzirnica br. 3Prozirnica br. 3

Gdje smo?

Uvod

Simetrične komponente

Modeliranje elemenata sustava

(transformatori, generatori, prigušnice, vodovi, trošila)

Proračun kratkog spoja

Elementi postrojenja

Sabirnice, izolatori, rastavljači, uređaji za prekidanje struje

Sklopni uređaji niskog napona

Energetski transformatori, mjerni transformatori

Sekundarni sustavi u električnim postrojenjima

Sheme spoja

Energetski transformatori, mjerni transformatori Danas



© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenjaProzirnica br. 4

ENERGETSKI TRANSFORMATORI




Energetski transformatoriOsnovni podaci

Prijenosni omjer

Nazivna snaga

Spoj transformatora

Relativni napon kratkog

spoja

Mogućnost promjene

prijenosnogomjera (regulacija)

Način hlađenja




Energetski transformatoriPrijenosni omjer

Prijenosni omjer jest omjer broja zavoja primarne isekundarne strane transformatora: Približno je jednak omjeru primanog i sekundarnog napona za transformator u

praznom hodu

U pravilu se iskazuje kao omjer nazivnih napona primarne i sekundarne

strane transformatora (za trofazni transformator to su linijske vrijednosti)

Da bi se kompenzirao pad napona u transformatoru (a djelomično i u mreži),transformatori se grade tako da na sekundarnoj strani imaju određeni brojzavoja više (npr. 5%)

Pod sekundarnom stranom podrazumijeva on strana na koju se transformira

energija

Silazni transformatori: sekundarna strana je niženaponska (npr. 110/10.5 kV), a

uzlazni transformatori: sekundarna strana je višenaponska (npr. 115.5/10 kV)




Energetski transformatoriNazivna snaga (1)

Nazivna snaga trofaznog transformatora (dvonamotnog) jednaka je:

Transformatori se standardiziraju prema nazivnim snagama:

Npr.

za 110/x kV: 20, 40, 63 MVA

za 30(35)/10 kV: 1.6, 4, 8, 16 MVA

za 10/0.4 kV: 50, 100, 140, 250, 400, 630, 1000, 2000 kVA

Za tronamotne transformatore potrebno je poznavati nazivnu snagu

svakog namota posebno (npr. 110/35/10)

Npr. 60/40/20 MVA

Pri tome je nazivna snaga transformacije među pojedinim namotimaograničena nazivnom snagom onog namota koji ima manju

nazivnu snagu (npr. Sn12 = 40 MVA, Sn13 = 20 MVA, Sn23 = 20 MVA)

S n = 3 * I

2n *U

2n




Energetski transformatoriSpoj (grupa spoja) dvonamotnih transformatora

Grupa spoja transformatora ovisi o zahtjevima mreže(npr. da li se u mreži uzemljuje nultočka ili ne)

Za povezivanje VN mreža najčešće korištene grupe spoja su:

Yy0 Yd5 Dy5

Yy0 – upotrebljava se za transformatore kada je potrebno uzemljiti obje

nultočke (npr. u prijenosnoj mreži).

Dy5 ili Yd5 se koriste kada je potrebno u uzemljiti nultočku samo na

jednoj strani

U našim distribucijskim mrežama je uobičajena grupa spoja 5.




Energetski transformatoriSpoj (grupa spoja) dvonamotnih transformatora

Transformatori s niskim naponom 400/231 V imaju obično spoj Dy5, iznimnoYz5.

Transformatori koji imaju niži napon 6, 10, 20 i 35 kV obično su u spoju Yd5.

Yd5 se uvijek koristi za spoj generatora s mrežom. Tada se generator spaja nanamot spojen u trokut čime se postiže da treći harmonik koji se pojavljuje pri

magnetiziranju transformatora ne prelazi u mrežu. Osim toga, strujenesimetričnog opterećenja ili kvarova u prijenosnoj mreži simetričnije suraspoređene na strani generatora, pa ne nastaje dodatno zagrijavanje rotorageneratora.

Autotransformatori

Namot autotansformatora se sastoji od zajedničkog i serijskog namota. Nazajednički namot se priključuje niži napon.

Nazivna snaga AT se često naziva prolazna snaga, za razliku od manje tipskesnage koju bi, otprilike, imao obični dvonamotni transformator jednakihdimenzija.




Energetski transformatoriSpoj tronamotnih transformatora

Tronamotni transformatori se sve više koriste:

Yy0d5 – namoti najvišeg i srednjeg napona su spojeni na zvijezdu

koju je moguće uzemljiti. Ovaka spoj se najčešće koristi utransformatorima koji povezuju prijenosnu i distribucijsku mrežu. Tada

se najčešće koristi transformacija 110/35/10 kV. Transformatori kojipovezuju mreže 400, 220 i 110 kV redovito imaju kompenzacijskinamot i spoj Yy0d5.

Yd5d5 – transformacija energije dvaju generatora preko jednog

transformatora (generatori su priključeni na namot spojen u trokut).

Ovaj spoj se koristi relativno rijetko (npr. u HE Đerdap).




Energetski transformatoriRelativni napon kratkog spoja

Napon kratkog spoja (uk) Prirodna karakteristika svakog

transformatora koja proizlazi iz njegove

izvedbe (geometrije)

Određuje se pokusom kratkog spoja

uk se obično izražava u postotkunazivnog napona

U normalnom pogonu povoljniji je

manji uk (manji pad napona)

U uvjetima kratkog spoja povoljniji jeveći uk (manja struja kratkog spoja)

Normalno se kreće između 3 i 20% (od

manjih prema većim snagama)




Energetski transformatoriPromjena prijenosnog omjera (regulacija) (1)

Promjena prijenosnog omjera

(regulacija)

Radi mogućnosti regulacijenapona transformatori se izvode

s određenim brojem zavoja kojise mogu isključiti ili uključiti

Razlikujemo :

Transformatore s otcjepima(promjena prijenosnog omjera u

praznom hodu) Regulacijske transformatore

(promjena prijenosnog omjera u

normalnom pogonu)





Transformatori s otcjepima Prijenosni omjer je moguće mijenjati samo u beznaponskom stanju

Obično se izvode s:

3 položaja preklopke:

Npr. 30kV ± 5%/ 10,5 kV =>31.5/10.5 kV; 30/10.5 kV; 28.5/10.5 kV

5 položaja preklopke:

Npr. 30 kV ± 2x5%/10.5 kV

Uobičajeni otcjepi su ± 4% ili ± 5% (ali može i ± 2.5% ili ± 7.5%)

Sobzirom na konstrukciju transformatora izvedba otcjepa je nepovoljna

(aksijalne sile među namotima zbog nesimetrije namota, refleksija valaprenapona na otvorenim otcjepima i sl.) pa je otcjepe potrebno

izbjegavati ako je moguće





Regulacijski transformator Moguće je mijenjati prijenosni omjer za vrijeme pogona

Izvode s većim brojem stupnjeva regulacije nego transformatori sotcjepima

Uobičajeno se maksimalna regulacija kreće u granicama ± 10% ili ±20%

Pri tome je napon jednog stupnja regulacije 1.5 – 2%

Npr. za 110 kV± 10x1.5%/10.5 kV moguć je 21 položaj regulacijske

sklopke (od 126.5/10.5 kV do 93.5/10.5 kV)

Regulacijska sklopka može se smjestiti i na VN i na NN stranu, ali

obično se smješta na VN stranu jer su tamo struje manje pa je

regulacijska sklopka jeftinija i lakša





Regulacijski transformator (uzdužna regulacija) Izvedbe:

Kao jedna jedinica u koju je smješten transformator i regulacijska sklopka

Dvije jedinice – u jednoj se nalazi transformator fiksnog prijenosnog omjera, a

u drugoj autotransformator s regulacijskom sklopkom

(druga kombinacija je povoljnija glede sigurnosti pogona jer u slučaju kvara na nekoj od

komponenti druge jedinice, prva jedinica (transformator) ostaje u pogonu)

Transformator s poprečnom (i uzdužnom) regulacijom

Transformator koji povezuje mreže 400 i 220 kV u TS Žerjavinec

Kutnom regulacijom (zakretanjem vektora napona na sekundaru u odnosu na

primar) postiže se preusmjeravanje dijela snage u 220 kV-nu mrežu (premaTS Mraclin)




Energetski transformatoriHlađenje transformatora

Dvije razine hlađenja – unutrašnje i vanjsko

Npr . hlađenje prisilnom cirkulacijom ulja kroz hladnjak koji se hladi prirodnimstrujanjem zraka – OFAN (oil-forced air-natural )

Sredstva za hlađenje (engleske skraćenice): O – Mineralno ulej ili ekvivalentna zapaljiva sintetska izolacijska tekućina

L – Nezapaljiva sintetska izolacijska tekućina G – plin

W – voda

A – zrak

Oznake hlađenja (engleske skraćenice):

1. slovo – unutrašnji medij (npr. ulje (Oil)) 2. slovo – način hlađenja (prirodno (Natural), prisilno (Forced)) 3. slovo – vanjski medij (npr. zrak (Air )) 4. slovo – način hlađenja (prirodno (N), prisilno (F))






Paralelan rad transformatoraJednaki prijenosni omjeri (1)

Prazni hod: transformator s većimsekundarnim naponom (30/10.5 kV)

protjerati će struju izjednačenja kroz obatransformatora:

∆2 ≈ ∆

2 ∆2

⋅

∆ ⋅

12

⋅

∆ ⋅

12

⋅ 100 %

npr.

5%, ∆ 5% 50%

Ako su nejednaki prijenosni omjeri: npr. 30/10 i 30/10.5 kV

prazni hod opterećeni transformatori

Z Z Z Z

ΔV ΔV

V V

I a

-I a

-I a I a

I a

-I a

l 2

-I a + l 2

I a +

I

I

I = 0

-I a + I/2

I/2

-I a + I/2

I a + I/2

I/2




Paralelan rad transformatoraJednaki prijenosni omjeri (2)

Opterećeni transformatori: opterećivanjemna sekundarnoj strani povećavati će se

opterećenja jednog, a smanjivati

opterećenje drugog transformatora

Prije nego što sekundarno priključenoopterećenje dosegne vrijednost zbrojanjihovih nazivnih snaga doći do nazivnog

opterećenja prvog transformatora

Znači, mogućnost opterećivanja paralelno

spojenih transformatora nejednakihprijenosnih omjera znatno je manja od

zbroja njihovih nazivnih snaga (tim višešto je ∆V razlika prijenosnih omjera veća, auk manji)

Ako su nejednaki prijenosni omjeri: npr. 30/10 i 30/10.5 kV

prazni hod opterećeni transformatori

Z Z Z Z

ΔV ΔV

V V

I a

-I a

-I a I a

I a

-I a

l 2

-I a + l 2

I a +

I

I

I = 0

-I a + I/2

I/2

-I a + I/2

I a + I/2

I/2




Paralelan rad transformatoraPribližno jednaki nazivni naponi

Nazivni naponi paralelno spojenih transformatora ne morajubiti u potpunosti jednaki

Npr. mogu se paralelno spojiti dva transformatora jednakih

prijenosnih omjera, ali različitih nazivnih napona: 30/10

kV i 31.5/10.5 kV

Napomena:

Ako je pogonski napon višenaponske strane jednak višem nazivnomnaponu (31.5 kV), teći će nešto povećana struje magnetiziranja kroz

prvi transformator

Svaki je transformator građen tako da može izdržati pogon s naponomkoji je do 5% viši od nazivnog




Paralelan rad transformatoraIsta grupa spoja

Paralelnim spajanjem transformatora

različitih grupa spoja potekla bi velika

struja izjednačenja

Npr. za najmanji fazni pomak sekundarnih

napona (30°), razlika sekundarnih napona

(∆V/V)100% = 50%, pa bi strujaizjednačenja (npr. za uk = 10%) bila bi veća

od 2.5 In =>nije moguć paralelan radtransformatora različitih grupa spoja

Zamjenom stezaljki kod priključka nasabirnice moguće je postići da se

transformator ponaša prema mreži kaoda je druge grupa spoja (npr. na slici su

prikazani razni priključci Yd11transformatora tako da se on ponaša premamreži kao da je u spoju Yd5)

R

ST

R ST

A B C A A A B B BC C C

a b c a a ab b bc c c

Yd5 Yd11 Yd11 Yd11

R(A)

S(B)

T(C) R(A)

S(C)

T(B) R(C)

S(B)

T(A) R(B)

S(A)

T(C)

S(b)

T(c)

R(a)

S(b)

T(a)

R(c)

S(a)

T(c)

R(b)

S(b)

T(b)

R(a)




Paralelan rad transformatoraPribližno jednaki rel. naponi kratkog spoja (1)

Ako relativni naponi kratkog spoja nisu

jednaki:

⋯

100 ⋅

3

⋅

⋅ ⋯

⋅

1, . .

Opterećenje među transformatorima s jednakim relativnim naponom kratkog spoja(uk1 = … = ukn) dijeli se proporcionalno nazivnim snagama transformatora, zbog

čega je transformatore moguće opteretiti snagom koja odgovara zbroj nazivnihsnaga pojedinih transformatora

I 1

I

I 2 I 3 I n

Z n Z 3 Z 2 Z 1 ΔV




Paralelan rad transformatoraPribližno jednaki rel. naponi kratkog spoja (2)

Ako relativni naponi kratkog spoja nisu jednaki: Maksimalno dopušteno opterećenja grupe:

max min ⋅ =

max

=

Tada je transformator s najmanjim relativnim naponom kratkog spoja nazivno opterećen

Gornji izraz vrijedi i sasvim općenito za neko opterećenje S ≤ Smax na sekundarnoj strani

Paralelno spajanje transformatora za koje je najveća pojedinačna razlika relativnih naponakratkog spoja veća od 10% aritmetičke sredine svih relativnih napona kratkog spoja, kaotrajno rješenje nije opravdano iz ekonomskih razloga zbog nemogućnosti iskorištenjanjihove pune snage (zbroj nazivnih snaga pojedinih transformatora u paralelnom radu)




Paralelan rad transformatoraOmjer naz. prividnih snaga ne veći od 3:1 (1)

Jednakost padova napona u paralelno spojenimtransformatorima po iznosu i po fazi biti će postignuta samoako je omjer R/X svih transformatora jednak

Taj je uvjet normalno ispunjen u transformatorima približno jednakih nazivnih snaga

Ako je omjer nazivnih snaga veći od 1:3, postojati će velikarazlika između omjera R/X u transformatorima i pored togašto su im relativni naponi kratkog spoja jednaki, pa će sepojaviti struja izjednačenja već u praznom hodu




Paralelan rad transformatoraOmjer naz. prividnih snaga ne veći od 3:1 (2)

Slika prikazuje padove napona u dva

transformatora:

Iste nazivne snage;

Istih relativnih napona kratkog spoja; i

Različitih omjer R/X.

Uz pretpostavku da kroz oba transformatora

teku jednake struje, što bi bilo poželjno sobzirom na mogućnost iskorištenjatransformatora

Na sekundaru se javljaju različiti naponi

V21

i V22

, pa će u paralelnom spoju razlikanapona V protjerati struju izjednačenjakroz transformatore






Mjerni transformatoriUvod

Uređaji za mjerenje i zaštitu, bez obzira na naponsku razinu, se nepriključuju direktno na vodove jer bi to znatno poskupilo njihovu izvedbu

Visoki naponi: izolacija, dimenzije instrumenata i releja

Velike struje: presjeci vodiča, sile među vodičima

Stoga se upotrebljavaju mjerni transformatori koji pogonske napone(naponski mjerni transformatori) i struje (strujni mjerni

transformatori) transformiraju na standardne vrijednosti:

Struje: 5A (1A)

Naponi: 100 V

Na taj način se instrumenti i releji mogu standardizirati što znatnopojednostavljuje njihovo projektiranje i proizvodnju




Strujni mjerni transformatoriNačin rada (1)

Kao i Energetski transformatori imaju primarni i

sekundarni namot sa željeznom jezgrom od limova

(slika a)

Primarni se namot spaja u seriju s potrošačima pa

je na taj način struja kroz taj namot gotovo

neovisna o teretu na sekundarnoj strani

Na slici b prikazana je ekvivalentna shemastrujnog mjernog transformatora, a na slici c

prikazana je shema istog transformatora uz

pretpostavku prijenosnog omjera 1:1

− ⇒ −

+

U 1

I 2

U 2

I 1

Z

a)

b)

c)

U 2 Z 0

U 2

U 1

U 1

I 1

I 2

Z 1 Z 2

E 1

Z 0

Z

Z 1 Z 2

Z

I 0

I 1 – I 0

E 2

I 2

I 2 I 1

I 0

E

S j i j i f i





+

+

+

−

+

−

+

+ +

1 +

+

⇒

Struja magnetiziranja uz konstantnu primarnu struju I1ovisi o impedanciji

priključenoj na sekundarnoj strani:Z raste →I 0

raste

St j i j i t f t i



© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenjaProzirnica br.

30Prozirnica br.

30


Usporedba SMT s energetskim transformatorom (za energetski transformator su U1 i I0neovisni o impedanciji tereta priključenog na sekundarnu stranu, što nije slučaj kod sa SMT)

Najveća moguća pogreška u pogonu - Prazni hod SMT-a:

Kroz primarni namot teče struja I1 koju trebaju potrošači, pa kako usekundarnom namotu nema struje, niti protjecanja koje bi se suprotstavilo

protjecanju primarne struje, ukupna struja I1 = I0 služi za magnetiziranje

jezgre

Tolika struja magnetiziranja, kad primarna struja ostane u granicama nazivne

vrijednosti, dovesti će do znatnog povećanja indukcije u željeznoj jezgri

Posljedično dolazi do:

Povećanja gubitaka u željezu (dolazi do zagrijavanja jezgre, pa može doći i do izgaranja

izolacije, te da željezni limovi promijene magnetska svojstva) Povišenja napona na stezaljkama SMT-a (što može ugroziti izolaciju SMT-a , što znači da uz

povećano zagrijavanje dolazi do proboja izolacije, te najčešće eksplozije SMT-a, a to možeugroziti iosoblje koje se nalazi u transformatorskoj stanici)

Zbog toga se sekundar SMT-a nikada ne smije ostaviti otvoren!

St j i j i t f t i




31Prozirnica br.

31

Strujni mjerni transformatoriKratki spoj

Nema nikakve opasnosti po SMT ako se njegove sekundarne stezaljke kratkospoje

0 −

⋅ ⇒ ⋅ ↓↓⇒ ↓↓⇒ ≅

Sekundarna struja ovisi samo o primarnoj struji (što je Sn prividna nazivna snaga

SMT-a veća ovaj je izraz točniji)

Zaključak: SMT je moguće ostaviti trajno u pogonu s kratko spojenim

sekundarnim stezaljkama jer će pri tome struja na sekundarnoj strani biti tek

neznatno veća od struje u normalnom pogonu uz priključenu impedanciju Z

St j i j i t f t i




32Prozirnica br.

32

Strujni mjerni transformatoriOsnovni podaci (karakteristike)

Prijenosni omjer

Strujna pogreška

Kutna pogreška

Klasa točnosti

Strujni višekratnik

Nazivni teret ili nazivnasnaga transformatora

St j i j i t f t i




33Prozirnica br.

33

Strujni mjerni transformatoriPrijenosni omjer

Prijenosni omjer : omjer primarne i sekundarne nazivne struje(ne odgovara omjeru broja zavoja zbog struje magnetiziranja I0)

Primarna nazivna struja SMT-a se odabire tako da ona bude nešto veća od

maksimalne pogonske struje u dijelu mreže gdje se SMT priključuje (treba

izbjegavati velike razlike između I1n i Imaxpog) jer su time veće strujne pogreške SMT-a

Standardne vrijednosti primarnih struja:

m*10, m*15, m*20, m*30, m*50, m*75 (A) m = 1, 10, 100

Standardne vrijednosti sekundarnih struja:

5 (1) A

1 A se koristi kada je duljina vodova između SMT-a i uređaja (mjernih ilizaštitnih) velika – na taj je način za iste I2R gubitke potreban manji presjek

vodova u sekundarnom krugu

St j i j i t f t i




34Prozirnica br.

34

Strujni mjerni transformatoriPogreške

Strujna pogreška

Definicija:

∆ ⋅ −

⋅100% K je prijenosni omjer

(omjer primarne i sekundarne nazivne struje)

I 1i I 2 su apsolutne vrijednosti primarne i sekundarne

struje

Kutna pogreška Definirana je kutom između primarne i sekundarne

struje (pozitivna je ako sekundarna struja prethodi

primarnoj)

St j i j i t f t i




35Prozirnica br.

35

Strujni mjerni transformatoriKlasa točnosti (kl) (1)

Kada bi SMT bio izveden s prijenosnim omjerom

K jednakim omjeru broj zavoja sekundarne i

primarne strane (n2/n1), strujna pogreška bistalno bila negativna

∆ ⋅ −

⋅100

− − ⇒ ∆ − −

− < 0

Ako SMT ima manji broj zavoja na sekundarnoj strani (K > n2/n1), onda vrijednost

od ∆i može biti i pozitivna, ali i nula za neku vrijednost od I1

∆ ⋅ −

1 −

− 1 ≷ 0

dozvol jena gr anica

pogr eške

d o z v o l j e n a g r a n i c a p o g r e š k e

p o gr e š k e u

z sm an j en

i

br o j z a v o j a

s e kun d arn

o g n am o t a

p o gr e š k a k

a d j e om j e

r z a v o j a

j e dn a k pr i j

en o sn om om j e

ru s tru j e

+ Δi

0

I 1

%

Strujni mjerni transformatori




36Prozirnica br.

36

Strujni mjerni transformatoriKlasa točnosti (kl) (2)

Odgovara maksimalno dopuštenoj strujnojpogrešci SMT-a pri nazivnoj struji i

nazivnom teretu

Npr . SMT klase točnosti kl = 0.1 ima

dozvoljenu strujnu pogrešku ∆i ±0.1% pri In iZn

Razlikujemo slijedeće klase točnosti:0.1; 0.2; 0.5; 1; 3; 5

Osim pri nazivnoj struji definiranu su imaksimalno dozvoljene strujne pogreške ipri primarnim strujama I1< I1n

k l 1

k l 0 ,5

kl 0,2 kl 0,1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 × I n

+ Δi %

± 2,0

±1,5

± 1,0

± 0,5

k l 1

k l 0 ,5

kl 0,2 kl 0,1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 × I n

ᵟ

± 120'

± 90'

± 60'

± 30'





37Prozirnica br.

37

Strujni mjerni transformatoriStrujni višekratnik (n) (1)

Strujni višekratnik: opisuje “ponašanje” SMT-a pri

primarnim strujama većim od nazivne vrijednosti, I1n

Povećanjem primarne struje, uz konstantnu impedanciju na

sekundarnoj strani, raste pogreška SMT-a

Ako primarna struja toliko naraste da indukcija znatno

prijeđe koljeno na krivulji magnetiziranja, porast sekundarnebit će proporcionalan s porastom primarne struje, jer će setad transformator ponašati kao da željeza nema

Na slici je prikazana ovisnost relativne sekundarne struje

(I2/I2n) o relativnoj primarnoj struji (I1/I1n)

Crtkani pravac prikazivujeovisnost relativnih struja kada ne bi

bilo struje pogreške (∆i = 0)

I 2

I n2

I 1

0

1

f

=

I 1

I n1

1

Δ

i = 0

I n 1 I 2

I n 2

I 2

I n2 = ( )

I 1

I n1

Nadstrujna karakteristika SMT-a





38Prozirnica br.

38


Def: strujni višekratnik (n) je višekratnik primarne nazivne struje pri kojem jestrujna pogreška, uz sekundarno priključenu nazivnu impedanciju, 10%

Strujni višekratnik je definiran apscisom točke u kojoj se nadstrujna karakteristika

siječe s pravcem ∆i = 10% (npr. na slici su prikazane nadstrujne karakteristike dva

SMT s n = 4 i n = 10)a)

15

n=4

10

5

3,6

0 4

5

10 15

Δ i = 0

Δ i = 1 0

%

I 1 I n1

I n2 /

/

b)

15

n =10

10

5 0

5

10 15

Δ i = 0

Δ i = 1 0

%

I 1 I n1

I 2 I n2 /

/

9





39Prozirnica br.

39


Strujni višekratnik ovisi o impedanciji priključenojna sekundarnu stranu

Ukoliko na sekundarnu stranu nije priključena nazivnaimpedancija Zn, već Z1, novi strujni višekratnik, n1

iznosi:

≅ Na slici je prikazan utjecaj sekundarno priključenog

tereta na strujni višekratnik SMT-a

Izborom SMT-a s malim strujnim višekratnikom štite sepriključeni uređaji od prevelikih struja što je interesantno

ukoliko je riječ o mjernim instrumentima (n<5) Ta je zaštita samo prividna ukoliko je impedancija

priključenih instrumenata manja od nazivne impedancijeSMT-a

25

20

5 0

5

10 15

Δ i = 0

I 1 /I n1

Δ i = 1 0

%

15

10

20

n = 4 , 5

n = 7 , 2

n = 1 0 , 0

n = 1 5 , 4

Z n =3,6 Ω

Z =2,4 Ω

Z =4,8 Ω

Z =7,2 Ω

I 2 /I n2





40Prozirnica br.

40


Radi toga je potrebno ukoliko priključeni instrumenti nemaju dovoljnoveliku impedanciju, u seriju s njima priključiti dodatnu impedanciju

Ukoliko se na sekundarnu stranu SMT-a priključuju zaštitni uređaji, radi

njihova ispravnog djelovanja potreban je “vjeran” prijenos i velikih

primarnih struja na sekundarnu stranu (npr. struje kvara u primarnom

krugu)

Stoga se za zaštitne uređaje koriste SMT-ovi s strujnim višekratnikom:

5 < n < 10 nadstrujni i termički releji

n > 20 diferencijalni releji

10 < n < 20 distantni releji





41Prozirnica br.

41

Strujni mjerni transformatoriNazivni teret Zn ili nazivna snaga Sn

S obzirom da o sekundarno priključenoj impedanciji (teretu) ovisi struja magnetiziranja (patime i pogreška SMT-a), prilikom odabira SMT-a potrebno je poznavati kakvi će uređaji

biti priključeni na sekundarnu stranu SMT-a, jer o tome ovisi njegova konstrukcija

+ 4.44 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

Što je veći teret na sekundarnoj strani (uređaji se uvijek spajaju u seriju kako bi njima

tekla ista struja I2), potrebna je veća snaga P2 SMT-a => ako želimo zbog strujemagnetiziranja (strujne pogreške) magnetsku indukciju održati malom to onda znači da jepotrebno povećati presjek jezgre SMT-a

Nazivnu sekundarnu snagu, odnosno maksimalnu snagu kojom je moguće opteretiti

SMT ako se žali ostati u granicama struje pogreške, moguće je definirati na dva načina: Stariji: pomoću nazivne impedancije Zn

Noviji: pomoću nazivne snage Pn2; pri čemu vrijedi:

⋅





42Prozirnica br.

42

Strujni mjerni transformatoriGranične struje

Termička granična struja Maksimalna efektivna vrijednost primarne struje koju SMT uz kratko spojene sekundarne

stezaljke može izdržati 1s, a da se pri tome prekomjerno ne zagrijeIter = (60-120) In1

Ako kratki spoj traje t sekundi onda je termička granična struja I’ter :

′

Dinamička granična struja:

Tjemena vrijednost struje kratkog spoja koju SMT može izdržati uz kratko spojenesekundarne stezaljke, a da ga ne oštete sile koje se pri tome javljaju

Idin = (200-250) In1

Za mjesto priključka SMT-a mora vrijediti: ≤





43Prozirnica br.

43

Strujni mjerni transformatoriIzvedba (1)



Primjer Končar” SMT-a za 20 kV




45Prozirnica br.

45

Primjer „Končar SMT-a za 20 kV(epoksidna izolacija) (2)

Primjeri „Končar” SMT-a za 20 kV




46Prozirnica br.

46

Primjeri „Končar SMT a za 20 kVza unutarnju montažu

Uljni VN SMT „Končar” s




47Prozirnica br.

47

Uljni VN SMT „Končar suljnom izolacijom





48Prozirnica br.

48

Strujni mjerni transformatoriShema spoja

Spojevi SMT-a za mjerenje:

a) u jednoj fazi

b) u dvije faze

c) u tri faze

U svim slučajevima, jedna odsekundarnih stezaljki, kao i

metalno kućište, spojena je nastezaljku za uzemljenje da bi se

poslužno osoblje zaštitilo u slučaju

spoja između primarnog isekundarnog namota

A

T R S

A A

A A

i T i R

i S

i R +i T

i R +i S+i T=0

i T

i R

i R

i T i R +i T

A

a)

b)

c)

Naponski mjerni transformatori



© FER-ZVNE 2014/15

– Električna postrojenjaProzirnica br.

49Prozirnica br.

49

Naponski mjerni transformatoriNačin rada - induktivni

Izvedba “kao i normalan energetskitransformator”

Priključen paralelno potrošačima na gotovokonstantan napon (neovisan o impedanciji

priključenoj na sekundarni namot NMT-a)

Osnovna razlika spram energetskog

transformatora – relativno je slabo opterećen kakobi pogreška mjerenja bila što manja

Struja magnetiziranja je ovisna samo oprimarnom naponu





Naponski mjerni transformatoriOsnovne karakteristike

Prijenosni omjer

Naponska pogreška

Klasa točnostiKutna pogreška

Nazivni teret ili snaga

NMT-a

Princip rada kapacitvnog NMT a (1)




Princip rada kapacitvnog NMT-a (1)

1 2 2

2

1

1 2

1 2 1 2

1 2 21 2 2 1

:

. .

:

.

:

.. . 1

uk

uk

vrijedi

C U C U

i serijska veza kapaciteta

C C C

C C

dobivamo

C C U C U C U

C C U C

U1

0

NMT

U2

Princip rada kapacitvnog NMT a (2)




Princip rada kapacitvnog NMT-a (2)





Naponski mjerni transformatoriPrijenosni omjer

Omjer nazivnog primarnog i nazivnog sekundarnognapona

Nazivni primarni napon je jednak linijskom nazivnom naponu

mreže (npr. 10 kV, ako se radi o dvopolno izoliranom NMT-u

Nazivni primarni napon je jednak faznom nazivnom naponu

mreže (npr. 110/√3 kV ako se radi o jednopolno izoliranom NMT-u

U prvom je slučaju sekundarni nazivni napon 100 V,

a u drugom slučaju 110/√3 V





apo s je t a s o atoPogreške i klasa točnosti

Naponska pogreška: Definicija:

∆ ⋅ −

⋅100% K = prijenosni omjer NMT-a = U 1n /U 2n

Kutna pogreška

Definira se analogno kutnoj pogrešci SMT-a

Razlika kuta sekundarnog i primarnog napona

Klasa točnosti

Jednaka je maksimalno dozvoljenoj naponskoj pogrešci kada je primarni napon u granicama 0.8 - 1.2

U1n

Prema VDE razlikujemo slijedeće klase točnosti NMT-a:

0.1 0.2 0.5 1 3

Dopuštene kutne pogreške za te klase točnosti su:

5´ 10´ 20´ 40´ (za klasu točnosti 3 nije definirana dozvoljena kutna pogreška)





p jNazivna snaga

Nazivna snaga: Maksimalna snaga instrumenata na sekundarnojstrani kojom je moguće opteretiti NMT, a da naponska i kutna pogreškaostanu u granicama vrijednosti definiranih klasom točnosti

Pri većim opterećenjima raste naponska pogreška NMT-a

(npr. za opterećenje koje je dva puta veće od nazivnog, naponskapogreška može biti tri puta veća od one dopuštene klasom točnosti)

Nazivna je snaga realno granična termička snaga kojom jemoguće trajno opteretiti NMT, a da se pri tome ne zagrije

iznad dopuštene vrijednosti, nekoliko puta veća od njegovenazivne snage





p jIzvedbe

VN NMT uljni - induktivnog




tipa „Končar”

VN NMT uljni –




kapacitivnog tipa „Končar”

SN NMT unutarnja montaža




„Končar” (suhi)

SN NMT vanjska montaža




„Končar” (suhi)





Hvala na pozornosti

Documents

ElPos_predavanje_9_web[2]