Индуктивные трансформаторы тока: Трансформаторы напряжения индуктивные типа VPU на номинальное напряжение 110-500 кВ

Содержание

Трансформаторы напряжения индуктивные типа VPU на номинальное напряжение 110-500 кВ

Трансформаторы напряжения индуктивные типа VPU предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и/или устройствам защиты и управления, применяются в установках переменного тока промышленной частоты номинальным напряжением от 110 до 500 кВ.

Трансформатор напряжения VPU представляет собой однофазный электромагнитный масштабный преобразователь некаскадного типа. Имеет первичную обмоткую, одну или две основные вторичные обмотки и одну дополнительную. Обмотки изолированы бумажно-масляной изоляцией и помещены в фарфоровый или композитный изолятор, заполненный маслом. Наверху фарфоровой или композитной покрышки расположена маслорасширительная мембрана из нержавеющей стали с масляным затвором. Вывод Х первичной обмотки и выводы вторичных обмоток находятся в клеммной коробке помещенной внизу корпуса трансформатора. Выводы Х, х1 и х2 заземляются. Выпускаются модификации трансформаторов на разные классы напряжения: VPU-123, VPU-245, VPU-363, VPU-525 на номинальные напряжения от 110 до 500 кВ соответсвено, различающиеся величинами допустимых нагрузок во вторичной цепи, размерами и весом. На боковой части корпуса находится коробка вторичных выводом, крышка которой пломбируется для предотвращения несанкционированного доступа.

Таблица основных метрологических и технических характеристик

индуктивных трансформаторов напряжения VPU:

п.п.	Наименование параметра:	Значение параметра:
1	Номинальное первичное напряжение, кВ	110/√3; 150/√3; 220/√3; 330/√3; 500/√3
2	Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126; 170; 252; 363; 525
3	Номинальное напряжение основных вторичных обмоток, В	100/√3
4	Номинальное напряжение дополнительной обмотки, В	100; 100/3
5	Класс точности основных обмоток:	0,2 — 0,5 — 1,0 — 3,0
6	Номинальная вторичная нагрузка основных обмоток, ВА	от 10 до 600
7	Допустимая суммарная нагрузка для основных обмоток с сохранением требуемого класса точности 0,2:	до 300 ВА
8	Класс точности дополнительной обмотки:	3Р, 6Р
9	Номинальная вторичная нагрузка дополнительной обмотки,ВА	от 10 до 1 200
10	Предельная термическая мощность, ВА	до 3 000
11	Номинальная частота, Гц	50
12	Масса трансформатора, кг	от 400 до 2 200
13	Климатичское исполнение и категория размещения:	У1 (-45. ..+45), УХЛ1 (-60…+45)
14	Габаритно-установочные чертежи	предоставляются после заполнениния опросного листа на трансформатор

* возможность изготовления трансформаторов напряжения типа VPU согласно требованиям Заказчика сообщается после заполнения опросного листа.

Более подробную информацию можете найти в Заводском каталоге на трансформатор напряжения типа VPU.

Индуктивные трансформаторы напряжения от 110 до 500 кВ типа VPU

Место применения

Измерительные трансформаторы напряжения используют как масштабные преобразователи напряжения, а также и для подачи стандартных, годных к использованию напряжений в различных установках для мониторинга, измерения и защиты и, в тоже время, для изоляции защитного и измерительного оборудования от высокого напряжения системы.

Главные особенности

Uном: от 110 до 500 кВ
До 6 вторичных обмоток
Все измерительные и защитные классы точности
Уникальное исполнение с разомкнутым магнитопроводом обеспечивает устойчивость к феррорезонансу
Взрывобезопасная конструкция
Сохраняет требуемый класс точности в течение всего срока службы
Высококачественная бумажно-масляная изоляция
Система компенсации расширения масла сильфоном из нержавейки
Герметически закрыт
Стандартное климатическое исполнение -45 до +40 °С (более экстремальные климатические исполнения – на запрос)
Изоляторы из фарфора или композита высочайшего качества
Большой опыт применения в сейсмически активных регионах
Маломасляное исполнение без ПХБ — не наносит вред окружающей среде
Стойкость к коррозии
Не нуждается в обслуживании
Без частичных разрядов при испытательных напряжениях промышленной частоты

Дополнительные опции

Зажим для измерения тангенса угла диэлектрических потерь
Маслоуказатель
Предохранители или микровыключатели для защиты вторичных обмоток (на заказ)
Вторичные зажимы для коммерческого учета можно отдельно пломбировать
Транспортные шок индикаторы (стандартно для Uном ≥ 330 кВ, на выбор для остальных классов напряжения)
Внутренний указатель избыточного давления (на выбор)

Обеспечение качества

Трансформаторы напряжения KONCAR производятся согласно всем действующим мировым стандартам ГОСТ, МЭК и другие.
Качество изделий обеспечивает проведение сертифицированной системы качества – ISO 9001, охватывающей все аспекты разработки, производства и испытаний.
Koncar-Instrument transformers Inc. имеет сертификаты ISO 14001 и OHSAS 18001, удостоверяющие соблюдение стандартов защиты окружающей среды и охраны труда.

Магнитопровод и вторичные обмотки

Магнитопровод стержневого типа сделан из листов электротехнической стали. Конструкция разомкнутого магнитпровода обеспечивает линейные характеристики намагничивания трансформатора, чем устраняется возможность феррорезонанса внутри сети.
Вторичные обмотки, из высококачественного эмалированного медного провода, наматываются прямо вокруг магнитопровода и обеспечивают равномерное распределение магнитного поля по высоте магнитопровода. Кроме того, большое сечение обмоток делает трансформатор стойким к коротким замыканиям, что делает его еще более взрывобезопасным. Конструкция активной части позволяет предоставление до 6-ти вторичных обмоток любых классов точности для измерения и/или защиты. Двойные коэффициенты трансформации можно достигнуть через отпайки на вторичных обмотках.

Бумажно-масляная изоляция

Первичную сторону высокого напряжения от вторичной стороны низкого напряжения отделяет бумага пропитанная маслом высокой диэлектрической прочности.
Значительное число проводящих емкостных экранов укладывается в слои бумажной изоляции для подходящего распределения высокочастотных перенапряжений. Потом бумажная изоляция проходит осушку в высоком вакууме и ее пропитывают высококачественно ингибированным и дега¬зированным (содержание влаги меньше 2 пм) минеральным маслом.
Бумажно-масляная изоляция герметически закрыта без соприкосновения с окружающим воздухом. Сильфон из нержавеющей стали компенсирует термическое расширение масла, а также показывает и уровень масла в трансформаторе.

Первичная обмотка

Преимущество конструкции с разомкнутым магнитопроводом в том, что первичная обмотка состоит из множества секций вертикально сложенных по высоте трансформатора. Это обеспечивает контролированное распределение диэлектрических напряжений внутренней и внешней изоляции.
То, что первичная обмотка состоит из независимых и изолированных секций, делает первичную обмотку устойчивой к дефектам возникшим внутри ее витков. В маловероятном случае междувиткового дефекта или дефекта между слоями первичной обмотки, дефект остается локализирован внутри одной секции не распространяясь на другие секции и не охватывает первичную обмотку целиком. Это свойство делает трансформатор напряжения типа VPU взрывобезопасным.

Изолятор

Согласно желанию клиента, внешняя изоляция может быть из фарфора или композита. Фарфоровые изоляторы делают из глиноземного фарфора высочайшего качества С130, а изоляторы из композита состоят из резиновой трубы упрочненной стекловолокном и силиконовой юбки.
Длина пути утечки изолятора базируется на уровне загрязнения окружающего воздуха и должна указывается в запросе.
Индуктивный трансформатор напряжения тип VPU успешно прошел все испытания на сейсмическую устойчивость согласно всем требованиям стандарта IEEE 693-2005.

Стандартные габаритно-установочные размеры

Тип	Класс напряжения	Высота трансформатора	Масса	Масса масла	Размеры для фиксации	Уд. длина пути утечки мин.
	кВ	мм	кг	кг	мм	мм
VPU-123	110	2170	350	60	330×330	3075
VPU-170	170	2400	480	95	330×330	4675
VPU-245	220	3460	700	130	410×410	6740
VPU-362	330	4550	1250	290	470×470	9050
VPU-525	500	5050	1760	460	510×510	13150

Указанные информативные размеры относятся к стандартным исполнениям индуктивных трансформаторов с фарфоровыми изоляторами.

Основные технические и метрологические характеристики

Характеристики	VРU-123	VРU-170	VРU-245	VРU-362	VРU-525
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126	170	252	363	525
Класс напряжения, кВ	110	170	220	330	500
Ном. напряжение первичной обмотки, кВ	110/√3	170/√3	220/√3	330/√3	500/√3
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В	100/√3 или 110/√3;
Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В	100 или 110 или 100/3 или 110/3
Количество вторичных обмоток: основных	1 или 2
дополнительных	1
Класс точности вторичной обмотки для измерений	в классе точности 0,2 в классе точности 0,5 в классе точности 1,0
Номинальная нагрузка а1 – х1	50 или 100 или 200 ВА 50 или 100 или 200 ВА 100 или 200 или 300 ВА
Класс точности обмотки для защиты	в классе точности 3Р
Ном. Нагрузка aд — хд	100 или 200 или 400 или 600 ВА
Класс точности вторичной обмотки для учета электроэнергии	в классе точности 0,2
Ном. нагрузка a2 – x2	30 или 50 или 100 или 200 ВА
Допустимая суммарная нагрузкa для основных обмоток с сохранением требуемых классов точности 0,2: 200 ВА
Номинальная частота, Гц	50
Диапазон рабочих значений температуры, ˚С	от -60; -45; -35 до +40
Диапазон значений температуры при транспортировании, ˚С	от -45 до +50

Съемный трансформатор тока (855-501/1000-1001) | WAGO RU

{{ productStatus.text }}

{{ $wgi18n(‘product.status.announced.available’) }}:

{{ item.purchasableFrom }}

{{ $wgi18n(‘product.ready.for.despatch’) }}:

{{ productAvailabilityValue }}

{{ $wgi18n(‘product. product.price.list.piece’) }}*

{{ $wgi18n(‘product.product.price.piece.your’) }}*

{{ $wgi18n(‘quickOrder.quantity.types’) }}: {{ item.numberPackageUnits }}

({{ item.numberContentUnits }})
{{ item.unit.name }}

Теперь Вы можете добавить желаемое количество этого товара в свою корзину.

Краткое описание:

Эти съёмные блоки (серия 855) представляют собой индуктивные однопроводные трансформаторы тока. В соответствии с принципом измерения они могут использоваться только в сетях переменного тока.

Особенности:

Технология безвинтового соединения CAGE CLAMP^®
Доступно несколько вариантов монтажа
Вибро- и удароустойчивые
Высокое удерживающее усилие
Способность проводить большие токи
Продолжительная перегрузка до 120 % от номинального тока в первичной обмотке
Низковольтный трансформатор тока для рабочих напряжений максимум до 1,2 кВ
Для сетей питания 690 В
Компоненты с сертификатом UL

Другие клиенты также приобрели

Индуктивные или емкостные ТН.

Пожалуйста активируйте JavaScript в настройках браузера.

Форум посвящен вопросам релейной защиты и автоматики. Обмену опытом эксплуатации РЗА. Общению релейщиков ЕЭС России.

Индуктивные или емкостные ТН.

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

Автор

Сообщения

LIK

+53

Сообщения: 1927
Регистрация: 22.08.2008
Откуда: Киев

Коллеги!
Современные производители выпускают и ем костные, и индуктивные ТН.

Пример: напряжение 110 кВ, производители – АВВ.
Вопрос. В каких случаях применять индуктивные, в каких – емкостные ТН?
Если было обсуждение – дайте ссылку.
Спасибо.

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

Denis

+5

Сообщения: 175
Регистрация: 09.06.2008

Индуктивные ТН? Интересно…

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

LIK

+53

Сообщения: 1927
Регистрация: 22.08.2008
Откуда: Киев

Denis>Индуктивные ТН? Интересно…

Не пойму Вашу иронию.
С точки зрения электротехники терминология правильная. И в тех. документации фирм-производителей употребляется (см. док-ю АВВ, например).
Прежде не было такой терминологии, так как выпускались только индуктивные ТН.

Denis

+5

Сообщения: 175
Регистрация: 09.

06.2008

Ну, причем же здесь ирония? Я просто напросто в первый раз слышу такой термин

SVG

+15

Сообщения: 304
Регистрация: 19.

08.2007
Откуда: Минская область, Беларусь

Denis>Ну, причем же здесь ирония? Я просто напросто в первый раз слышу такой термин

Индуктивные или электромагнитные ТН. Ещё с института помнится терминология Емкостные советские тоже были. НДЕ-500 и НДЕ-750.

Слово не воробей, поймают — вылетишь.

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

scorp

+29

Сообщения: 1508
Регистрация: 06.04.2007
Откуда: заМКАДье

LIK>Коллеги!
LIK>Современные производители выпускают и ем костные, и индуктивные ТН. Пример: напряжение 110 кВ, производители – АВВ.
LIK> Вопрос.

В каких случаях применять индуктивные, в каких – емкостные ТН?
LIK>Если было обсуждение – дайте ссылку.
LIK>Спасибо.
На одной ПС на шинах 220 кВ присутствовал феррорезонанс,ТН естественно НКФ-220(электромагнитный).По этой причине вот уже 40 лет на секциях 220 кВ нет УРОВ,а при работе ДЗШ на шинах остается вкл.по одной линии,т.е с помощью режимного останова в/постов от ДЗШ,эти линии отключаются с противоположных сторон,т.о.феррорезонанс не допускается

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

LIK

+53

Сообщения: 1927
Регистрация: 22.08.2008
Откуда: Киев

Коллеги!
Спасибо за частичные ответы.

То scorp.
Из вашего поста следует, что вроде емкостной ТН лучше.

Передам свои впечатления.
По тех. х-кам нет особых отличий (личное впечатление, но оно по бумаге).
Но индуктивные привычнее. Из тех же АВВ в проектах в основном применяют индуктивные. И они уже опробованы в работе. Про опыт эксплуатации емкостных не слышал. И вообще, в чем необходимость (или может лучшие св-ва) емкостных?
Коллега scorp привел пример феррорезонанса у индуктивных. Пока не могу вспомнить или придумать другие преимущества. Но раз выпускают емкостные , то это кому-то надо (не думаю, что тут дело только в «проходимцах-менеджерах»).
Конечно, можно просто взять привычные индуктивные. Но если они имеют «бяки», не свойственные емкостным, то почему не проектировать лучшие. А может, наоборот, емкостные хуже. Вот я хочу перенять опыт более опытных коллег.

./../communityhost.ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

Модераторы форумов
grsl

+101

Сообщения: 4577
Регистрация: 04.03.2008
Откуда: http://rzia.ru/

Вроде по качеству между ними нет разницы, но точно не могу сказать, по цене тоже вроде нет.

Если память не изменяет то в емкостном ТН есть отбор, как наверное ШОН.
Леонид я попробую проверить,что и как. Вроде есть различные мнения у специалистов первичников.

Новый Форум «Советы Бывалого Релейщика»
http://rzia.ru/

gif»>

conspirator

+50

Сообщения: 929
Регистрация: 10.08.2007

Честно говоря, я почему-то думал, что основным аргументом применения емкостных ТН была их более низкая стоимость…. Чем мне не нравятся емкостные ТН: я всегда неуютно себя чувствую, когда надо что-то померить и т.д., зная, что на нижней обкладке в каких-то случаях может оказаться фазное напряжение.

…

SVG

+15

Сообщения: 304
Регистрация: 19.

08.2007
Откуда: Минская область, Беларусь

conspirator>Честно говоря, я почему-то думал, что основным аргументом применения емкостных ТН была их более низкая стоимость…. Чем мне не нравятся емкостные ТН: я всегда неуютно себя чувствую, когда надо что-то померить и т.д., зная, что на нижней обкладке в каких-то случаях может оказаться фазное напряжение….

Так там же всё равно трансформатор есть. Сначала емкостный делитель, а потом трансформатор. Или на напряжениях ниже 500кВ без трансформатора обходятся.

LIK>Пока не могу вспомнить или придумать другие преимущества. Но раз выпускают емкостные , то это кому-то надо (не думаю, что тут дело только в «проходимцах-менеджерах»).
LIK>Конечно, можно просто взять привычные индуктивные. Но если они имеют «бяки», не свойственные емкостным, то почему не проектировать лучшие. А может, наоборот, емкостные хуже. Вот я хочу перенять опыт более опытных коллег.

У емкостных мощность меньше вроде как. Зато с может быть иметь «в одном флаконе» и конденсатор связи. Если склероз мне не изменяет.

Слово не воробей, поймают — вылетишь.

ru/includes/layouts/bb/styles/grey/box/sub_headline_bg.gif»>

Отдельностоящий оптоволоконный датчик тока FOCS-FS (245

Нетрадиционный трансформатор тока позволяет создавать высоковольтные подстанции и Smart grids с оптическим выходом по стандарту IEC 61850-9-2LE

Кроме индуктивных трансформаторов тока с масляной или элегазовой изоляцией, ABB еще в 1990-х годах разработало оптические датчики тока, работающие на эффекте Фарадея, где свет используется для определения точной величины тока, создающего магнитное поле. В результате конструкция, независимая от магнитного насыщения, подходит для получения картины переходных процессов, токов КЗ, и переменного тока с постоянной составляющей.

FOCS-FS это трехфазная система датчиков, состоящая из:

трех полых изоляторов, заполненных азотом при атмосферном давлении, на которых установлены датчики тока

одного шкафа, установленного на опорной конструкции центральной фазы и соединяющего по оптоволокну датчики тока и терминалы защит через оптический Ethernet кабель (стандарт IEC61850-9-2LE).

Опто-электронный преобразователь, расположенный в шкафу, выполняет следующие функции:

посылает поляризованный свет к сенсору

получает ответный поляризованный свет от сенсора

сравнивает сдвиг фаз в поляризованном свете, пропорциональный магнитному полю и первичному току

преобразует полученный результат в оптический Ethernet IEC 61850 выход

Требуемый уровень резервирования обеспечивается соответствующим количеством опто-электронных преобразователей используемых в системе.

По запросу возможна комплектация цифровыми преобразователями аналоговых сигналов от трансформаторов напряжения, синхронизующими данные сигналы с цифровыми сигналами идущими от FOCS-FS и передающими оба сигнала в одном цифровом потоке по стандарту IEC61850-9-2 LE.

Области применения

Защита и измерение для цифровых подстанций

Почему АББ?

АББ производит индуктивные трансформаторы более 70 лет и оптические сенсоры тока более 20 лет

АББ может поставить комплексную систему (сенсоры > цифровые преобразователи > терминалы защит)

FOCS-FS это устройство “Plug & Play”: Система с полным резервированием с возможностью “горячей замены” блоков

FOCS-FS являются полностью безопасным и дружественным к окружающей среде устройством, имеющим цифровой выход и заполненным азотом при атмосферном давлении

Основные технические характеристики

FOCS-FS
Тип установки	Наружная
Конструкция	Oптический
Параметры сети	50 – 60 Гц 245 – 420 – 550 — 800 кВ
Параметры по току	До 4800 A и 63 кA
Изоляторы	Силиконовая резина, Удельная длина пути утечки: 31 мм/кВ Класс изоляции: до класса II

Температура окружающей среды	Температура: [-40;+45°C] Загрязнение воздуха: очень высокое Сейсмостойкость: 0,5g
Класс точности	Защита: МЭК: класс 5P, 5TPE IEEE: 10%
Интерфейсы	Цифровой выход (IEC 61850 9-2 LE) Оптический ethernet кабель: Duplex MM 62. 5/125 с ST коннектором Оптический 1PPS кабель: Duplex (или Simplex) MM 62.5/125 с ST коннектором
Опции	Резервирование электроники Преобразователи для сигналов VT

Уличный Индуктивный трансформатор тока и трансформатор напряжения, потенциальный трансформатор CT, маслосиловой трансформатор PT 90 МВА

Вопросы и ответы

1. Вопрос:	Какое время доставки?
A:	Зависит от типа трансформатора.
2. Q:	Какие у вас условия оплаты?
A:	30% предоплата банковским переводом, 70% перед отправкой банковским переводом или аккредитивом, или мы можем обсудить это.
3. Q:	Какой стандарт вы придерживаетесь?
A:	IEC, ANSI, CSA, GB и т. Д.
4. Q:	Какую вспомогательную информацию вы можете предоставить обычно
A:	Предложение, Контурный Рисунок, производственный план, план контроля качества План тестирования, финансовый отчет, отчет по типам испытаний (KEMA, CESI), Справочный список и т. Д.
5. Q:	Какой у вас обычный гарантийный срок?
A:	12 месяцев после работы трансформатора.
6. Q:	Можете ли вы сделать установку и Комиссию на сайте пользователя?
A:	Да, мы можем отправить нашу команду установки в страну пользователя для обслуживания.
7. Вопрос:	Есть ли у вас опыт работы в подобном виде трансформатора?
A:	Да, мы можем предоставить Справочный список для проверки.

Наши преимущества:

Гарантия качества

— С самого начала,ВильОбеспечивает качество на каждом шаге для достижения наилучшего качества.

Обмена опытом

— С более чем 30-летним опытом в электроэнергетической отрасли,ВильПредоставляет вам оптимизированное решение.

Обслуживание по всему миру

-Где бы вы ни были,ВильГлобальная сеть будет поддерживать и предоставлять вам ценность.

Быстрый ответ

— В ответ на ваши потребности без задержек,ВильЗнает ценность вашего времени.

Спасибо, что выбрали вилла в качестве надежного партнера и, пожалуйста, доверьтесь нам обоим, создадим блестящее будущее!

Китай 230KV трансформатор напряжения производителей и поставщиков.

Цена договорная

Трансформатор напряжения 230 кВ

Трансформатор напряжения 230 кВ t

230кВ трансформатор напряжения, используемый для измерения, измерения релейной защиты на подстанции, 50 или 60 Гц.

Номинальное напряжение: 230 / √3 / 0,11 / √3 / 0,11 / √3 / 0,11

JDCF-66 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-69 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-110 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-115 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-132 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-138 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-220 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

JDCF-230 Масляные индуктивные трансформаторы напряжения

наименование товара	Трансформатор напряжения 230 кВ
Имя бренда	HYEE
происхождения	Далянь, КН (материк)
фаза	Один
Катушка	Тороидальный
Номер катушки	1-4
цвет	Коричневый / Белый
частота	50/60 Гц
сертификация	ASTA / CTQC / IEC / SGS / ISO9001
пакет	Деревянная коробка
Срок поставки:	30 дней

Hot Tags: 230KV трансформатор напряжения, Китай, производители, поставщики, завод, цена, купить

Следующая статья: Бесплатно

Действительно ли характеристики индуктивных трансформаторов тока зависят от реальных искажений в сети? Экспериментальный пример

Сенсоры

(Базель). 2020 Фев; 20 (3): 927.

Поступила в редакцию 15 января 2020 г .; Принято 8 февраля 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Целью данной работы является оценка того, действительно ли фактические искаженные состояния сети влияют на точность индуктивных трансформаторов тока. Исследование началось с необходимости оценить точность индуктивных трансформаторов тока в нестандартных условиях и улучшить соответствующие стандарты. Фактически, стандарты не обеспечивают единообразного набора искаженных форм сигналов для применения в индуктивных или маломощных измерительных трансформаторах. Более того, среди экспертов пока нет единого мнения о том, как оценивать неопределенность измерительного трансформатора при условиях, отличных от номинальных. Для этого авторы собрали токи из электросети и подали их в два стандартных трансформатора тока. Затем их характеристики точности были оценены с помощью хорошо известного составного индекса ошибок и его приближенной версии. Полученные результаты показывают, что в реальных ненормальных условиях сети испытанные трансформаторы показывают очень хорошее поведение, учитывая их нелинейный характер, что вызывает вопрос в названии. Вторичный результат состоит в том, что использование суммарной погрешности должно все больше и больше поддерживаться стандартами, учитывая ее эффективность при оценке точности измерительных трансформаторов.

Ключевые слова: фактические формы сигналов, индуктивные трансформаторы тока, измерительная установка, суммарная погрешность, точность, погрешность, электрические измерения, полное гармоническое искажение

1. Введение

В последние годы работа инструментальных трансформаторов (ИТ), либо Унаследованный индуктивный тип и новые маломощные измерительные трансформаторы (LPIT) подверглись огромной революции в электросетях. В частности, распространение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) среди всех уровней напряжения; массовая установка всевозможных счетчиков электроэнергии; и, наконец, только с хронологической точки зрения, растущее присутствие электромобилей низковольтного (LV) уровня влияет на качество электроэнергии в сети.Низкое качество электроэнергии приводит к серьезным и нежелательным последствиям как для электрического и электронного оборудования, так и для конечных пользователей. Искаженные напряжения и токи могут вызывать колебания светового потока в лампах и серьезные последствия для людей [1,2,3]. Кроме того, плохое качество электроэнергии влияет на надежность электрических и электронных компонентов, приводя к тепловым эффектам или явлениям деградации изоляционных материалов, или сочетанию того и другого [4,5,6]. Чтобы правильно и правильно решать такие проблемы, измерительные приборы, используемые для оценки качества электроэнергии, должны точно работать в широкой полосе частот.В частности, представляя для таких целей слабые элементы в цепочке измерений, они должны обеспечивать точные измерения во всех вышеупомянутых условиях. Вот почему был разработан стандарт, посвященный использованию ИТ для измерения качества электроэнергии: IEC 61869-103 [7].

Кроме того, пользователи и производители должны быть проинструктированы о том, как тестировать ИТ, чтобы проверить их правильную работу и уровень неопределенности, в том числе в таких нестандартных рабочих условиях (отправная точка для испытаний приведена в исх.[7]). Сосредоточившись на ИТ, в литературе можно найти несколько других работ, посвященных им Стандарты. Начиная со Стандартов, основной серией является IEC 61869, где 61869-1 [8] касается общих требований к ИТ, а 61869-2, -3 и -4 специально написаны для трансформаторов тока, напряжения и комбинированных трансформаторов (ТТ, ТН). и вариаторы) соответственно [9,10,11]. Такая же структура была принята и для LPIT, но они не входят в цель данной работы.

Моделирование ИТ на сегодняшний день можно считать достаточно развитым; Фактически, в литературе есть несколько работ, и постоянно публикуются новые материалы [12,13,14,15,16,17,18]. Однако подход к ИТ на основе их моделирования не всегда дает значимые результаты во всех областях интересов, например, в случае ИТ, работающих в нестандартных условиях. Исследования по этому конкретному аспекту расширяются в последние годы в связи с их актуальностью для общей производительности ИТ. Например, в [19,20,21,22] изучено влияние температуры на ИТ, а в [23,24,25] анализируются методы строительства и наведенные возмущения.

В настоящей работе авторы вместо этого хотят получить двукратный результат.Фактически, цель состоит в том, чтобы понять, действительно ли ТТ с точки зрения точности зависят от условий эксплуатации, отличных от номинальных, но реалистичных. Кроме того, при этом из сети было собрано несколько искаженных тестовых сигналов, имеющих разные уровни общих гармонических искажений (THD), которые будут использоваться в этой работе в качестве реалистичных тестовых сигналов. Основная идея, поддерживающая этот выбор, исходит из необходимости иметь общий набор искаженных тестовых сигналов, которые можно применить к ИТ. Этого нет в имеющихся стандартах; следовательно, они должны двигаться в этом направлении. Тем не менее, литература, посвященная трансформаторам тока, работающим в условиях нестандартной мощности, действительно ярка. Например, некоторые процедуры тестирования описаны в [26,27], в то время как исправление ошибок и нелинейностей было изучено и предложено в [28,29,30,31]. Наконец, измерения точности и процедуры калибровки подробно обсуждаются в [32,33,34,35].

В свете вышеизложенного, в данной работе используется литература в качестве отправной точки для поднятия и изучения вопроса о том, какие из эффектов на самом деле вызывают отклонения от номинальных условий электросети на трансформаторах тока в реальных экспериментальных условиях.

Авторы начали в [36] с использования файлов COMTRADE [37] с искаженными переходными формами сигналов, собранными в полевых условиях (из-за неправильных рабочих условий). Такие сигналы вводились в CT, чтобы оценить его работу.

В этой статье вместо этого были собраны установившиеся фактические искаженные формы сигналов из сети и затем применены к двум трансформаторам тока, обычно используемым в сети среднего напряжения (MV). Впоследствии характеристики трансформаторов тока были оценены с использованием хорошо известной совокупной ошибки и ее приближенной версии.Этот выбор был подтвержден тем фактом, что хорошо известный анализ частотной характеристики не особенно эффективен для оценки точности работы нелинейного прибора, такого как индуктивный трансформатор тока.

Такой способ оценки точности ТТ типичен для защитных ИТ, но не ограничивается им. Например, виртуальный инструмент был разработан в [38]; в [39] изучалась модель для оценки ИТ, подверженных проблемам качества электроэнергии; В [40,41] вместо этого описывается использование ошибки отношения, применяемой к каждой гармонической составляющей, и применение подхода частотной характеристики, соответственно.Применение составной ошибки для оценки производительности ИТ в различных сетевых условиях изучено в [35,42,43]; наконец, актуальность и критичность точности при работе с ИТ подтверждается [44,45,46,47,48,49].

Документ структурирован следующим образом: Раздел 2 содержит полное описание того, как были получены фактические установившиеся искаженные сигналы. В разделе 3 описана простая измерительная установка, применяемая для проверки индуктивных трансформаторов тока.Основные выполненные тесты перечислены в Разделе 4, а в Разделе 5 включены результаты и анализ постобработки. Наконец, в Разделе 6 сделан краткий вывод с ключевыми моментами.

2. Сбор фактических сигналов

Два стандартных трансформатора тока были протестированы с использованием реальных сигналов. Перед описанием тестирования ТТ (см. Раздел 4) необходимо описать, как были получены такие сигналы. Прежде всего, на рисунке изображен измерительный прибор, разработанный для текущей коллекции.

Измерительный прибор, разработанный для регистрации фактических токов.

Он просто состоит из датчика тока на основе эффекта Холла, генератора постоянного тока (DC) для его питания и платы сбора данных (DAQ) для сбора образцов. Датчик тока — LEM LA 100-P с первичным диапазоном измерения 0–150 A; номинальный вторичный ток 50 мА и точность ± 0,45%. Что касается DAQ, был использован NI 9238. Его основные характеристики кратко изложены в.

Таблица 1

Основные характеристики платы сбора данных (DAQ) NI 9238.

Архитектура	24 бита	Макс.входной сигнал	± 500 мВ
Частота дискретизации	50 кСм / сек / канал	Одновременные каналы	ДА
АЦП	Дельта Сигма	Диапазон температур	от −40 до 70 ° C
Ошибка усиления	± 0,07%	Ошибка смещения	± 0. 005%

Поскольку DAQ поддерживает только входы напряжения, а LEM LA 100-P обеспечивает выход тока, в качестве нагрузки датчика тока был вставлен резистор. Затем напряжение на нагрузке было получено с помощью DAQ. Затем установка использовалась в лабораторных условиях для регистрации токов, протекающих по сети низкого напряжения при использовании различных приборов; например, термостатическая камера, кондиционер, калибратор, источник питания и т. д. В соответствии со спецификациями датчика тока, ожидаемой величиной измеряемой величины и максимальным входным сигналом DAQ было выбрано сопротивление нагрузки 100 Ом.Полученные сигналы были отсортированы по THD, поскольку цель состоит в том, чтобы получить сигналы с разнообразным фактическим содержанием гармоник, независимо от источника этого содержания. Следовательно, для простоты значения в перечислены от сигналов A до E. Собранные сигналы имеют THD <10%, что является правдоподобным и реалистичным искажением для токов, поглощаемых пользователями в системах низкого и среднего напряжения, согласно IEEE Std. 519-2014 [50].

Таблица 2

Список зарегистрированных сигналов и их суммарные гармонические искажения (THD).

Сигнал	THD [%]
A	4,5
B	7,2
С	7,7
D	8,7
E	9,9

В качестве примера форма сигналов A и E была нанесена на график и представлена в. Стоит приложить усилия, чтобы подчеркнуть, что в пределах, установленных в [50], непросто распознать уровень искажения сигнала. Тот же комментарий можно распространить на напряжения в сети, пределы THD, для которых сети среднего и низкого напряжения определены в EN (европейские стандарты) 50,160 [51], и они даже более строгие по сравнению с теми, что указаны в [50].

Форма сигнала A ( вверху, ) и E ( внизу, ). Две дискретизированные формы волны нормализованы к 1.

3. Измерительная установка для тестирования ТТ

Для подачи тока, полученного, как описано в Разделе 2, была улучшена и принята следующая измерительная установка. Он состоит из:

14-битного генератора сигналов произвольной формы / функции Keysight 33,220A. Он имеет разрешение по частоте 1 мкГц, точность частоты ± (20 ppm + 3 pHz) и частоту дискретизации 50 MSa / s. Функциональный генератор использовался для воспроизведения ранее собранной формы сигнала тока.
Fluke Transconductance 52,120A. Его задача — преобразовать выходное напряжение генератора в ток, соответствующий номинальным значениям тестируемых трансформаторов (TUT). Основные параметры точности крутизны приведены в.
Таблица 3
Основные характеристики двух трансдуктивностей 52120A.
Диапазон тока % выхода % диапазона
2 0.015 0,070
20 0,015 0,060
120 0,015 0,020
ТУТ МВ. Их основные характеристики собраны в.
Таблица 4
Основные характеристики двух тестируемых трансформаторов (ТУТ).
TUT Коэффициент [A] Мощность [ВА] Класс точности Расширенный номинальный ток
T1 20/5 6 0.5 120% (24 А)
T2 100/5 6 0,2 120% (120 А)
Два шунтирующих резистора для измерения первичного и вторичного токов ИО. Первый, S1, представляет собой резистор 1 мОм, и он установлен последовательно с первичным током; второй резистор S2 имеет сопротивление 10 мОм и подключен последовательно к вторичному току и резистивной нагрузке 220 мОм / 7 Вт, чтобы гарантировать работу TUT в номинальных условиях.Что касается их неопределенности, то они составляют 0,01% и 0,005% для S1 и S2 соответственно. Никакой другой информации от производителя нет. Тем не менее, характеристика, описанная в следующем разделе, предоставила информацию, необходимую для надлежащего тестирования TUT. Наконец, в [36] два шунта были охарактеризованы в зависимости от частоты, чтобы оценить, влияют ли они на них или нет. Результаты показали, что частота не влияет на оба шунта, сообщая о вариациях менее 2 × 10–6 Ом.
NI9238 DAQ используется для получения выходных напряжений обоих шунтов.

Концептуальная схема измерительной установки изображена на.

Схема измерительной установки, используемой для испытаний.

Подводя итог работе установки, сигналы, перечисленные в, были воспроизведены с помощью функционального генератора, преобразованы усилителем крутизны 52,120A и затем введены в TUT.

4. Описание тестов

Целью теста является определение первичного и вторичного токов TUT.Затем токи используются для оценки точности TUT. Во-первых, сигналы непрерывно поступают от функционального генератора на крутизну. Во-вторых, выход крутизны был установлен на значения токов в соответствии с [9]. В частности, в [9] указано, что коэффициент погрешности и фазовые ошибки, используемые для оценки класса точности трансформаторов, оцениваются на уровне 5%, 20%, 100% и 120% номинального первичного тока трансформатора.

Следовательно, для принятых TUT набор среднеквадратичных токов 20, 4 и 1 A для T1 и 100, 20 и 5 A для T2 был сгенерирован крутизной и введен в TUT.Проверка тока 120% не проводилась из-за ограничений крутизны; однако перегрузки по току не являются целью этой работы, которая касается нормальной работы сети в реальных условиях.

Для измерения токов используются два шунта вместе с DAQ NI9238 для сбора выходных напряжений. Вся измерительная цепочка, состоящая из шунтов и DAQ, была охарактеризована до и после испытаний, чтобы обеспечить ее повторяемость и подтвердить значения сопротивления шунта.Процесс определения характеристик был выполнен путем подачи представляющего интерес тока I (5%, 20% и 100% первичного и вторичного токов) в шунты с помощью эталонного калибратора (Fluke 6105A), а затем путем считывания измерений напряжения с DAQ. Было получено сто измерений для каждого уровня тока, и было вычислено среднее значение Rm коэффициента преобразования цепи «шунты + DAQ», единицей измерения которого является ом. Результаты характеризации позволили получить оценочные значения эквивалентных сопротивлений цепи «шунты + DAQ» для каждого измеренного тока.Такие значения сопротивления, используемые для вычисления токов по измеренным напряжениям, и связанная с ними расширенная неопределенность uR (коэффициент охвата K = 2) перечислены в. Таблица включает значения первой характеристики, учитывая, что вторая характеристика дала те же результаты.

Таблица 5

Результаты характеризации измерительной цепи «шунты + DAQ».

Шунт	I [A]	Rm [мОм]	uR [мкОм]
S1	1	0.999	1
	4	0,9995	0,4
	5	0,9994	0,3
	20	0,9994	0,1
	100	0,99941	0,07
S2	0,25	10,028	3
	1	10,029	1
	5	10,0291	0. 6

Что касается uR, оно было вычислено посредством распространения неопределенностей, как описано в Руководстве по выражению неопределенности в измерениях [52]:

uR = ∂R∂V2uVa2 + ∂R∂ I2uIb2 = uVa2I2 + −VmI22uIb2

(1)

где:

Вм — среднее измеренное напряжение на шунте;
мкВА — погрешность измеренного напряжения, оцененная методом типа A, как стандартное отклонение Vm;
uIb — неопределенность генерируемого тока, оцененная методом типа B, исходя из характеристик точности калибратора (с крутизной для случая 100 A).

Для полноты изложения методы типа A и типа B описаны в [52] как методы оценки неопределенности из-за случайных или систематических эффектов соответственно. Первый метод основан на оценке ожидаемого значения измеряемой величины и ее стандартного отклонения, начиная с N измерений. Вместо этого в последнем методе вклады в неопределенность предоставляются производителем устройств в виде индексов. В основном это две ошибки: ошибка полной шкалы и ошибка считывания.

Следует отметить несколько соображений относительно (1): во-первых, измеренное напряжение Vm и генерируемый ток I, очевидно, являются некоррелированными величинами; во-вторых, оцененная неопределенность типа B uVb не появляется в (1), поскольку вся цепочка измерения «шунт + DAQ» является системой, которую необходимо охарактеризовать.

Другими словами, значение Rm уже отражает вклад из-за ошибки DAQ в каждом рассматриваемом текущем сценарии. Эта операция стала возможной из-за того, что точно такая же установка была реализована как при характеризации, так и в процедурах измерения.

После этого для каждого сигнала было собрано 100 измерений 10 периодов вышеупомянутого набора токов как для первичной, так и для вторичной обмотки путем измерения падения напряжения на шунтах S1 и S2 (частота дискретизации 50 кСа / с ).

Для завершения набора тестов и лучшей оценки результатов на два TUT были поданы синусоидальные сигналы. В частности, три представляющих интерес тока (100, 20, 5 А и 20, 4, 1 А) были введены в виде синусоидальных сигналов с частотой 50 Гц.Опять же, было собрано 100 измерений как первичного, так и вторичного токов. Этот последний тест считается основополагающим для оценки работы трансформаторов тока в номинальных условиях; следовательно, использовать результаты для сравнения с другими условиями эксплуатации.

5. Экспериментальные результаты

Оценка точности TUT была проведена с помощью ошибки отношения ε, фазовой ошибки Δφ и суммарной ошибки εc, определенных в [9]. Индексы ε и Δφ используются для оценки характеристик трансформаторов тока в синусоидальных условиях, в то время как εc вводится после обнадеживающих результатов, полученных в [36].Фактически, εc использовалась в [36] для оценки поведения ТТ при наличии сигналов, вызванных неисправностями; в то время как в этой работе εc применяется для оценки трансформаторов тока в присутствии установившихся искаженных сигналов. Для удобства приведена формула εc:

εc≜ 1T∫0Tkris − ip2dtIp⋅100%

(2)

где:

kr — номинальный коэффициент трансформации;
ip — мгновенное значение первичного тока;
— мгновенное значение вторичного тока;
Ip — действующее значение первичного тока;
T — продолжительность одного цикла.

Если ip и is являются синусоидальными сигналами, то приблизительную суммарную погрешность εc * можно рассчитать с помощью (см. [43]):

Следует обратить внимание на использование ε и Δφ: эти два параметра определены для измерительные трансформаторы только при наличии синусоидальных величин. При рассмотрении фактических искаженных форм сигналов, как это сделано ниже, вычисляются ε и Δφ для составляющих 50 Гц. Согласно определениям ε и Δφ, это нетрадиционная процедура, даже если она широко принята.

In и результаты представлены для T1 и T2 соответственно. Показаны следующие величины: ε и Δφ для гармонической составляющей 50 Гц; εc, вычисленное численной реализацией (2), и εc *. Каждая величина усредняется по 100 повторным измерениям, проводимым для каждого сигнала при 5%, 20% и 100% номинального первичного тока Ipr.

Таблица 6

Результаты для T1. Средние значения ε, Δφ, εc, εc * для синусоидального случая и всех искаженных сигналов при 0,05 Ipr, 0.2 Ипр и Ипр.

D C

Ip [A]	Сигнал	ε [%]	Δφ [мрад]	εc [%]	εc * [%]
1	Синусоида	−0,7865	19,53	2,148	2,105
	A	−0,8117	19,49	2,156	2,111
	В	-0,8172	19,81	2,181	2. 143
	C	−0,7534	19,42	2,120	2,083
	D	−0,8070	19,47	2,150	2,107
	E	−0,80008	2,142	2,097
4	Синусоида	−0,4752	12,497	1,3398	1,3370
	A	−0. 4983	12,460	1,3448	1,3419
	B	−0,5216	12,568	1,3605	1,3607
	C	−0,4667	12,383	1,3232

	−0,5195	12,324	1,3395	1,3374
E	−0,4768	12,445	1,3345	1,3327
20	Синусоида	−0. 2778	7,580	0,8086	0,8073
	A	-0,2966	7,577	0,8181	0,8137
	B	-0,3090	7,598	0,8239	0,8202
	0,8239	0,8202
	−0,2820	7,584	0,8123	0,8092
	D	−0,3027	7,636	0,8274	0,8214
E	−0. 2830	7,592	0,8146	0,8102

Таблица 7

Результаты для T2. Средние значения ε, Δφ, εc, εc * для случая 50 Гц и всех искаженных сигналов при 0,05 Ipr, 0,2 Ipr и Ipr.

2,2995

Ip [A]	Сигнал	ε [%]	Δφ [мрад]	εc [%]	εc * [%]
5	Синусоида	-0,176	6,04	0. 649	0,629
	A	−0,173	5,73	0,617	0,598
	B	−0,192	5,81	0,630	0,612
	C	−0,190	5,77	0,629	0,608
	D	−0,234	5,96	0,659	0,640
	E	−0,219	6. 11	0,667	0,649
20	Синусоида	−0,0331	3,877	0,391	0,3891
	A	−0,0876	3,639	0,376	0,3743	0,376	0,3743	−0,0937	3,633	0,391	0,3752
	C	−0,0838	3,632	0,381	0,3727
	D	−0. 0936	3,636	0,380	0,3754
	E	-0,1040	3,605	0,383	0,3752
	100	Синусоида	0,0541	0,247 0,247
A		−0,0206	2,2879	0,23080	0,22973
B		0,0292	2,2702	0. 22947	0,22889
C		0,0378	2,2468	0,22811	0,22784
D		-0,0130	2,2804	0,22875	0,22842
		E	0,23260	0,23231

Из графического представления in следует, что εc * немного занижает εc для T2. Также очевидно, что суммарная погрешность уменьшается по мере приближения тока к номинальному, что является ожидаемым поведением, и что вариация составной погрешности между различными случаями искажения практически отсутствует.Что касается T1, те же наблюдения могут быть извлечены из, и, следовательно, их графическое представление опущено.

Графическое представление результатов в формате.

Для удобства максимальные стандартные отклонения средних значений ε, Δφ, εc и εc * для каждого текущего случая указаны в. Стандартное отклонение каждого параметра для обоих TUT становится меньше по мере приближения первичного тока к номинальному. Суммарная ошибка и ошибка отношения определяются как безразмерные процентные величины; таким образом, их стандартное отклонение должно быть выражено соответственно в процентах.

Таблица 8

σε, σΔφ, σεc и σεc * — максимальные стандартные отклонения средних значений ε, Δφ, εc и εc *, соответственно, для обоих TUT при 0,05 Ipr, 0,2 Ipr и Ipr.

TUT	I [A]	σε [%]	σΔφ [мрад]	σεc [%]	σεc * [%]
T1	1	0,0009	0,01	0,002	0,001
	4	0. 0003	0,003	0,0005	0,0003
	20	0,0003	0,002	0,0003	0,0002
T2	5	0,002	0,01	0,002	20	0,0004	0,004	0,003	0,0004
	100	0,0002	0,0006	0,00009	0. 00007

Неопределенность параметров в таблице, оцененная методом типа B (как описано в [52]), была опущена, потому что для сравнения сигналов от A до E в каждом текущем категории, задействованная цепочка измерения такая же. Следовательно, для оценки изменения параметров неопределенность, оцененная методом типа B, не имеет значения.

In и, обратите внимание, что и T1, и T2 соответствуют своему номинальному классу точности (0.5 и 0,2 соответственно): измеренное отношение и фазовые ошибки в синусоидальном случае меньше пределов, предписанных в [9]. Пределы для классов точности 0,2 и 0,5 указаны в таблице с указанием максимально допустимой погрешности отношения εmax и фазовой ошибки Δφmax. Поскольку эти пределы определены для синусоидальных сигналов, их можно расширить, применив (3), чтобы оценить соответствующие пределы суммарной погрешности εcmax * для каждого класса точности. Эти значения были вычислены и перечислены в последних трех столбцах таблицы.

Таблица 9

Пределы ε и Δφ для трансформаторов классов точности 0,2 и 0,5, определенных в [2]. Таблица была расширена значениями εcmax *, полученными из пределов εmax и Δφmax.

Класс точности	εmax [%]			Δφmax [мрад]			εcmax * [%]
	0,05 IPR	0,20 IPR	IPR	0,05 IPR	0,20 IPR	Ипр	0,05 Ипр	0. 20 Ipr	Ipr
0,2	0,75	0,35	0,2	9	4,5	3	1,17	0,57	0,36
0,5	1,5	0,75	0,5	27	13,5	9	3,09	1,54	1,03

На этом этапе интересно сравнить численно вычисленные значения εc с соответствующим значением εcmax *, поскольку это может быть критерий оценки точности ТИУ в установившихся искаженных условиях. Физический смысл совокупной ошибки заключается в том, насколько хорошо выходной сигнал измерительного трансформатора соответствует измеряемой величине, а εcmax * — это оценка наихудшего допустимого сценария в синусоидальных условиях. Следовательно, если εc в искаженных случаях меньше, чем εcmax *, то точность TUT можно считать приемлемой.

Результаты и показывают, что оба TUT представляют совокупную ошибку εc, меньшую, чем предельное значение εcmax *, во всех искаженных случаях. Для подтверждения полученных результатов были проведены дополнительные тесты: первое — при очень высоких THD (25.0%) со случайными частотными составляющими до 20-го порядка гармоники; второй — при THD = 10%, но с одной частотной составляющей, которая была изменена с 20-го (1000 Гц) на 100-й (5000 Гц) порядок гармоник. В этих условиях TUT сохранили свой класс точности, демонстрируя соответствие результатам, полученным в и. В качестве дополнительного комментария характеристики измерительного трансформатора тока, оцененные с помощью суммарной погрешности, показывают, что его точность в основном зависит от характеристик на частоте 50 Гц и лишь (очень) незначительно зависит от фактического содержания гармоник в измеряемой величине.

Следует отметить, что все приведенные выше результаты доказывают применимость (3) по двум основным причинам. Во-первых, набор используемых токов имеет фактическое гармоническое содержание, соответствующее Стандартам. Во-вторых, особенность использования только компонента 50 Гц подтверждается тем фактом, что обычные измерительные приборы (например, блок измерения фазора, измерители энергии и т. Д.) Уже извлекают такой компонент.

Для подтверждения полученных результатов измерения были повторены более чем через месяц, чтобы обеспечить их повторяемость.Новый набор результатов полностью подтверждает то, что уже было представлено в этом разделе.

В качестве заключительного и основного комментария интересно оценить полученные результаты с практической точки зрения. Такие результаты позволяют утверждать, что на трансформаторы тока не влияют реалистичные искажения / нестандартные условия сети до 25% THD. Кроме того, использование εc * и εc для измерения IT подтверждается результатами и тем фактом, что при нестандартных условиях они предоставляют более важную информацию по сравнению с ошибками отношения и фазы.

6. Выводы

Цель работы состоит в том, чтобы поднять вопрос о том, влияют ли реальные условия электросети на точность работы индуктивных трансформаторов тока. Это было сделано с учетом того, что ни один стандарт не определяет, как проводить такие тесты, какие формы сигналов должны быть введены и насколько они затронуты. Таким образом, реальные искаженные токи были собраны из сети и введены в два стандартных трансформатора тока.

После этого результаты были оценены на основе хорошо известной составной ошибки и ее приближенного варианта.Первый индекс обычно применяется для защитных измерительных трансформаторов. Из результатов следует, что оба трансформатора показывают действительно хорошее поведение как при номинальных, так и при нестандартных условиях. Следовательно, в этом конкретном примере, который включает устройства, принятые несколькими коммунальными предприятиями, разумно спросить, действительно ли влияние искаженных сигналов (со значениями в пределах, предложенных стандартом IEEE 519-2014) действительно влияет на поведение трансформаторов. Ответ на этот вопрос из представленных результатов — нет.Другими словами, в практических случаях, следовательно, когда трансформатор работает в реальных условиях, на их поведение лишь незначительно влияют искаженные входные сигналы. Такой вывод нельзя назвать очевидным, поскольку распространено мнение, что на работу индуктивных трансформаторов тока сильно влияют искаженные первичные токи. Как следствие, несколько работ в литературе посвящены тому, как решить такую проблему, несмотря на незначительную значимость в реальных условиях (даже если предлагаемые решения обычно эффективны).

Второстепенный вывод состоит в том, что в свете предыдущего следует поощрять применение совокупной погрешности для оценки точности трансформаторов, когда они работают в нестандартных условиях. Фактически, он предоставляет более исчерпывающую информацию о точности трансформатора по сравнению с данными о погрешностях отношения и фазы.

В целом, с одной стороны, стандарты должны включать более подробную информацию для пользователей о том, как тестировать измерительные трансформаторы в более реалистичных условиях. С другой стороны, необходимо учитывать такие реалистичные условия, поскольку они влияют на точность трансформаторов; и, следовательно, не рассматривается, если это не так.

Вклад авторов

Концептуализация, R.T .; Data curation, округ Колумбия; Формальный анализ, L.P. and A.M .; Расследование, Л. и округ Колумбия; Администрация проекта, L.P .; Надзор, Р.Т .; Validation, R.T .; Сочинение, черновик А. и округ Колумбия; Написание, рецензирование и редактирование, А. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование частично финансировалось европейским проектом EURAMET 17IND06 «Future Grid II: Метрология для контрольно-измерительной аппаратуры цифровых подстанций следующего поколения».

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирующие организации не играли никакой роли в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи или в решении опубликовать результаты.

Список литературы

1.Джалалабади Э., Салехизаде М.Р., Рахимикиан А. Оптимальное управление скоростью нарастания мощности с подавлением мерцания для ветряных турбин, напрямую подключенных к сети. Моделирование. 2020; 96: 141–150. DOI: 10.1177 / 0037549719856094. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Вичинский Г. Определение местоположения источника колебаний напряжения в радиальной электросети. Электр. Power Syst. Res. 2020; 180: 106069. DOI: 10.1016 / j.epsr.2019.106069. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Перетто Л., Ровати Л., Сальватори Г., Тинарелли Р. А., Эмануэль Э. Исследование реакции человеческого глаза на мерцание света от различных ламп; Труды конференции IEEE по приборостроению и измерительным технологиям; Сорренто, Италия.24 апреля 2006 г .; С. 37–42. [Google Scholar] 4. Сонгкин М.Н., Барсум Н., Вонг Ф. Оценка воздействия крупномасштабной солнечной фотоэлектрической интеграции на энергосистему Сабаха. Лект. Примечания Электр. Англ. 2020; 603: 659–668. [Google Scholar] 5. Маццанти Г. Сочетание электротермической нагрузки, циклической нагрузки и тепловых переходных процессов и их влияние на срок службы высоковольтных кабелей переменного тока. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 2009. 16: 1168–1179. DOI: 10.1109 / TDEI.2009.5211872. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Альбертини А., Маси М.Г., Маццанти Г., Перетто Л., Тинарелли Р. К BITE для оценки срока службы конденсаторов, подверженных термическому воздействию в реальном времени. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2011; 60: 1674–1681. DOI: 10.1109 / TIM.2010.2102392. [CrossRef] [Google Scholar] 7. IEC / TR 61869-103: 2012. Измерительные трансформаторы. Использование измерительных трансформаторов для измерения качества электроэнергии. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2012 г. [Google Scholar] 8. МЭК 61869-1: 2011. Измерительные трансформаторы — Часть 1: Общие требования.Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2011 г. [Google Scholar] 9. МЭК 61869-2: 2011. Измерительные трансформаторы. Часть 2: Дополнительные требования к трансформаторам тока. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2011 г. [Google Scholar] 10. МЭК 61869-3: 2011. Измерительные трансформаторы — Часть 3: Дополнительные требования к индуктивным трансформаторам напряжения. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2011 г. [Google Scholar] 11. МЭК 61869-4: 2011.Измерительные трансформаторы — Часть 4: Дополнительные требования к комбинированным трансформаторам. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2011 г. [Google Scholar] 12. Паич И., Крайтнер Д., Ненадич З. Новый подход к процессу проектирования и конструирования измерительных трансформаторов; Труды Международной конференции IEEE «Компьютер как инструмент»; Белград, Сербия. 21–24 ноября 2005 г. [Google Scholar] 13. Дадич М., Зупан Т., Колар Г. КИХ-моделирование приборных трансформаторов напряжения на основе данных АЧХ; Труды Первого международного коллоквиума по метрологии интеллектуальных сетей; Сплит, Хорватия. 27 апреля 2018 г. [Google Scholar] 14. Коллет В., Махаджан С. Электромагнитное моделирование трансформатора тока высокого напряжения; Материалы 39-го Североамериканского энергетического симпозиума; Лас-Крусес, Нью-Мексико, США. 2 октября 2007 г. [Google Scholar] 15. Яшке К., Шегнер П. Модель для расчета резонансных эффектов в сильноточных измерительных трансформаторах; Труды Международной магнитной конференции IEEE; Дублин, Ирландия. 28 апреля 2017 г. [Google Scholar] 16. Делла Т., Файфер Ф.М., Морандо А.П., Оттобони Р., Cherbaucich C., Gentili M., Mazza P. Инструментальные трансформаторы: другой подход к их моделированию; Труды Международного семинара IEEE по прикладным измерениям для энергосистем; Ахен, Германия. 30 сентября 2011 г. [Google Scholar] 17. Циуварас Д., Макларен П.А., Александр Г. Математические модели трансформаторов тока, напряжения и напряжения разделительных конденсаторов. IEEE Trans. Power Deliv. 2000; 14: 62. DOI: 10,1109 / 61,847230. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Буй А.Т., Сиксденье Ф., Морей Л., Бурайс Н. Характеристики и моделирование трансформатора тока, работающего при тепловом напряжении. IEEE Trans. Magn. 2012. 48: 2600–2604. DOI: 10.1109 / TMAG.2012.2197017. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р., Маури Ф., Джентилини И. Оценка метрологических характеристик калибровочных систем для проверки точности в зависимости от температуры трансформатора напряжения; Труды Международного семинара IEEE по прикладным измерениям для энергосистем; Ливерпуль, Великобритания. 22 сентября 2017.[Google Scholar] 20. Пасини Г., Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р. Влияние температуры на точность индуктивных трансформаторов тока; Труды Международной конференции по приборостроению и измерениям IEEE; Хьюстон, Техас, США. 17 мая 2018 г. [Google Scholar] 21. Мисак С., Фулнечек Дж. Влияние феррорезонанса на температуру трансформаторов напряжения в подземных выработках; Материалы 18-й Международной научной конференции по электроэнергетике; Коуты-над-Десноу, Чехия. 19 мая 2017 г. [Google Scholar] 22. Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р., Гадери А. Анализ источников неопределенности системы калибровки для проверки точности и температуры трансформаторов напряжения. J. Phys. Конф. Сер. 2018; 1065 DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 1065/5/052041. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Качмарек М., Нович Р., Щесны А., Пачольски К. Влияние метода конструкции обмотки на метрологические свойства трансформаторов тока, предназначенных для систем контроля качества электроэнергии; Труды 10-й Международной конференции по качеству и использованию электроэнергии; Лодзь, польша.17 сентября 2009 г. [Google Scholar] 24. Качмарек М., Нович Р. Моделирование влияния кондуктивных помех на точность трансформаторов напряжения во время измерений качества электроэнергии; Труды 10-й Международной конференции по качеству и использованию электроэнергии; Лодзь, польша. 17 сентября 2009 г. [Google Scholar] 25. Лесневская Э., Кошмидер А. Влияние взаимодействия токовой и токовой частей комбинированного измерительного трансформатора на его измерительные свойства. IEEE Proc. Sci. Измер. Technol. 2004. 151: 229–234. DOI: 10.1049 / IP-SMT: 20040479. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Качмарек М., Стано Э. Предложение по расширению типовых испытаний индуктивных трансформаторов тока на оценку точности преобразования высших гармоник. Int. J. Electr. Power Energy Syst. 2019; 113: 842–849. DOI: 10.1016 / j.ijepes.2019.06.034. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Кристальди Л., Файфер М., Лаурано К., Оттобони Р., Тоскани С., Занони М. Недорогой генератор для тестирования и калибровки трансформаторов тока.IEEE Trans. Instrum. Измер. 2019; 68: 2792–2799. DOI: 10.1109 / TIM.2018.2870264. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Коллин А.Дж., Фемине А.Д., Галло Д., Ланджелла Р., Луизо М. Компенсация нелинейностей трансформаторов тока с помощью тензорной линеаризации. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2019; 68: 3841–3849. DOI: 10.1109 / TIM.2019.2

8. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Баллал М.С., Ват М.Г., Сурьяванши Х.М. Новый подход к исправлению ошибок CT при наличии гармонических искажений. IEEE Trans. Instrum.Измер. 2019; 68: 4015–4027. DOI: 10.1109 / TIM.2018.2884575. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Лорано К., Тоскани С., Занони М. Повышение точности трансформаторов тока за счет компенсации гармонических искажений; Труды Международной конференции по измерительным приборам и измерительным технологиям IEEE, I2MTC 2019; Окленд, Новая Зеландия. 22 мая 2019 г. [Google Scholar] 31. Каталиотти А., Косентино В. Компенсация нелинейности измерительных трансформаторов напряжения и тока. IEEE Trans. Instrum. Измер.2019; 68: 1322–1332. DOI: 10.1109 / TIM.2018.2880060. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Wu S., Xu Q., Huang Y. Исследование характеристик гармонической погрешности электромагнитных трансформаторов тока; Труды Азиатской конференции по энергетике и экологической инженерии; Хиросима, Япония. 8 июня 2019 г. [Google Scholar] 33. Эмануаль А.Э., Орр Дж. А. Измерение гармоник тока с помощью трансформаторов тока. IEEE Trans. Power Syst. 2007; 22: 1318–1325. DOI: 10.1109 / TPWRD.2007.

8. [CrossRef] [Google Scholar] 34.Кротти Г., Делле Ф.А., Галло Д., Джордано Д., Ланди К., Летиция П.С., Луизо М. Калибровка трансформаторов тока в искаженных условиях. J. Phys. Конф. Сер. 2018; 1065 DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 1065/5/052033. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Качмарек М. Практический подход к оценке точности индуктивного трансформатора тока для преобразования высших гармоник искаженного тока. Электр. Power Syst. Res. 2015; 119: 258–265. DOI: 10.1016 / j.epsr.2014.10.009. [CrossRef] [Google Scholar] 36. Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р., Чжан Дж. Использование данных по току повреждения COMTRADE для проверки индуктивных трансформаторов тока; Труды II семинара по метрологии для Индустрии 4.0 и Интернета вещей; Неаполь, Италия. 5 июня 2019 г. [Google Scholar] 37. IEEE PC37.111 / D4. Проект стандарта общего формата для обмена переходными данными (COMTRADE) для энергосистем. IEEE; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2012. [Google Scholar] 38. Махеш Г., Джордж Б., Джаяшанкар В., Кумар В. Дж. Работа измерительного трансформатора в искаженных условиях; Труды IEEE INDICON; Харагпур, Индия.22 декабря 2004 г. [Google Scholar] 39. Брем М., Сломовиц Д., Сантос А., Аристой Г., Триго Л. Моделирование емкостных трансформаторов напряжения для измерения искаженных сигналов; Материалы конференции и выставки IEEE PES Transmission & Distribution — Латинская Америка; Морелия, Мексика. 24 сентября 2016 г. [Google Scholar] 40. Аристой Г., Триго Л., Сантос А., Брем М., Сломовиц Д. Измерительная система для калибровки высоковольтных измерительных трансформаторов при искаженных формах сигналов; Материалы конференции по прецизионным электромагнитным измерениям; Оттава, Онтарио, Канада.15 июля 2016 г. [Google Scholar] 41. Аккерманн Д.В. Измерения трансформатором тока искаженных форм сигналов тока с импедансом вторичной нагрузки; Материалы пятой конференции IEEE Africon в Африке; Кейптаун, Африка. 1 октября 1999 г. [Google Scholar] 42. Лоччи Н., Мускас К. Сравнительный анализ активных и пассивных преобразователей тока в синусоидальных и искаженных состояниях. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2001. 50: 123–128. DOI: 10.1109 / 19.

9. [CrossRef] [Google Scholar] 43. Сасделли Р., Мускас К., Перетто Л., Тинарелли Р. О характеристиках преобразователей напряжения и тока в установившихся искаженных состояниях. Евро. Пер. Электр. Сила. 2001; 11: 365–370. DOI: 10.1002 / etep.4450110603. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р. Влияние класса точности трансформатора напряжения малой мощности на измерение остаточного напряжения; Труды Международной конференции по контрольно-измерительной технике; Хьюстон, Техас, США. 17 мая 2018 г. [Google Scholar] 45. Тонг Ю., Лю Б., Дэн Х., Ван Ю. Экспериментальное исследование гармонической точности электронного измерительного трансформатора; Материалы Китайской международной конференции по распределению электроэнергии; Шэньчжэнь, Китай. 23 сентября 2014 г. [Google Scholar] 46. Чжоу К., Хэ В., Сяо Д., Ли С., Чжоу К. Исследование и эксперимент по бесконтактному датчику напряжения, подходящему для трехфазной линии передачи. Датчики. 2016; 16:40. DOI: 10,3390 / s16010040. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Пазини Г., Перетто Л., Роккардо П., Сарди А., Тинарелли Р. Прослеживаемость трансформатора напряжения малой мощности для приложений среднего напряжения. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2014; 63: 2804–2812. DOI: 10.1109 / TIM.2014.2318373. [CrossRef] [Google Scholar] 48. Ли С., Хонг С., Пак В., Ким В., Ли Дж., Шин К., Ким С.-Г., Ли Д. Высокоточный датчик тока открытого типа с дифференциальным планарным резистивным датчиком Холла. Датчики. 2018; 18: 2231. DOI: 10,3390 / s18072231. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Минготти А., Перетто Л., Тинарелли Р., Ангиони А., Монти А., Пончи Ф. Калибровка синхронизированной измерительной системы: от измерительного трансформатора до PMU; Труды семинара IEEE по прикладным измерениям для энергосистем; Болонья, Италия. 26 сентября 2018 г. [Google Scholar] 50. IEEE Std 519-2014. Рекомендуемая практика и требования к управлению гармониками в электроэнергетических системах. IEEE; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2014. [Google Scholar] 51. EN 50160: 2011. Характеристики напряжения электроэнергии, подаваемой в электрические сети общего пользования.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2017. [Google Scholar] 52. ИСО / МЭК Руководство 98-3. Неопределенность измерения, Часть 3: Руководство по выражению неопределенности измерения (Gum: 1995) Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2008 г. [Google Scholar]