Tin tức
Trang chủ / Tin tức / Tin tức ngành / Cảm biến nguồn và Rơ-le bảo vệ ngăn chặn cố gắng điện giá rẻ như thế nào

Cảm biến nguồn và Rơ-le bảo vệ ngăn chặn cố gắng điện giá rẻ như thế nào

Tại sao độ chính xác cảm biến quyết định độ tin cậy của mạch

Mọi hệ thống điện công nghiệp đều phụ thuộc vào một giả định thầm lặng: rằng những con số được báo cáo bởi thiết bị giám sát phản ánh những gì đang thực sự xảy ra trong dây dẫn. Khi giả định đó bị phá vỡ, cầu dao ngắt điện mà không có lý do rõ ràng, động cơ quá nóng mà không được phát hiện và đội bảo trì sẽ theo đuổi các triệu chứng thay vì nguyên nhân. Chính xác cảm biến điện là lớp giữ cho giả định này đúng, cung cấp dữ liệu dòng điện và điện áp vào đồng hồ đo, bộ điều khiển và rơle với độ chính xác đủ để hành động trước khi lỗi trở thành hỏng hóc.

Các nhóm cơ sở thường chỉ khám phá ra giá trị của việc cảm nhận độ chính xác sau khi xảy ra sự cố. Bộ cấp nguồn hoạt động không liên tục, máy biến áp chạy nóng hơn mức ghi trên nhãn hoặc tranh chấp về hóa đơn đồng hồ đo năng lượng điện đọc là tất cả các triệu chứng hạ lưu của khoảng cách đo ngược dòng. Bài viết này tìm hiểu các công nghệ cảm biến cốt lõi đằng sau tính năng bảo vệ mạch hiện đại, cách chúng so sánh và cách chúng kết hợp thành một kiến ​​trúc giám sát mạch lạc.

0.2 Lớp chính xác CT điển hình để đo lường doanh thu (phần trăm)
1 đến 3000 Dải tần số có thể sử dụng của cuộn dây Rogowski (Hz, biểu thị)
40 đến 60 Phần trăm thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch của động cơ có liên quan đến ứng suất nhiệt

Nguyên tắc cơ bản về máy biến dòng hiện tại của Split Core

A máy biến dòng lõi kép được chế tạo với lõi có bản lề hoặc có thể tách rời, cho phép nó được lắp đặt xung quanh dây dẫn hiện có mà không cần ngắt kết nối mạch. Ưu điểm thiết kế này quan trọng nhất trong các dự án trang bị thêm, trong đó việc tắt một lộ xuất tuyến để lắp đặt máy biến áp lõi rắn sẽ tốn kém về mặt vận hành hoặc không thể thực hiện được khi tải tới hạn.

Split Core Current Transformer for retrofit current monitoring

Lớp chính xác là đặc điểm kỹ thuật xác định. Máy biến áp cấp đo sáng thường được chế tạo ở cấp 0,2 hoặc 0,5, nghĩa là dòng điện được báo cáo nằm trong tỷ lệ phần trăm đó của giá trị thực trên phạm vi định mức. Máy biến áp cấp bảo vệ đánh đổi một số độ chính xác đó để có dải động rộng hơn, vì công việc của chúng là duy trì tuyến tính thông qua dòng điện ở mức sự cố thay vì lập hóa đơn chính xác ở mức tải bình thường. Chọn sai loại cho ứng dụng là một trong những lỗi thiết kế phổ biến nhất trong các mạch đo sáng thứ cấp.

Lớp chính xác Sử dụng điển hình Giới hạn lỗi ở dòng điện định mức
0.2 Đo lường doanh thu và độ chính xác 0,2 phần trăm
0.5 đo lường thương mại 0,5 phần trăm
1.0 Giám sát công nghiệp chung 1,0 phần trăm
3.0 Bảo vệ và chỉ dẫn 3,0 phần trăm
Độ chính xác của máy biến áp hiện tại theo loại lớp 0,2 lớp 0,5 lớp 1.0 lớp 3.0 0 Lỗi

Điều gì làm cho cuộn dây Rogowski phù hợp với cảm biến dải động cao

Cuộn dây Rogowski sử dụng cuộn dây lõi không khí thay vì lõi sắt, điều này loại bỏ độ bão hòa của lõi như một yếu tố hạn chế. Điều này cho phép cùng một cuộn dây linh hoạt đo dòng điện tải nhỏ và dòng điện sự cố nghiêm trọng mà không bị biến dạng phi tuyến mà lõi sắt bão hòa sẽ gây ra. Bản thân cuộn dây tạo ra một điện áp tỷ lệ với tốc độ thay đổi của dòng điện, do đó nó được ghép nối với một mạch tích hợp để tái tạo lại dạng sóng hiện tại thực tế.

Rogowski coil flexible current sensor

Bởi vì cuộn dây không có lõi sắt nên nó nhẹ và có thể được chế tạo thành một vòng linh hoạt, giúp việc lắp đặt xung quanh các thanh cái có hình dạng bất thường hoặc trong các tấm có khe hở hạn chế trở nên thiết thực. Sự cân bằng là cuộn dây yêu cầu điều hòa tín hiệu hoạt động để tạo ra đầu ra có thể sử dụng được, không giống như máy biến dòng thụ động có thể điều khiển trực tiếp điện trở tải.

So sánh đáp ứng tần số Cuộn dây Rogowski CT lõi sắt Thấp tần số cao
Cảm biến lõi không khí đánh đổi sự đơn giản thụ động để có phản ứng rộng hơn, tuyến tính hơn đối với các sự kiện thoáng qua nhanh.

Split Core CT và Rogowski Coil: Góc nhìn cạnh nhau

Cả hai phương pháp cảm biến đều không tốt hơn; mỗi cái phù hợp với một tập hợp các ràng buộc cài đặt và độ chính xác khác nhau. Bảng so sánh radar dưới đây cho điểm cả hai công nghệ theo năm tiêu chí thực tế trên thang điểm tương đối, với diện tích bao quanh lớn hơn cho thấy mức độ phù hợp tổng thể cao hơn cho bộ tiêu chí đó.

Radar hiệu suất tương đối tuyến tính Phạm vi lỗi Dễ dàng phù hợp đầu ra thụ động Thấp weight Đường liền nét: Cuộn dây Rogowski, Vùng nét đứt: CT lõi chia

Logic bảo vệ động cơ cho các sự kiện nhiệt và quá tải

A bảo vệ động cơ liên tục so sánh dòng điện cảm nhận được với mô hình nhiệt của cuộn dây động cơ, thay vì dựa vào ngưỡng tức thời cố định. Sự khác biệt này quan trọng vì động cơ có thể mang dòng điện quá tải ngắn một cách an toàn trong quá trình khởi động, nhưng dòng điện tương tự duy trì trong vài phút sẽ làm giảm khả năng cách điện. Mô hình nhiệt cho phép bộ bảo vệ phân biệt giữa tình trạng nhất thời khởi động bình thường và tình trạng quá tải đang phát triển.

Motor protector for overload and thermal monitoring

Các yếu tố kích hoạt phổ biến được tích hợp trong bộ bảo vệ động cơ bao gồm mất pha, mất cân bằng dòng điện giữa các pha, tình trạng rôto bị khóa và tích tụ nhiệt. Mỗi lỗi này đại diện cho một chế độ lỗi riêng biệt và việc xử lý chúng riêng biệt cho phép các nhóm bảo trì chẩn đoán nguyên nhân cốt lõi thực sự thay vì đặt lại hành trình chung và hy vọng sự cố không tái diễn.

Luồng quyết định bảo vệ động cơ Cảm nhận dòng điện và pha So sánh với nhiệt đường cong mô hình Trong giới hạn Vượt quá giới hạn Tiếp tục giám sát Chuyến đi và đầu ra báo động

Vai trò của Rơle bảo vệ trong chuỗi phân phối

Khi bộ bảo vệ động cơ tập trung vào một tải duy nhất, rơle bảo vệ hoạt động ở cấp lộ lộ, máy biến áp hoặc trạm biến áp, điều phối các quyết định ngắt trên nhiều thiết bị để chỉ có cầu dao gần nhất xảy ra sự cố mới mở. Sự phối hợp có chọn lọc này, đôi khi được gọi là phân biệt đối xử, giúp ngăn chặn lỗi trên một mạch nhánh làm hỏng toàn bộ tòa nhà.

Protection relay for feeder and substation coordination

Rơle trạng thái rắn và rơle cơ học khác nhau chủ yếu về thời gian đáp ứng, tuổi thọ tiếp điểm và độ nhạy cảm với mài mòn cơ học. Thiết kế trạng thái rắn chuyển mạch mà không cần di chuyển tiếp điểm, mang lại phản hồi nhanh hơn và lặp lại nhiều hơn, trong khi rơle cơ học thường được ưu tiên khi cách ly điện và thay thế trường đơn giản quan trọng hơn tốc độ chuyển mạch.

Thời gian đáp ứng rơle điển hình Rơle trạng thái rắn Rơle cơ nhanh Rơle cơ tiêu chuẩn Nhanh nhất Trung bình Chậm hơn

Tích hợp cảm biến vào máy đo năng lượng với CT

Một đồng hồ đo năng lượng với ct đầu vào hoàn toàn phụ thuộc vào máy biến áp hoặc cuộn dây cấp nguồn cho nó để duy trì độ trung thực của dạng sóng vì bản thân đồng hồ đo chỉ số hóa và tính toán từ những gì nó nhận được. A máy đo năng lượng điện kỹ thuật số được kết nối với một máy biến dòng không phù hợp sẽ vẫn hiển thị số đọc, nhưng những số đọc đó có thể mang lại sự chênh lệch hệ thống chỉ hiển thị khi so sánh với đồng hồ kiểm tra độc lập, thường là khi xảy ra tranh chấp về hóa đơn hoặc kiểm toán năng lượng.

Điều chỉnh tỷ số máy biến áp và tải phù hợp với phạm vi đầu vào của đồng hồ là một bước dễ bị bỏ qua trong quá trình lắp đặt nhưng lại tốn kém để sửa chữa sau đó, vì nó thường có nghĩa là phải đấu nối lại các dây dẫn mang điện. Các cơ sở lập kế hoạch bố trí đồng hồ đo phụ xung quanh các loại máy biến áp đã biết và xếp hạng gánh nặng ngay từ đầu sẽ tránh được việc làm lại này gần như hoàn toàn.

  • Xác nhận định mức thứ cấp của máy biến dòng phù hợp với đầu vào của đồng hồ đo, thường là 1A hoặc 5A
  • Xác minh khả năng chịu tải vẫn nằm trong giới hạn cấp độ chính xác của máy biến áp
  • Giữ các dấu phân cực nhất quán trên tất cả các pha trong quá trình chấm dứt
  • Ghi lại tỷ số máy biến áp trong cấu hình đồng hồ trước khi vận hành thử

Chọn sự kết hợp phù hợp cho một ứng dụng nhất định

Hầu hết các cài đặt đều kết hợp nhiều công nghệ cảm biến và bảo vệ thay vì dựa vào một thiết bị duy nhất. Bảng đo lường doanh thu có thể sử dụng máy biến dòng cấp 0,2 cấp nguồn cho đồng hồ kỹ thuật số, trong khi thiết bị đóng cắt tương tự sử dụng máy biến áp cấp bảo vệ có độ chính xác thấp hơn cấp nguồn cho rơle để khắc phục sự cố. Các mạch động cơ thường ghép nối một bộ bảo vệ động cơ chuyên dụng ở tải với rơle bảo vệ ngược dòng để phối hợp dự phòng.

ứng dụng Cảm biến ưa thích Thiết bị bảo vệ ưu tiên
Đo lường thanh toán doanh thu CT lõi chia lớp 0,2 hoặc 0,5 Không áp dụng
Phát hiện lỗi hiện tại Cuộn dây Rogowski or protection class CT Rơle bảo vệ
Giám sát quá tải động cơ Chia lõi CT có kích thước đến dòng đầy tải Bảo vệ động cơ
trang bị thêm đo lường phụ CT lõi chia Máy đo năng lượng điện kỹ thuật số

Tài liệu cũng quan trọng như việc lựa chọn phần cứng. Việc ghi lại cấp độ chính xác, tỷ lệ và gánh nặng cho mỗi máy biến áp được lắp đặt vào một sổ đăng ký giúp việc khắc phục sự cố trong tương lai nhanh hơn và giảm nguy cơ lắp đặt bộ phận thay thế không khớp trong quá trình bảo trì khẩn cấp.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Máy biến dòng lõi kép có thể được lắp đặt trên dây dẫn có điện không?

Đúng, đó là ưu điểm chính của thiết kế lõi tách, mặc dù các quy trình an toàn điện cục bộ để làm việc gần dây dẫn mang điện vẫn được áp dụng trong quá trình lắp đặt.

Câu 2: Tại sao cuộn dây Rogowski cần mạch tích hợp?

Đầu ra của cuộn dây tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của dòng điện chứ không phải của chính dòng điện, do đó cần có bộ tích hợp để tái tạo dạng sóng dòng điện có thể sử dụng được để hiển thị hoặc logic bảo vệ.

Câu 3: Sự khác biệt giữa bộ bảo vệ động cơ và rơle bảo vệ chung là gì?

Bộ bảo vệ động cơ được xây dựng dựa trên mô hình nhiệt dành riêng cho hoạt động của động cơ, trong khi rơle bảo vệ chung điều phối các quyết định ngắt trên một tập hợp rộng hơn các điều kiện thiết bị và nguồn cấp dữ liệu.

Câu hỏi 4: Có phải cấp độ chính xác cao hơn luôn có nghĩa là máy biến áp tốt hơn không?

Không nhất thiết phải như vậy. Các ứng dụng đo lường được hưởng lợi từ các lớp có độ chính xác cao hơn, nhưng các ứng dụng bảo vệ thường ưu tiên tính tuyến tính thông qua dòng điện sự cố cao hơn độ chính xác ở tải bình thường.

Câu hỏi 5: Việc lựa chọn máy biến dòng điện ảnh hưởng như thế nào đến đồng hồ đo năng lượng có đầu vào ct?

Đồng hồ chỉ có thể chính xác như tín hiệu mà nó nhận được, do đó, tỷ lệ hoặc gánh nặng không khớp ở phía máy biến áp sẽ tạo ra sai số đo nhất quán bất kể độ chính xác bên trong của đồng hồ.

Acrel Co., Ltd.