電力システムの複雑なネットワークでは、変電所は、電気エネルギーの信頼できる効率的な送信と分布を確保する上で極めて重要な役割を果たします。これらの変電所の中心には、電気回路の測定と保護に不可欠な現在の変圧器（CTS）があります。ただし、システムショート - 回路は、これらの現在の変圧器に大きな影響を与える可能性があります。のサプライヤーとして現在のトランス変電所、私は、短い回路がCTSにもたらされるという課題と意味を直接目撃しました。
システムショートの理解 - 回路
システムショート - 回路は、通常異なる電圧にある電気回路の2つ以上のポイント間に異常な低い抵抗接続がある場合に発生します。これは、断熱障害、機器の誤動作、外部損傷など、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があります。短い回路イベントでは、通常の動作電流をはるかに超えて、回路を大量に流れます。
短い回路電流の大きさは、ソースインピーダンス、短い回路のタイプ（例、3つの位相、単一の位相から地位）、および電力システムの障害の位置など、いくつかの要因に依存します。短い - 回路電流は、機器の定格電流よりも数倍大きく、電流変圧器を含む電気部品に大きなストレスをかける可能性があります。
現在の変圧器性能への影響
飽和
現在の変圧器に対するシステムの短い回路の最も重要な効果の1つは飽和です。 CTSは、特定の範囲の電流内で動作するように設計されています。短い回路が発生すると、高電流がCTの磁気コアを飽和させる可能性があります。飽和状態では、コアの磁束密度が最大値に達し、CTは一次電流を二次電流に正確に変換することができなくなります。
飽和中、CTの二次電流は、一次電流と線形関係を持っていません。これにより、測定機能と保護機能が不正確につながる可能性があります。たとえば、保護システムでは、飽和CTが障害電流の正確な表現を提供できない場合があり、保護リレーの誤操作をもたらす可能性があります。リレーは、障害が発生したときにトリップに失敗するか、不必要にトリップし、停電や機器の損傷につながる可能性があります。
熱応力
現在の変圧器に対する短い回路のもう1つの大きな影響は、熱応力です。高い短い回路電流は、CT巻線に大量の熱を生成します。熱は電流の正方形と巻線の抵抗に比例します。短い回路イベントが比較的長い間続く場合、過度の熱により巻線の断熱が悪化する可能性があります。
断熱性の劣化は、CT自体の短い回路につながり、パフォーマンスと安全性をさらに損なう可能性があります。重度の場合、熱応力は、巻線の融解やコアの変形など、CTに物理的な損傷を引き起こす可能性さえあります。 CTSは通常、特定の熱評価で設計されています。これは、CTが重大な損傷なしに耐えることができる最大電流と時間の期間を指定します。ただし、マグニチュード短い回路が高い場合、この評価を超えてCTの潜在的な故障につながる場合があります。
機械的ストレス
Short -Circuitsは、電流変圧器に機械的応力も課します。高い短い回路電流は、巻線の回転とCTの異なる部分の間に電磁力を作成します。これらの力はかなりのものであり、巻線とコアの機械的変形を引き起こす可能性があります。
たとえば、巻線が変位または損傷している可能性があり、コアが割れたり、誤ったりすることがあります。 CTへの機械的損傷は、その電気性能に影響を与える可能性があり、長期の信頼性の問題にもつながる可能性があります。さらに、機械的応力はCT内の接続を緩め、接触抵抗を増加させ、熱の問題にさらに寄与する可能性があります。
現在の変圧器の種類と短い回路に対する感受性
創傷タイプCT
創傷タイプCT現在のトランスの一般的なタイプです。創傷タイプのCTでは、一次巻線が測定する電流を運ぶ回路に直接接続されます。これらのCTは一般に、磁気磁束 - 積荷容量が限られているため、短い回路中の飽和の影響を受けやすいです。
創傷タイプのCTの設計により、熱ストレスや機械的ストレスに対してより脆弱になります。巻線の密接な性質は、機械的な動きや変形が、電気断熱と一次巻線と二次巻線の間の磁気結合を容易に破壊できることを意味します。
バータイプCT
一方、バータイプのCTは、よりシンプルなデザインを持っています。一次巻線は、単一のターンコンダクター、通常はバスバーです。バータイプのCTは、創傷タイプのCTと比較して、短い回路に耐える能力が向上する傾向があります。シングル - ターンプライマリ巻線は抵抗が低く、短い回路中に重大な熱応力を経験する可能性が低くなります。
ただし、BARタイプのCTは、短い回路の影響に対して免疫がありません。それらは依然として高い大きさの短い回路電流の下で飽和する可能性があり、短い回路によって生成される機械的な力は、CTのハウジングと接続にも損傷を与える可能性があります。
緩和戦略
適切なサイジングと選択
現在の変圧器に対するシステムの短い回路の影響を最小限に抑えるには、適切なサイジングと選択が重要です。 CTSは、電源システム内の予想される短い回路電流に基づいて選択する必要があります。 CTの定格電流、精度クラス、および飽和度は、通常および障害状態で確実に動作できるように、慎重に考慮する必要があります。
たとえば、飽和制限が高いCTは、飽和することなく、短い回路電流に耐えることができます。さらに、適切な熱評価のCTSを選択する必要があります。短い回路中に発生した熱を処理する必要があります。
保護中継
保護中継を使用して、現在の変圧器に対する短い回路の効果を軽減することもできます。リレーは、短い回路条件を迅速に検出し、電源システムの故障したセクションを隔離するように設計できます。短い回路の持続時間を短縮することにより、CTSのストレスを最小限に抑えることができます。
差動保護や距離保護などの高度な保護スキームは、より正確で信頼できる障害検出を提供できます。これらのスキームは、CTが長期間にわたって高い短い回路電流にさらされないようにするのに役立ちます。
監視とメンテナンス
現在の変圧器の定期的な監視とメンテナンスは、短い回路によって引き起こされる潜在的な問題を検出するために不可欠です。二次電流や電圧の測定などの監視手法は、CTのパフォーマンスに関する貴重な情報を提供できます。通常の動作条件からの逸脱は、飽和や断熱材の劣化などの問題の兆候である可能性があります。
目視検査、断熱テスト、キャリブレーションなどのメンテナンス活動は、深刻な障害につながる前に問題を特定して対処するのに役立ちます。 CTを良好な状態に保つことにより、短期間に耐える能力を改善することができます。
結論
システムショート - 回路は、変電所の現在の変圧器のパフォーマンスと信頼性に大きな影響を与える可能性があります。飽和、熱応力、および機械的応力は、CTSが短い回路イベント中に直面する主な課題です。のサプライヤーとして現在のトランス変電所、私たちは、短い回路の厳しさに耐えることができる高品質のCTを提供することの重要性を理解しています。
適切なサイジングと選択、保護リレー、監視およびメンテナンス戦略を実装することにより、現在の変圧器に対する短い回路の悪影響を最小限に抑えることができます。あなたがあなたの変電所のために信頼できる現在の変圧器を必要としているなら、私たちはあなたがさらなる議論と調達のために私たちに連絡するように勧めます。当社の専門家チームは、特定の要件に合わせた最良のソリューションを提供できます。
参照
- ブラックバーン、JL（2013）。保護中継：原則とアプリケーション。 CRCプレス。
- グロス、CA（2007）。電力システム分析。 Wiley-インターサイエンス。
- IEC 60044-1：2017、機器トランス - パート1：現在のトランス。
