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Instrumententransformatoren (CTs, VTs) im System

Messwandler von ABB

Messwandler von ABB

Drei Hauptaufgaben von CTs und VTs

Die drei Hauptaufgaben von Messwandlern sind:

  1. Zur Umwandlung von Strömen oder Spannungen von einem normalerweise hohen Wert in einen Wert, der für Relais und Instrumente leicht zu handhaben ist.
  2. Zur Isolierung des Messkreises vom primären Hochspannungssystem.
  3. Ermöglichung der Standardisierung der Geräte und Relais auf einige Bemessungsströme und Spannungen.

Instrumententransformatoren sind spezielle Arten von Transformatoren, die dazu bestimmt sind, Ströme und Spannungen zu messen. Die allgemeinen Gesetze für Transformatoren sind gültig.

Hier werden wir sechs wichtige Aspekte des Einsatzes von Messwandlern im Energiesystem behandeln:

  1. Klemmenbezeichnungen für Stromwandler
  2. Sekundäre Erdung von Stromwandlern
  3. Sekundärerdung von Spannungswandlern
  4. Verbindung zum Erhalt der Restspannung
  5. Absicherung von Sekundärkreisen des Spannungswandlers
  6. Lage der Strom- und Spannungswandler in Umspannwerken

1. Anschlussbezeichnungen für Stromwandler

Gemäß IEC-Veröffentlichung 60044-1sollten die Klemmen wie in den folgenden Diagrammen gezeigt gekennzeichnet sein. Alle Terminals, die markiert sind P1, S1 und C1 sollen die gleiche Polarität haben.

Abbildung 1 links - Transformator mit einer Sekundärwicklung; Abbildung 2 rechts - Transformator mit zwei Sekundärwicklungen

Abbildung 1 links - Transformator mit einer Sekundärwicklung; Abbildung 2 rechts - Transformator mit zwei Sekundärwicklungen


Abbildung 3 links - Transformator mit einer Sekundärwicklung, die einen zusätzlichen Abgriff aufweist; Abbildung 4 rechts - Transformator mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung

Abbildung 3 links - Transformator mit einer Sekundärwicklung, die einen zusätzlichen Abgriff aufweist; Abbildung 4 rechts - Transformator mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung


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2. Sekundäre Erdung von Stromwandlern

Um zu verhindern, dass die Sekundärkreise ein gefährlich hohes Potential gegen Erde erreichen, müssen diese Stromkreise geerdet werden. Verbinden Sie entweder die S1-Terminal oder der S2-Terminal grundieren.

Erden Sie bei Schutzrelais das Terminal, das den geschützten Objekten am nächsten liegt. Erden Sie bei Verbrauchszählern und Geräten das Terminal, das dem Verbraucher am nächsten ist.

Wenn sich Messgeräte und Schutzrelais auf der gleichen Wicklung befinden, bestimmt das Schutzrelais den zu erdenden Punkt.</ p>
  • Wenn die Sekundärwicklung nicht verwendet wird, müssen diese geöffnet bleiben.
  • Wenn zwischen mehreren Stromwandlern eine galvanische Verbindung besteht, dürfen diese nur an einem Punkt geerdet werden (z. B. Differentialschutz).
  • Wenn die Kerne nicht in einem Stromwandler verwendet werden, müssen sie zwischen den Hähnen mit dem höchsten Verhältnis kurzgeschlossen werden und müssen geerdet werden.

Es ist gefährlich, den Sekundärkreis zu öffnen, wenn der Stromwandler in Betrieb ist. Hochspannung wird induziert.
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Abbildung 5 links - Transformator; Abbildung 6 rechts - Kabel

Abbildung 5 links - Transformator; Abbildung 6 rechts - Kabel


Abbildung 7 - Sammelschienen

Abbildung 7 - Sammelschienen


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3. Sekundäre Erdung von Spannungswandlern

Um zu verhindern, dass Sekundärkreise ein gefährliches Potenzial erreichen, Die Stromkreise müssen geerdet sein. Die Erdung darf nur an einem Punkt in einem Spannungswandler-Sekundärkreis oder in galvanisch miteinander verbundenen Stromkreisen erfolgen.

Bei einem Spannungswandler, der an der Primärwicklung Phase gegen Erde geschaltet ist, muss die Sekundärerdung auf liegen terminal n.

Bei einem Spannungswandler, bei dem die Primärwicklung zwischen zwei Phasen geschaltet ist, muss der Sekundärkreis, dessen Spannung gegenüber dem anderen Anschluss um 120 Grad liegt, geerdet sein. Nicht verwendete Wicklungen müssen geerdet sein.

Abbildung 8 - Spannungswandler zwischen den Phasen

Abbildung 8 - Spannungswandler zwischen den Phasen


Abbildung 9 - Spannungswandler

Abbildung 9 - Spannungswandler


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4. Anschluss zur Ermittlung der Restspannung

Die Restspannung (Neutralverdrängungsspannung, Polarisationsspannung) für Erdschlussrelais kann erhalten werden von einem Spannungswandler zwischen Neutralleiter und MasseZum Beispiel bei einem Transformator neutral.

Sie kann auch aus einem dreiphasigen Satz von Spannungswandlern erhalten werden, bei denen die Primärwicklung gegen Masse geschaltet ist und eine der Sekundärwicklungen in einem gebrochenen Dreieck liegt.

Abbildung 10 veranschaulicht das Messprinzip für die unterbrochene Dreieckschaltung während eines Erdschlusses in einem hochohmigen geerdeten (oder ungeerdeten) bzw. einem effektiv geerdeten Stromnetz.

Aus der Figur ist das zu erkennen ein dichter Erdschluss in der Nähe erzeugt eine Ausgangsspannung von

Ursd = 3 x U2n

in einem hochohmigen geerdeten System und

Ursd = U2n

in einem effektiv geerdeten System. Deshalb eine Spannungstransformator-Sekundärspannung von

U2n = 110/3 V

wird häufig in hochohmigen geerdeten Systemen verwendet U2n = 110 V in effektiv geerdeten Systemen. EIN Restspannung von 110 V wird in beiden Fällen erhalten. Spannungswandler mit zwei Sekundärwicklungen, einer für den Anschluss in Y und der andere in gebrochenem Delta, können dann das Verhältnis haben:

Spannungswandler-Verhältnisformeln

für hochohmige bzw. effektiv geerdete Systeme. Andere Nennspannungen als 110 V, z. 100 V oder 115 V werden je nach nationalen Normen und Gepflogenheiten ebenfalls verwendet.

Abbildung 10 - Restspannung (Neutralverdrängungsspannung) von einem unterbrochenen Dreieckkreis

Abbildung 10 - Restspannung (Neutralverdrängungsspannung) von einem unterbrochenen Dreieckkreis

5. Absicherung der Sekundärkreise des Spannungswandlers

In der ersten Box, in der die drei Phasen zusammengebracht werden, sollten Sicherungen vorgesehen werden. Die Schaltung vom Klemmenkasten zur ersten Box ist so konstruiert, dass die Gefahr von Fehlern in der Schaltung minimiert wird.

Es wird empfohlen, keine Sicherungen im Klemmenkasten des Spannungswandlers zu verwenden, da dies die Überwachung derSpannungswandler schwieriger. Die Sicherungen in der Drehstrombox ermöglichen eine differenzierte Absicherung der Stromkreise an verschiedene Verbraucher, wie Schutz- und Messkreise.

Die Sicherungen müssen so gewählt werden, dass sie eine schnelle und zuverlässige Fehlerbeseitigung ermöglichen, selbst wenn am Ende der Verkabelung ein Fehler auftritt. Erdschlüsse und Zweiphasenfehler sollten überprüft werden.

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6. Lage der Strom- und Spannungswandler in Umspannwerken

Zur Versorgung werden Instrumententransformatoren verwendetgemessene Strom- und Spannungsmengen in geeigneter Form für Steuer- und Schutzgeräte, wie Energiezähler, Anzeigeinstrumente, Schutzrelais, Fehlerorter, Fehleraufzeichner und Synchronisierer.

Damit sind Messwandler installiert wenn es notwendig ist, Messgrößen zu erhalten für die oben genannten Zwecke.

Lesen Sie mehr // Lage der Stromwandler in der HV-Unterstation

Typische Installationspunkte sind Schaltfelder für Leitungen, Abzweige, Transformatoren, Buskoppler usw. an Transformator-Neutralverbindungen und an den Sammelschienen.

Abbildung 11 - Strom- und Spannungswandler in einer Unterstation

Abbildung 11 - Strom- und Spannungswandler in einer Unterstation


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Standort in verschiedenen Schaltanlagen

Nachfolgend einige Beispiele von geeignete Standorte für Strom- und Spannungswandler in verschiedenen Schaltanlagen.

Abbildung 12 - Doppelte Sammelschienenstation

Abbildung 12 - Doppelte Sammelschienenstation


Abbildung 13 - Station mit Übertragungssammelschiene

Abbildung 13 - Station mit Übertragungssammelschiene


Abbildung 14 - Doppelunterbrecher und doppelte Sammelschienenstation

Abbildung 14 - Doppelunterbrecher und doppelte Sammelschienenstation


Abbildung 15 - Einzelne Sammelschienenstation

Abbildung 15 - Einzelne Sammelschienenstation


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Referenz: Anwendungshandbuch für Messwandler - ABB

Bemerkungen: