регулятор реактивной мощности Компенсация реактивной мощности, УКРМ
По всем вопросам пишите и звоните: E-mail: ukrm2014@gmail.com  моб:8-987-961-7173  Skype: ukrm2010  
Что, где и почем?
Индикаторы ЕЭС

Системный оператор Единой энергетической системы

Авторизация !





Забыли пароль?
Вы не зарегистрированы. Регистрация
Оборудование для ФСК ЕЭС
Реестр №2 ФСК ЕЭС
Реестр №2 ФСК ЕЭС
Последние новости
 
Главная arrow Статьи arrow Сенсоры тока и напряжения
Качество электроэнергии и энергосбережение
    Нормативные документы по качеству электроэнергии и энергосбережению             Производители приборов - анализаторов электросети             Энергоаудит, консалтинг и инжиниринг             Библиография и глоссарий     
Сенсоры тока и напряжения Версия для печати Отправить на e-mail
25.09.2009

В.Николаев            Сенсоры - детекторы нового типа в сетях среднего напряжения.            Image

Гл. конструктор

ООО "Энергия-Т"


Введение


Наиболее ответственной частью измерительного канала для всех видов высоковольтных измерений считаются измерительные трансформаторы. До недавнего времени для преобразования больших токов и напряжений до уровня, необходимого для измерения и защиты, применялись  традиционные  индуктивные трансформаторы тока и напряжения с ферромагнитным сердечником. Однако они имеют массу недостатков, вытекающих из самой природы таких трансформаторов: насыщение, гистерезис, резонанс, остаточное намагничивание.
Примерно с 90-х годов прошлого века, как альтернатива  трансформаторам с ферромагнитным сердечником, стали широко использоваться сенсоры – новое решение для измерения тока и напряжения в электрических сетях.


Классификация


Все используемые сегодня сенсоры можно условно разделить на несколько групп.


1. По типу:


- сенсоры тока;
- сенсоры напряжения;
- комбинированные.


2. По принципу работы:


- индуктивные;
- резистивные (омические);
- емкостные;
- с исп. эффекта Холла;
- оптические – с исп. эффектов Фарадея и Поккельса.


3. По классу напряжения:


- низкого напряжения   - 0,4кВ;
- среднего напряжения – 6-35 кВ;
- высокого напряжения – 110 кВ и выше.


В этой статье рассматривается принцип действия, устройство и применение только сенсоров среднего напряжения - индуктивных, омических и  емкостных, как наиболее распространенных.


Все указанные сенсоры соответствуют стандартам:


 

Сенсоры напряжения: IEC 60044-7 (1999-12)
Приборные трансформаторы –
Часть 7: Электронные трансформаторы напряжения


 

Сенсоры тока: IEC 60044-8 (2002-07)
Приборные трансформаторы –
Часть 8: Электронные трансформаторы тока


 

Комбинированные сенсоры:
IEC 60044-3 (1980-01)
Приборные трансформаторы –
Часть 3: Комбинированные трансформаторы


Принцип действия сенсоров


1. Сенсоры тока.


Принцип действия сенсоров тока основан на принципе катушки Роговского. Катушка Роговского – это тороидальная катушка, расположенная вокруг первичного провода тем же самым способом, как и вторичная обмотка в обычном трансформаторе тока, но без железного сердечника. Однако выходным сигналом из катушки Роговского, в отличие от стандартного трансформатора тока, является не ток, а напряжение. Таким образом, после интегрирования на выходе катушки будет сигнал, который воспроизводит временную характеристику формы волны первичного тока  (Рис.1):


Image
Рис.1


2. Сенсоры напряжения.


Применяются двух типов: омического (резистивного) и емкостного.
В омических (резистивных) сенсорах  измерение основано на принципе омического делителя напряжения, в сенсорах емкостного типа используется емкостной делитель. Выходное напряжение в обеих случаях прямо пропорционально входному напряжению, с воспроизведением истинной временной характеристики формы его волны (Рис.2):


Image
Рис.2


Примеры сенсоров тока и напряжения.


1. Сенсоры напряжения емкостного типа Georg Jordan GmbH (Германия).


Сенсоры типа TSA - TSB по своим размерам и механическим характеристикам соответствуют стандартным изоляторам без емкостного делителя и могут применяться вместо них. Это очень удобно при реконструкции электроустановок. Делители комплектуются соединительными проводами (коаксиальный кабель), интерфейсом и, при необходимости, адаптерами.
Внешний вид, габаритные размеры и основные технические  характеристики показаны ниже (Рис.3 и Табл.1):


Image
Рис.3


 

 

Тип

Ном. напряже-

ние

Исп. напряже-

ние, 50 Гц

 

Емкость

Длина Пути разряда

Номинальная величина силы, при

Вес

Изгибе, мин.

х N

Разрывной нагрузке растяже- нием

кВ

кВ

пф

мм

мм

кг

TSA 12 HK

12

28

18

180

5

30

10

1.05

TSB 12 HK

12

28

18

180

10

40

20

1.05

TSA 24 HK

24

50

15

300

5

30

10

1.9

TSB 24 HK

24

50

15

300

10

40

20

1.9

TSA 36 HK

36

70

10

460

5

30

10

3.4

TSB 36 HK

36

70

10

460

7.5

40

20

3.4

 


2. Сенсоры напряжения марки LOPO®  Trench Austria GmbH.


Разработанные и запатентованные австрийской фирмой  сенсоры тока и напряжения под маркой LOPO® широко применяются в схемах измерения, защиты и контроля. Ниже для примера показаны вид, габаритные размеры и устройство сенсора напряжения LPVT (Рис.4 и Рис.5):


Image
Рис.4


 

Image
Рис.5


 

 В Табл.2  приведены его основные характеристики:

 

 



Тип

Макс.

рабочее

напря-

жение

Расч.

первичное

напря-

жение

Исп.

напря-

жение

50 Гц

Имп.

исп.

напря-

жение

Расч.

вторичное

напря-

жение

кВ

кВ

кВ

кВ

кВ

LPVT 7,2

7.2

6 / V3

20

60

3.25 /V33

3

LPVT 12

12

10 /V3

28

75

3.25 / V3

LPVT 15

15.5

15 /V3

35

95

3.25 /V33

3

LPVT 24

24

20 /V3

50

125

3.25 /V33

3

 


3. Комбинированные сенсоры ABB Oy (Финляндия).


Как отмечалось выше, выпускаются и комбинированные сенсоры тока и напряжения. Такие сенсоры типа KEVCY  выпускает подразделение АВВ в Финляндии  - ABB Oy. Характеристики комбинированного сенсора:


1.Сенсор тока.


- измерительный элемент – катушка Роговского;
- первичный ток, А, не более – 1250;
- номинальное выходное напряжение, мВ – 150;
- номинальная частота, Гц – 50 или 60;
- рабочий температурный диапазон, град.Ц. -  -40/+50;
- класс точности – 1;
 - ток электродинамической стойкости, кА – 31,5.


2. Сенсор напряжения.


- измерительный элемент – емкостной делитель;
- номинальное напряжение, кВ – до 24;
- уровень изоляции, кВ – 50/125;
- масштабирование сигнала – 10 000:1;
- номинальная частота, Гц – 50 или 60;
- рабочий температурный диапазон, град.Ц. -  -40/+50;
- класс точности – 3/3Р;
Вес сенсора – 9 кг.


На Рис.6 показаны его внешний вид и габаритные размеры:


Image
Рис.6

 

Применение сенсоров


При применении сенсоров необходимо учитывать как их достоинства, так и недостатки.

Достоинства сенсоров:


-компактность;
-высокая линейность;
-большой динамический диапазон.


К недостаткам можно отнести:


- необходимость обработки сигнала сенсора, т.е. интегрирование выходного напряжения в сенсоре тока (с катушкой Роговского),
программирование необходимого диапазона в устройстве измерения;
- применение адаптеров для точного масштабирования выходного сигнала;
- применение специально рассчитанного для данного класса точности кабеля связи.


На сайте уже приводились примеры использования омических сенсоров напряжения – в качестве датчиков в системе микропроцессорной защиты конденсаторной батареи S&C BankGuard PLUS® Control и в мониторе параметров электрической сети ЕМОN.
Фирма Georg Jordan GmbH использует емкостные датчики напряжения в системе CAVIN. В настоящее время изучается возможность использования подобной системы для безопасного мониторинга напряжения в различных точках схемы конденсаторных установок 6-10кВ.
Сенсоры тока типа POWERFLEX® использует в микропроцессорных системах управления и контроля конденсаторных батарей в воздушных распределительных сетях напряжением до 35 кВ канадская фирма JOSLYN (Рис.7):


Image
Рис.7

 

Ниже на Рис.8 показана такая схема управления и защиты конденсаторной батареи мачтового типа с использованием контроллера AutoCAP®4400(4500):


Image
Рис.8

 

Заключение 


 Применение сенсоров тока и напряжения при измерении показателей качества электрической энергии, в схемах управления и защиты конденсаторных батарей, активных и пассивных фильтров позволяет повысить линейность, перегрузочную способность и динамический диапазон измерительного канала, надежность и безопасность эксплуатации электроустановок.  


Статья публикуется со значительными сокращениями.


 

Все права на статью принадлежат Николаеву В.Ф.


 

При перепечатке и цитировании ссылка на автора и сайт  http://ukrm.ru/  обязательны.

 

 

 

 

 


 

 

 

 

Добавить комментарий

Не допускается:
1.Ненормативная лексика.
2.Пропаганда межнациональной или расовой ненависти.
3.Любая другая информация, не относящаяся к тематике сайта.



< Пред.   След. >
 
ukrm.ru © 2017
Ссылки /// Новости /// Главная