Dönüş Oranı Testi

CT/PT'nin Doğru Dönüşüm Oranı Nasıl Seçilir?

Akım trafosu (AT) dönüştürme oranı nasıl seçilir?

Özet: Akım Trafolarının (AT) ve Gerilim Trafolarının (GT) dönüştürme oranını doğru seçmek, elektriksel ölçümlerin doğruluğunu ve güç sistemlerindeki koruma rölelerinin güvenilirliğini sağlamak için temeldir. Bu kılavuz, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC 61869 serisi) ve sektör standartlarına dayanarak, ölçme ve koruma sınıfı ölçü trafoları için gereksinimleri ayırt ederek oran seçiminin standartlaştırılmış ilkelerini ayrıntılı olarak açıklayacaktır.

Bölüm I: Akım Trafosu (AT) Dönüştürme Oranının Seçimi

AT dönüştürme oranı Ki, nominal primer akım I_1n ile nominal sekonder akım I_2n arasındaki oran olarak tanımlanır (Ki= I_1n/ I₂_n). Uluslararası alanda, nominal sekonder akım I₂_n tipik olarak 5 A veya 1 A olarak standartlaştırılmıştır.

1. Nominal Primer Akım Seçimi İçin Temel İlkeler I_1n

I_1n seçimi, termal stabilite ve ölçüm doğruluğu gereksinimlerini dengelemelidir.

(1) Termal Stabilite ve Akım Taşıma Kapasitesi (Üst Sınır)

AKT'nin nominal primer akımı I_1n, devrede beklenen maksimum sürekli çalışma akımı I_max'a eşit veya ondan büyük olmalıdır, böylece AKT sargısının uzun süreli sıcaklık artışı ve stabilitesi sağlanır.

Tasarım Kuralı: I_1n için, I_max'dan biraz daha yüksek standartlaştırılmış bir değer seçin.
$I 1n \geq I max$
Mühendislik Uygulaması: Genellikle, bir güvenlik payı sağlamak için I_1n, yaklaşık 1,2 ila 1,5 katı I_max olacak şekilde seçilir.

(2) Ölçüm ve Ölçüm Doğruluğu (Alt Sınır)

Ölçüm doğruluğunu sağlamak için, minimum yük akımı I_min, AK'nın belirtilen doğruluk çalışma aralığı içinde olmalıdır.

Gereklilik: Ölçüm AK'ları (örneğin, Doğruluk Sınıfı 0.2 S), nominal akım I_1n'in %1 veya %5'i gibi düşük bir sınıra kadar doğruluğunu korumalıdır. I_1n'in I_max'a kıyasla aşırı büyük seçilmesi, hafif yük koşullarında sekonder akım I₂'nin çok küçük olmasına neden olarak, AK'nın doğruluk sınırının altına düşmesine ve ölçüm hatalarının artmasına yol açabilir.

2. Koruma Sınıfı AK'lar için Özel Gereksinimler

Temel prensiplere ek olarak, koruma sınıfı AK'lar arıza koşullarında güvenilir bir şekilde çalışabilmelidir.

Doğruluk Sınır Faktörü (ALF) / Doyma: Koruma AK'ları öncelikle bir arıza sırasındaki doyma karakteristikleri ile ilgilidir. Doğruluk Sınır Akımı I_ALF= ALF x I_1n'in sistemin mümkün olan maksimum kısa devre akımı I_scmax'ı kapsadığından emin olunmalıdır. Bu, bir arıza sırasında şiddetli AK doymasını önleyerek, koruma röle ekipmanının güvenilir çalışması için doğru bir akım sinyali almasını sağlar.

3. Oran Seçimi Riskleri Konusunda Uyarı

Risk Senaryosu

Sonuç Analizi

Standart Uygulama

Oran Çok Küçük Seçildi

( $I 1n < I maks$ )

Yüksek Risk. Kronik AK aşırı ısınmasına ve yalıtım bozulmasına yol açar. Arıza koşullarında,

şiddetli doyum meydana gelir, bu da korumanın açmama hatası (red) veya yanlış açma (yanlış işletim) yapmasına neden olabilir.

Kesinlikle

$I 1n \geq I maks$ prensibine uyun.

Oran Çok Büyük Seçildi

(( $I 1n ＞ I maks$ )

Hafif yük akımı $I min$ değerinin AK'nin optimum doğruluk aralığının dışına düşmesine neden olur, bu da ölçüm hatalarını artırır.

Ayrıca koruma rölelerinin hassasiyetini azaltabilir.

Tercihen,

I maks

değerini

%70 ~ %90

aralığında tutun

I 1n

Bölüm II: Gerilim Trafosu (PT) Dönüştürme Oranının Seçimi

PT dönüştürme oranı K_u, nominal birincil gerilim U_1n'in nominal ikincil gerilim U_2n'ye oranı olarak tanımlanır (K_u = U_1n / U_2n).

1. Nominal Birincil Gerilimin Belirlenmesi U_1n

U_1n, bağlantı noktasındaki nominal sistem gerilimi U_sistemve PT'nin bağlantı konfigürasyonu ile kesinlikle uyumlu olmalıdır.

Faz-Toprak Bağlantısı: Esas olarak nötrü doğrudan topraklanmış yüksek gerilim sistemlerinde kullanılır (örneğin, 110 kV ve üzeri).
$U 1n = U sistem / \sqrt3$
Faz-Faz Bağlantısı: Esas olarak nötrü topraklanmamış veya Petersen bobini ile topraklanmış orta ve düşük gerilim sistemlerinde kullanılır (örneğin, 6 kV, 10 kV).
$U 1n = U sistem$

2. Standartlaştırılmış Nominal Sekonder Gerilim U_2n

Nominal sekonder gerilim U_2n, tipik olarak sekonder ekipmanlarla uyumlu olması için standartlaştırılmış bir değerdir.

Uygulama	Sargı Tipi	Nominal Sekonder Gerilim U2n
Ölçme ve Koruma (Ana Sargı)	Faz-Toprak Bağlantılı	$100 / \sqrt 3 V$
Ölçme ve Koruma (Ana Sargı)	Faz-Faz Bağlantılı	$100 / \sqrt 3 V$
Toprak Arızası Koruma (Yardımcı Sargı)	Sıfır Dizisi Gerilimi $3 U 0$ için Açık Üçgen Bağlantılı	$100 / \sqrt 3 V$

3. Dönüştürme Oranı K_u için Hesaplama Örneği

Oran K_u boyutsuz bir sayıdır, oysa PT derecelendirmesi genellikle U_1n / U_2n olarak belirtilir.

Örnek: 110 kV Sistem (Faz-Toprak Bağlantısı)

Nominal Sistem Gerilimi U_sistem = 110 kV
PT Primer Gerilim U_1n = 110 kV/ √3
PT Sekonder Gerilim U_2n = 110 kV/ √3
Oran K_u Hesaplaması:

PT spesifikasyonu şu şekilde belirtilir: 110000 / √3 / 100 / √3/ 100 V (ana ve yardımcı sargılara atıfta bulunarak).(ana ve yardımcı sargılara atıfta bulunarak).

Sonuç: Temel Tasarım Hususları

Cihaz Türü

Çekirdek Seçim Kriteri

Temel İlkeler

Uygulanabilir Standartlar

Primer Akım

I 1n

1. Maksimum Yükü Karşıla ( $I 1n \geq I maks$ );

2. Minimum Akımın Doğruluk Aralığında Olduğundan Emin Ol.

IEC 61869-2

Primer Gerilim

U 1n

1. Sistem Gerilimi ile Tam Olarak Eşleş $U sistem$ ;

2. Bağlantı Şemasını Eşleştirin ( $U/ \sqrt 3$ Faz-Toprak için veya $U$ Faz-Faz için).

IEC 61869-3

Öneri: Mühendislik tasarımında, her zaman en güncel ulusal ve uluslararası standartlara (IEC 61869 serisi gibi) başvurulmalı ve doğruluk sınıfı ile nominal oran, AK ve VK'nın spesifik uygulamasına (ölçüm/sayacılık veya koruma) göre seçilmelidir.