Kas yra šerdies balanso srovės transformatorius (CBCT)?

Šerdies balansinis srovės transformatorius (taip pat vadinamas CBCT) yra žiedinio tipo srovės transformatorius (CT), per kurio centrą eina trys viengysliai kabeliai arba vienas trijų gyslų trijų fazių sistemos kabelis. Šis trijų gyslų kabelis sudaro pirminę CBCT apviją.

Kitaip tariant, mes galime apibrėžti kaip nulinės sekos CT (ZCT), taip pat žinomas kaip šerdies balansas CT (CBCT) yra specialus srovės transformatoriaus (CT) tipas, kuris aptinka nulinės sekos srovę trumpojo jungimo gedimo metu (pvz., LG gedimas) sąlyga, sukelianti 3-fazių sistemos disbalansą.

Šerdies balansas Srovės transformatorius veikia pagal nulinės sekos srovės balansavimo trifazėje sistemoje koncepciją. Štai kodėl jis taip pat žinomas kaip nulinės sekos srovės transformatorius (ZCT). Šerdies balansas CT paprastai naudojamas vidutinės įtampos elektros sistemos apsaugai nuo įžeminimo (arba apsaugai nuo įžeminimo nuotėkio). Tipiškas CBCT yra toks, kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje.

Skirtingai nuo srovės transformatoriaus (CT), CBCT pirminė apvija suformuota su trijų gyslų kabeliu, einu per jo geležinės šerdies centrą, o antrinė CBCT ritė taip pat yra apvyniota ant žiedinio tipo geležinės šerdies ir yra sujungta su įžeminimo rele.

CBCT arba ZCT veikimo principas

Šerdies balansinis srovės transformatorius (CBCT) veikia pagal nulinės sekos srovės balansavimo principą 3-fazinėje sistemoje. Todėl jis taip pat vadinamas nulinės sekos srovės transformatoriumi (ZCT). Pagrindinis nulinės sekos srovės transformatoriaus veikimo principas yra Kirchhoffo žema srovė: srovės suma bet kuriame elektros grandinės mazge bus lygi nuliui.

Normaliai veikiant trifazei sistemai, jos fazinės srovės vektorinė suma (Īa plius Īb plius Īc=0) yra lygi nuliui. Todėl pirminėje CBCT apvijoje nebus jokios liekamosios nulinės sekos srovės. Todėl CBCT branduolyje nebus jokio srauto. Taigi antrinėje CBCT grandinėje srovė netekės.

Tuo tarpu nenormalios būklės, kai fazės srovės suma nebus lygi nuliui. Tada dėl fazinės srovės išbalansavimo antrinėje CBCT grandinėje tekės nulinės sekos srovė. Taigi įžeminimo relė, prijungta prie CBCT antrinio, įjungs energiją ir izoliuos sveiką sistemą grandinės pertraukiklio pagalba.

Tegu Īa , Īb ir Īc yra trifazių sistemos linijų srovės, o Φa , Φb ir Φc yra atitinkami magnetinio srauto komponentai, sukurti nulinės sekos CT arba CBCT šerdyje. Darant prielaidą, kad CBCT veikia linijinėje srityje, tada CBCT šerdyje sukurtas magnetinis srautas bus tiesiogiai proporcingas jo atitinkamai linijos srovei. Taigi jis gali būti parašytas taip:

Φa=kIa

Φb=kIb

Φc=kIc

Čia (k) yra proporcingumo konstanta. Kadangi čia visos trys fazės srovės sukuria atitinkamą magnetinį srautą toje pačioje ZCT šerdyje (ta pati magnetinė medžiaga). Taigi visuose fazių srautuose naudojama ta pati proporcingumo konstanta (k).

Taigi gaunamas magnetinis srautas ZCT arba CBCT šerdyje

Φr=k(Īa plius Īb plius Īc) (1)

Bet kaip mes visi žinome, kad iš simetriškų komponentų sampratos

(Īa plius Īb plius Īc)=3Ī0 = Īn(2)

Čia Īn yra neutrali srovė, o Ī0 yra nulinės sekos srovė srovės transformatoriuje. Taigi iš aukščiau pateiktų (1) ir (2) lygčių galime daryti išvadą, kaip

Φr = k.Īn (3)

Dabar panagrinėkime du atvejus

1 atvejis: normaliai veikiant trifazei sistemai

Kaip žinome, Īa plius Īb plius Īc=0 (4)

Palyginę (1) ir (4) lygtis, gavome tokį rezultatą:

Grynasis gaunamas srautas (Φr=0) yra lygus nuliui. Tai reiškia, kad antrinėje CBCT grandinėje srovė netekės. Todėl įžeminimo relė neveiks normaliomis sveikomis sąlygomis.

2 atvejis: esant neįprastai įžeminimui (tarkime, LG gedimui), fazinė srovė trijų gyslų kabe, einančioje per srovės transformatoriaus centrą, nesubalansuos. Taigi antrinėje ZCT grandinėje tekės nulinės sekos srovė. Pavyzdžiui, apsvarstykite vienos linijos ir žemės gedimo atvejį (LG gedimas).

Jei=3Ia0 = (5)

Lyginant (5) lygtį su (3) lygtimi, gavome, kad grynasis magnetinis srautas CBCT šerdyje nebus lygus nuliui. Jis turi tam tikrą baigtinę vertę, kuri sukels srovę antrinėje ZCT grandinėje. Todėl tos antrinės srovės teka į apsaugos nuo įžeminimo relę ir ją įjungia. Dėl šios priežasties branduolio balanso CT (CBCT) taip pat vadinamas nulinės sekos CT (ZCT).

CBCT arba ZCT taikymas

Šerdies balanso srovės transformatorius (CBCT) daugiausia naudojamas elektros mašinų apsaugai nuo įžeminimo. Vienas iš svarbių jo taikymo būdų kaip asinchroninio variklio apsauga nuo įžeminimo, kuris išsamiai aptariamas toliau.

CBCT variklio apsaugai

Daugumoje pramonės šakų CBCT naudojamas pramoninių variklių (3-fazinio indukcinio variklio) apsaugai nuo įžeminimo. Šioje apsaugos schemoje CBCT šerdis supa maitinimo kabelius, sujungtus su 3-faziniu indukciniu varikliu. Įžeminimo laidai nuo kabelio apvalkalo iki įžeminimo turi būti pervesti per ZCT šerdies angą. Tipinė diagrama yra tokia, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

CBCT branduolį sužadina srovė (Īa plius Īb plius Īc plius Īsheath plius Īearth).

(Īsheath plius Īearth ) poveikis atšaukiamas, kai įžeminimo laidai paimami per CBCT akį. Taigi apsaugos schema reaguoja tik į (Īa plius Īb plius Īc) srovę indukciniame variklyje.

CBCT privalumai

Pagrindinis CBCT naudojimo kaip apsaugos nuo įžeminimo schemos pranašumas yra tas, kad šioje apsaugos schemoje naudojama tik viena CT šerdis, o ne trys šerdys, kaip įprastoje sistemoje. Tokiu būdu tam tikros antrinės srovės generavimui reikalingas magnetinis srautas sumažėja iki trečdalio (1/3), o tai yra didžiausias privalumas, nes padidėja bendras apsaugos sistemos jautrumas.

Taip pat antrinių CT vijų skaičius nėra būtinas pagal vardinę kabelio srovę, nes normaliomis darbo sąlygomis antrinė srovė neteka, nes trifazės sistemos srovė yra subalansuota. Tai leidžia optimizuoti antrinius posūkius pagal efektyvią pirminę CT srovę.

ZCT arba CBCT savybės

Tai labai patrauklios nulinės sekos CT (ZCT) arba šerdies balanso srovės transformatoriaus (CBCT) savybės, kurios toliau nurodytos kaip:

• Didelis jautrumas
• Geras tiesiškumas
• Patikimas veikimas

• Patogus ir lengvas montavimas

CBCT arba ZCT pasirinkimas

Tinkama nulinės sekos CT arba CBCT parenkama atsižvelgiant į šiuos veiksnius.

Vardinis CT santykis: jis turi būti toks, kad net ir esant mažiausiam įžeminimui srovės turėtų pakakti įžeminimo relei veikti.

Minimali pirminio įžeminimo nuotėkio srovė

Minimali žadinimo srovė, reikalinga relės darbinei įtampai

Kelio taško įtampa

CT matmenys ir vidinis skersmuo (vidinis skersmuo priklauso nuo kabelio dydžio)