Ölçmə üçün yüksək dəqiqlikli transformatorlar necə seçilməlidir?

Transformatorun Dəqiqlik Sinifləri və Standartları Haqqında Anlayış

CT Dəqiqlik Siniflərinin Şifrələnməsi: IEC 61869-2 Standartı Çərçivəsində 0.1, 0.2 və 0.5

Cari transformatorlar IEC 61869-2 təlimatlarında müəyyən edilmiş standart dəqiqlik qiymətləndirmələri ilə təchiz olunur. Bu qiymətləndirmələr əsasən 0,1, 0,2 və 0,5 kimi rəqəmlərlə ifadə olunan, müxtəlif yük şəraitində cərəyanı ölçərkən icazə verilən xətanı göstərən göstəricilərdir. Məsələn, Sinif 0,1 işarəsi olan bir cari transformatoru ölçmə xətası təxminən ±0,1% daxilində qalır, halbuki Sinif 0,5 olan modelin xətası hər iki istiqamətdə 0,5% qədər ola bilər. Ümumiyyətlə, rəqəm nə qədər kiçikdirsə, dəqiqlik bir o qədər yüksəkdir. Sinif 0,1 cihazları adətən pul məsələlərinin ən çox önəmli olduğu yerlərdə istifadə olunur, çünki kiçik xətalar belə faktura hesablamalarını birbaşa təsir edir. Sinif 0,2 cihazlar vacib qoruma sistemləri üçün kifayət qədər dəqiq nəticələr verir və eyni zamanda büdcəni çox yükləmir, halbuki Sinif 0,5 cihazlar gündəlik monitorinq tapşırıqları üçün tamamilə uyğundur. Standartlara görə, istehsalçılar bu cihazların işləmə qabiliyyətini real şəraitdə düzgün şəkildə təmin etmək üçün onları nominal tutumlarının 5%-dən 120%-ə qədər olan bütün diapazonda sınaqdan keçirməlidirlər. Bundan əlavə, onlar yalnız ölçmə dəqiqliyini deyil, həmçinin fazaların bucaqlarını necə idarə etdiyini və yük şəraitindəki dəyişikliklərə necə reaksiya verdiyini də yoxlamalıdırlar.

Dəqiqlik Sinfi Necə Nominal Şəraitdə Maksimum İcazə Verilən Xətayı Müəyyən Edir

Dəqiqlik sinifi əsasən laboratoriya şəraitində hər şey mükəmməl olduqda (nisbət və fazada xətaların cəmi) mümkün olan maksimum xətanı göstərir. Burada nominal tezlikdə, təxminən 20 dərəcə Selsiy temperaturunda və ikincil yükün dəqiq olaraq müəyyən edilmiş dəyərə uyğun gəldiyi hallarda aparılan ölçümlərdən danışılır. Məsələn, 0.2 sinifli akım transformatoruna (AT) baxaq. Bu cihaz yalnız tam nominal cərəyanla işlədikdə və müəyyən edilmiş yük səviyyəsinin ±25 faiz daxilində qaldığı halda xəta payı 0.2 faizdən artmayacaq. Lakin real dünyanı təmsil edən amillər təsir etməyə başladığında, işləmə parametrləri sürətlə pozulmağa başlayır. Yük, yük ayarı və ətrafdakı temperatur kimi amillərdəki dəyişikliklər, ideal şərtlərdən belə kiçik sapmalar cihazın göstərilən sinif xüsusiyyətlərindən kənara çıxmasına səbəb ola bilər. Yük qəbul edilə bilən tolerans həddini aşdıqda, bütün sinifləndirmə qüvvədən düşür və praktik sahə şəraitində ölçmə xətaları 0.5 faizi keçə bilər.

Reallıqda Transformatorun Dəqiqliyini Müəyyən edən Əsas Elektrik Parametrləri

Yükləmə Uyğunlaşdırılması və İkincil Impedans: Dəqiqliyin Azalmasını Qarşısının Alınması

Transformatorlar haqqında danışarkən yükün düzgün təyin edilməsi çox vacibdir. İkincil sarğıya tətbiq olunan yük adətən praktikada müşahidə etdiyimiz dəqiqlik problemlərinə səbəb olur. Əgər real yük VA vahidləri ilə göstərilən nominal yükdən artıq olarsa, sistem tez bir zamanda pozulmaya başlayır. Nüvə doymağa başlayır və bu da nisbət və faz bucağı ölçümlərini pozur. Məsələn, sinif 0,5 cərəyan transformatorunu nəzərdə tutaq. Onu nominal yükdən 40% artıq yükləyəndə, o, birdən-birə sinif 0,8 transformator kimi davranmağa başlayır. Həmçinin ikincil impendansı da unutmayın. Impedansın artması birləşdirici naqillər boyu və rele bobinləri vasitəsilə daha böyük gərginlik düşməsinə səbəb olur ki, bu da siqnal keyfiyyətini pozur. Təkcə 20% uyğunsuzluqun yalnız hesablama sayğacında təqribən 0,4% xəta yaratdığını müşahidə etmişik. Belə bir sapma sinif 0,2 uyğunluğunu tamamilə ləğv edir. Ciddi dəqiqlik tələb edən hər kəs üçün yükün düzgün seçilməsi artıq yalnız yaxşı təcrübə deyil. Normal iş şəraitində avadanlığın IEC 61869-2 standartlarına uyğun qalması üçün bu tamamilə zəruridir.

Qeyd olunmuş və Aktual Cərəyan Diapazonu: Ölçmə Transformatorlarında Xəttiyyət və Az Yük Xətası

Transformatorlar, işləmələri üçün nəzərdə tutulmuş optimal cərəyan aralığının xaricində olduqda, qeyri-xətti davranış göstərməyə meyllidirlər. Nominal dəyərlərinin təqribən 5%-dən az cərəyanlarda ürəyin kifayət qədər magnetik olaraq qızdırılması baş vermirdi və bu da əhəmiyyətli xətalarla nəticələnirdi. Hətta bu qədər dəqiq ölçmələr üçün nəzərdə tutulmuş Class 0.5 transformatorlar belə yüngül yük şəraitində bəzən 1%-dən çox xəta verə bilərlər. Yüksək cərəyan səviyyələrində isə vəziyyət daha da pisləşir. Bir dəfə nominal gücün 120%-ni keçsək, magnetik doyma baş verir və xətti davranış tamamilə pozulur; bu zaman xətalar adətən 2%-dən yuxarıya qalxır. Məsələn, nominal cərəyanı 100 A olan tipik bir akım transformatorunu (CT) nəzərdən keçirək. Bu transformator təxminən 10 A-dan 120 A-ya qədər olan cərəyan aralığında yaxşı işləyir, lakin cərəyanı 5 A-ə endirsək, xəta birdən-birə 2%-dən yuxarı çıxır. Dəqiq ölçmələri təmin etmək üçün mühəndislər real iş şəraitindəki cərəyanın nominal aralığın orta hissəsində, yəni yalnız minimum və maksimum dəyərlər arasındakı istənilən yer deyil, rahatlıqla yerləşdiyi transformatorları seçməlidirlər. Belə yanaşma aşağı yük şəraitində yaranan xətaları və siqnal bütövlüyünü pozan magnetik doyma problemlərini qarşısını almağa kömək edir.

Transformatorun Performansını Təsir Edən Mühit və Sistem Səviyyəli Amillər

Temperatur, Tezlik və Harmoniklər: İdeal Dəqiqlikdən Meydana Gələn Sapmaların Qiymətləndirilməsi

Transformatorlar, laboratoriya testlərində göstərilənə nisbətən çox daha yüksək səviyyədə olan mühit və sistem gərginliklərinə məruz qaldıqda tez-tez dəqiqliyini itirirlər. Temperaturun dəyişməsi həm nüvənin keçiriciliyini, həm də sarımın müqavimətini təsir edir. Məsələn, temperatur normal iş rejimi aralığının yalnız 8 dərəcə Selsi dərəcəsi qədər yuxarı çıxarsa, bu, izolyasiyanın yaşlanmasını sürətləndirir və 2023-cü il IEC 60076-7 standartına əsasən ölçmə nisbətlərində qeyd edilə bilən dəyişikliklərə səbəb olur. Başqa bir problem isə zəif şəbəkələrdə və ya izolyasiyalı sistemlərdə olduqca yayılmış şəbəkə tezliyinin sabitsizliyindən yaranır. Bu, xüsusilə tezliklərin normal səviyyənin altına düşdüyü zaman nüvənin doymasına səbəb olan xətalarla nəticələnir. Harmonik distorsiyalar tamamilə başqa bir çətinlik yaradır. Ümumi harmonik distorsiyadan 10% artıq üçüncü və beşinci sıra harmoniklər standart dəqiqlik qiymətləndirmələrinin ümumiyyətlə nəzərə almadığı şəkildə dalğa formasının formasını pozur. Dəyişən cərəyan (DC) ofset cərəyanları nüvədə qalıq maqnit sahəsi yaradaraq dalğa formalarının sıfır nöqtələrindən keçdiyini aşkar etmə qabiliyyətini pozur. Həqiqi dünya şəraitində aparılan testlər də maraqlı bir şey göstərir: idarə olunan laboratoriya şəraitində Sinif 0.5 standartlarını ödəyən transformatorlar, istilik, harmoniklər və tezlik dəyişiklikləri kimi birləşmiş bütün gərginliklərlə qarşılaşdıqda adətən yalnız təqribən 1.0 səviyyəli dəqiqlik əldə edirlər. Bu problemlərlə mübarizə aparmaq üçün mühəndislər istilikli quraşdırmalarda yükləmə tutumunu təqribən 15–20 faiz azaltmaq və ümumi harmonik distorsiyaya 8 faizdən çox olduqda harmonik süzgəcləri quraşdırmaq üçün əvvəlcədən planlaşdırmaq məcburiyyətində qalırlar.

Tənqidi tətbiqlər üçün yüksək dəqiqlikli transformatorların doğrulanması və spesifikasiya edilməsi

Vəziyyət tədqiqi: Niyə sinif 0.2 cərəyan transformatoru substantsiya enerji sayğacı ilə 0.5 səviyyəli dəqiqlik göstərdi

Bir transformator stansiyasında enerji ölçmə layihəsi cərəyan transformatorunun (CT) dəqiqliyində ciddi problemlərə səbəb oldu: sinif 0.2 olan CT, yalnız 0.5 sinif dəqiqliyi ilə işlədi. Problemin səbəblərini araşdırdıqda, fabrik kalibrasiyası zamanı nəzərə alınmamış sahədə üç fərqli problem olduğunu müəyyən etdik. Birincisi, ətrafda yerləşən qeyri-xətti yükler səbəbilə harmonik distorsiyon səviyyələri ümumi harmonik distorsiyadan (THD) 15%-dən çox artmışdı; bu isə faza bucağı xətalarına səbəb olmuşdu və adi nisbət xətası testləri bu xətaları tamamilə aşkar edə bilməmişdi. İkincisi, temperatur problemi idi. Avadanlıq -10 °C-dən 50 °C-yə qədər temperatur dalğalanmalarına məruz qalmalı idi və bu, nüvənin keçiriciliyində dəyişikliklərə səbəb olaraq, təyin edilmiş nisbət xətasının üstünə əlavə 0.1% nisbət xətası yaratdı. Üçüncüsü, ikincil yük 4.5 VA çıxdı ki, bu da CT-nin 3.2 VA nominal dəyərindən 40% yüksəkdir. Bu uyğunsuzluq faza yerdəyişməsində 0.3 dərəcəlik artıma səbəb oldu və ümumi dəqiqliyi ciddi şəkildə zədələdi. Bütün bu amillərin birgə təsiri ümumi xətanı 0.2% həddini keçməyə sövq etdi. Bu vəziyyətdən çıxarılacaq ən vacib nəticə budur: bir şey laboratoriya testlərindən keçsə belə, real dünya şəraitində mükəmməl işləməyəcəyi demək deyil. Tənqidli güc ölçümləri ilə işlənərkən texniki xüsusiyyətlər yalnız avadanlığın etiketində göstərilən məlumatlara əsaslanmamalı, əksinə, faktiki harmonik profillərə, real temperatur aralığına və real yük ölçmələrinə əsaslanmalıdır.

SSS

CT dəqiqlik sinifləri nədir?
CT dəqiqlik sinifləri (məsələn, 0.1, 0.2 və 0.5) cari transformatorların IEC 61869-2 standartlarına uyğun olaraq ən çox icazə verilən xətasını göstərir. Rəqəm neçə qədər kiçik olarsa, ölçmə bir o qədər dəqiq olar.

Transformatorlar üçün yük uyğunluğu niyə vacibdir?
Yük uyğunluğu transformatorun ikincil sarğı yükünün nominal tutumuna uyğunlaşdırılmasını təmin edir; bu da nüvənin doymasını qarşısını alır və dəqiqliyi saxlayır.

Ətraf mühit amilləri transformator dəqiqliyini necə təsir edir?
Temperatur dəyişiklikləri, tezlik qeyri-sabitliyi və harmonik distorsiyalar kimi amillər nüvənin keçiriciliyini və sarğı müqavimətini dəyişdirərək transformator dəqiqliyinin azalmasına səbəb ola bilər.