Maksimalna snaga i scenariji primjene za različite metode povezivanja

Tro-fazna mjerača izmjenične struje važna su oprema u sustavu mjerenja energije. Gornja granica njihove izmjerene snage nije fiksna vrijednost, već je izravno određena načinom spajanja. Postoje tri glavne vrste: tip izravne veze, tip vanjskog strujnog transformatora (CT) i tip kombinacije naponskog transformatora (VT) + strujnog transformatora (CT). Zbog razlika u konstrukcijskom dizajnu, prilagođenoj razini napona i karakteristikama opterećenja, imaju različite raspone maksimalne snage i scenarije primjene.

Ovaj će članak sveobuhvatno analizirati temeljne karakteristike različitih tipova mjerača električne energije iz četiri dimenzije: princip, logika izračuna, gornja granica mjernog raspona i prilagodba scenarija.

Izravno{0}}priključivanje tro-mjerača električne energije izmjenične struje

Princip spajanja i logika izračuna snage

Mjerila električne-izravne veze ne zahtijevaju dodatne strujne transformatore. Struja teče izravno kroz unutarnju strujnu zavojnicu, a napon je izravno povezan s unutarnjom naponskom zavojnicom, što ih čini prikladnima za distribucijske sustave niskog-napona (npr. nazivni napon 380 V). Njihova najveća snaga određena je njihovom nazivnom strujom, a osnovna formula za izračun jezgre je:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × Iₙₘₐₓ × cosφ

Gdje je: Uₙ=380V (nazivni linijski napon nisko{1}}naponskog sustava), Iₙₘₐₓ najveća je nazivna struja mjerača električne energije, a cosφ je faktor snage (obično 0,8 za industrijska opterećenja i 1 za čisto otporna opterećenja).

Gornja granica maksimalne snage

Uzimajući UBS tro-trofazno izmjenično strujno mjerilo s izravnom{0}}vezom kao primjer (primjenjivo na tro-fazne izmjenične stupove za punjenje i druge scenarije), njegova maksimalna nazivna struja obično je 0,25-5 (65) A (vrijednost u zagradama najveća je dopuštena struja). Koristeći napon od 380 V kao primjer, napravljeni su sljedeći izračuni:

Kada je cosφ=0.8, Pₘₐₓ=√3×380V×65A×0,8≈34,45kW;

Kada je cosφ=1, Pₘₐₓ=√3×380V×65A×1≈42,9kW.

Nekoliko proizvođača nudi proizvode s maksimalnom dopuštenom strujom od 120 A, što odgovara maksimalnoj snazi ​​od približno 79 kW, ali najveća podržana snaga glavnih proizvoda koncentrirana je u rasponu od 20-70 kW.

Primjenjivi scenariji

Zbog eliminacije potrebe za strujnim transformatorima, jednostavnosti ugradnje, niske cijene i prilagodljivosti raspona niskim-opterećenjima, mjerači energije s izravnim-priključkom uglavnom se koriste za:

• Tro{0}}mjeranje u stambenim zajednicama (kao što su vile i kuće u nizu);
• Mala komercijalna opterećenja kao što su male trgovine i trgovine;
• Oprema niskog-napona, male{1}}snage u laboratorijima i malim radionicama (kao što su mali alatni strojevi i oprema za ventilaciju);
• Mjerenje grana lokalne-niskonaponske distribucije u poslovnim zgradama.

Trofazni mjerač izmjenične energije tipa vanjskog strujnog transformatora (CT).

Princip spajanja i logika izračuna snage

Osnovni dizajn ove vrste mjerača energije je "mjerenje male struje + proširenje velike struje": nazivna struja samog mjerača energije je samo 0,01-0,05 (6) A/1 (6) A (specifikacija UBS), a stvarna izmjerena struja određena je primarnom strujom vanjskog CT-a. Funkcija CT-a je pretvaranje velike struje u liniji u malu struju (kao što je 5A) koja ulazi u mjerač energije prema fiksnom omjeru transformacije. Stoga, najveća granica snage ovisi o specifikaciji primarne struje CT-a, a formula za izračun je:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × I₁ × cosφ

Gdje je: Uₙ=380V (niskonaponska/srednjenaponska niskonaponska strana), I₁ je najveća nazivna struja primarne strane CT-a, a cosφ se uzima kao 0,8-1.

Ograničenja maksimalne snage

Specifikacije primarne struje CT-a pokrivaju širok raspon, od 50A do 3000A, s odgovarajućom maksimalnom snagom koja se postupno povećava:

• Mali CT (50/5A): I₁=50A, Pₘₐₓ≈26,5kW;
• Srednji CT (200/5A): I₁=200A, Pₘₐₓ≈106kW;
• Veliki CT (1000/5A): I₁=1000A, Pₘₐₓ≈530kW;
• Ekstra{0}}veliki CT (3000/5A): I₁=3000A, Pₘₐₓ≈1590kW (1,59MW).

U teoriji, sve dok se CT specifikacije podudaraju, ova vrsta mjerača energije može podržati mjerenja srednje i velike snage od 20kW-2MW, što ga čini glavnim izborom za industrijske scenarije.

Primjenjivi scenariji

S rasponom proširenim CT-om, mjerač energije može se prilagoditi srednje i niskonaponskim stranama, kao i niskonaponskim visoko{0}}opterećenjima. Uglavnom se koristi u:

• Male i srednje{0}}tvorničke radionice (kao što su strojna obrada, proizvodnja tekstila i elektronike);
• Glavno distribucijsko mjerenje električne energije u poslovnim kompleksima i poslovnim zgradama;
• Ogranci za-opremu velike snage kao što su centralna klimatizacija i dizala u velikim supermarketima i hotelima;
• Niskonaponski{0}}sustavi distribucije električne energije u gradskim trafostanicama i industrijskim parkovima.

Naponski transformator (VT) + strujni transformator (CT) kombinirani tro-fazni izmjenični mjerač energije

Princip spajanja i logika izračuna snage

Ova vrsta mjerača energije posebno je dizajnirana za-sustave distribucije električne energije visokog napona (10kV, 35kV, 110kV, itd.). Zahtijeva i VT i CT za pretvaranje visokog napona i visoke struje u standardne vrijednosti koje mjerač energije može izdržati (100 V napon, 5 A struja). Maksimalna snaga određena je nazivnim naponom sustava i primarnom strujom CT-a, izračunatom prema sljedećoj formuli:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₛ × I₁ × cosφ

Gdje je: Uₛ nazivni linijski napon visoko{0}}naponskog sustava, I₁ najveća nazivna struja na primarnoj strani CT-a, a cosφ se uzima kao 0,8-1.

Ograničenje maksimalne snage

Razina napona i CT specifikacije visoko{0}}naponskog sustava određuju njegov maksimalni kapacitet:

• 10kV sustav + CT 600/5A: Pₘₐₓ=√3 × 10kV × 600A × 0,8 ≈ 8,3 MW;
• 35kV sustav + CT 1000/5A: Pₘₐₓ=√3 × 35kV × 1000A × 0,8 ≈ 48,5 MW;
• 110kV sustav + CT 3000/5A: Pₘₐₓ=√3 × 110kV × 3000A × 0,8 ≈ 474MW.

U praktičnim primjenama, maksimalna podržana snaga ove vrste mjerača energije može se proširiti od 5 MW do preko 500 MW, u potpunosti pokrivajući visoke-naponske, visoke-zahtjeve za mjerenje snage.

Primjenjivi scenariji

Kao temeljni mjerni uređaj u visoko{0}}naponskim distribucijskim sustavima, njegove su primjene visoko koncentrirane na:

• Mjerenje električne-povezane mreže iz velikih elektrana i hidroelektrana;
• Mjerenje glavnih vodova u regionalnim trafostanicama i-distribucijskim mrežama visokog napona;
• Visok{0}}naponske proizvodne linije u teškim industrijama kao što su čelik, kemikalije i obojeni metali;
• -Mjerenje izlaznog napona novih energetskih elektrana (elektrana na vjetar, fotonapon).

Sažetak

Ukratko, tip izravne veze pobjeđuje u smislu praktičnosti i ekonomičnosti, tip vanjskog CT-a pobjeđuje u smislu fleksibilnog raspona mjerenja, a tip kombinacije VT+CT je jak u prilagodbi visokog napona i velike snage.