هل يُمكنني استخدام نفس محول التيار الداخلي (CT) لقياس الطاقة وحماية المرحلات؟ | رؤى من EcoNewlink

1) هل يمكنني قانونيًا وبأمان توصيل محول تيار داخلي ثانوي واحد بكل من عداد الإيرادات ومرحل الحماية، وما هي إجراءات التوصيل/الحماية المطلوبة؟

باختصار: لا تقم بتوصيل ملف ثانوي واحد لمحول التيار بالتوازي لتغذية جهاز القياس والمرحل. إن توصيل الملفات الثانوية لمحولات التيار بالتوازي أو مشاركة ملف ثانوي واحد بين القياس والحماية دون تصميم محول التيار خصيصًا لهذا الغرض، يُعرّض الجهاز لخطر أخطاء القياس، وضعف أداء مرحل الحماية، وارتفاع الجهد بشكل خطير على الملفات المفتوحة. تتطلب المعايير (IEC 61869-2 وIEEE C57.13) وأفضل الممارسات إما ملفات ثانوية معزولة بشكل مستقل (محول تيار ثنائي الملفات الثانوية)، أو محولات تيار منفصلة، ​​أو محول تيار مُدمج مُصمم من قِبل الشركة المصنعة ومُصنّف لكلا الوظيفتين.

إجراءات السلامة/التمديدات الرئيسية:

• لا تقم أبدًا بفتح دائرة الملف الثانوي لمحول التيار أثناء تشغيل الملف الابتدائي. إذا انقطع مصهر الملف الثانوي، فسيولد الملف الابتدائي لمحول التيار جهدًا ثانويًا عاليًا بشكل خطير.
• إذا كنت مضطرًا لتزويد عداد ومرحل من محول تيار واحد، فاستخدم محول تيار بملفين ثانويين معزولين مصممين لهذا الغرض. يجب أن يكون كل ملف مخصصًا ومؤمنًا بفيوز مناسب ومحددًا للحمل بما يتناسب مع الجهاز الذي يعمل عليه.
• لا تقم بتوصيل الملفات الثانوية بالتوازي إلا إذا سمح بذلك محول التيار والبائع صراحةً؛ فالتوصيل بالتوازي يسبب عدم التطابق والتسخين وأخطاء النسبة غير الصحيحة.
• اتبع ممارسات التوصيل: قم بتقصير الأسلاك الثانوية، واستخدم التأريض متساوي الجهد، وقم بتثبيت وصلات تقصير التيار الثانوية عند فصل الجهاز للصيانة.

الآثار العملية للمشترين: حدد ما إذا كنت بحاجة إلى دوائر ثانوية مزدوجة، وقم بإدراج الأحمال (فولت أمبير العداد، فولت أمبير المرحل) وصهر الحماية، واطلب وثائق المصنع التي توضح أن محول التيار مصمم لتغذية كلا الدائرتين بأمان.

2) ما هي فئة دقة محول التيار ومواصفات الحمل اللازمة إذا كنت أريد أن يخدم محول تيار داخلي واحد كلاً من قياس الطاقة وحماية المرحل؟

تختلف متطلبات الدقة والحمل بين القياس والحماية. يتطلب قياس الإيرادات عادةً دقة عالية عند التيارات العادية (أمثلة: الفئة 0.1، 0.2، 0.5 أو IEC 0.2S، 0.5S)، مع أحمال اسمية منخفضة (1-5 فولت أمبير شائعة في العدادات التناظرية أو العدادات الإلكترونية المصممة لمحولات التيار). تتطلب محولات التيار الخاصة بالحماية دقة محددة عند تيارات ثانوية عالية (معبر عنها بفئة الحماية 5P10، 5P20، 10P10، إلخ، أو عامل حد الدقة (ALF) وفقًا لمعايير IEC)، ويجب أن تحافظ على دقة النسبة أثناء تيارات الأعطال دون تشبع.

إذا كنت تنوي أن يخدم جهاز CT واحد كلا الطرفين، فيجب أن يكون جهاز CT إما:

• يتم تصنيعها بملفات ثانوية منفصلة: ملف واحد بفئة دقة قياس وتصنيف حمل منخفض، والملف الآخر كملف حماية بخصائص ALF ونقطة انحناء مطلوبة؛ أو
• أن يكون محول تيار من الفئة المدمجة معتمدًا من قبل الشركة المصنعة لكلا الغرضين (على سبيل المثال، محول تيار محدد 0.2/5P10 أو ما شابه)، وأن تثبت شهادات الاختبار الخاصة به دقة القياس عند الأحمال المقدرة ودقة الحماية حتى ALF المحدد.

عند تحديد المواصفات، يُرجى تزويد المورّد بأرقام واضحة: القدرة الأساسية (مثلاً 400 أمبير)، والقدرة الثانوية (1 أمبير أو 5 أمبير)، وفئة دقة القياس وحملها (مثلاً 0.5 عند 5 فولت أمبير)، وفئة الحماية ومعامل ALF (مثلاً 5P10 أو ALF 10)، وحمل الأسلاك الثانوية المتوقع (فولت أمبير المرحل + فولت أمبير الكابل). إذا زاد حمل المرحل عن إجمالي الفولت أمبير فوق حمل تصميم القياس، فستتأثر دقة القياس سلبًا.

3) كيف يؤثر جهد نقطة انحناء محول التيار ومنحنى الإثارة على أداء المرحل أثناء تيارات الأعطال العالية عندما يتم استخدام نفس محول التيار للقياس والحماية؟

يُحدد جهد نقطة الانحناء (Uk) ومنحنى الإثارة (المغنطة) متى يبدأ قلب محول التيار بالتشبع. بالنسبة لمحولات التيار المستخدمة في الحماية والتي تُغذي المرحلات بتيارات أعطال عالية، فإن ارتفاع جهد نقطة الانحناء يعني أن محول التيار لن يتشبع تحت تأثير الفولتية العابرة الناتجة عن تيارات الابتدائي العالية، وبالتالي يتلقى المرحل معلومات دقيقة عن تيار الثانوي أثناء العطل.

أهمية هذا الأمر عند مشاركة محول التيار: غالبًا ما يتميز قلب القياس المُحسَّن للتشغيل بحمل منخفض ودقة عالية عند التيارات العادية بنقطة انحناء منخفضة جدًا وقدرة إثارة محدودة. إذا كان من المتوقع أن يُغذي هذا الملف نفسه مرحل حماية أثناء تيارات الأعطال العالية، فقد يتشبع محول التيار مبكرًا، مما يتسبب في قراءة المرحل لتيارات الأعطال بشكل أقل من قيمتها الحقيقية أو رؤية أشكال موجية ثانوية مشوهة، وقد يفشل في الفصل السريع أو حتى على الإطلاق.

نصيحة للمشتريات: بالنسبة لتطبيقات الحماية، حدد قيمة Uk واطلب من الشركة المصنعة منحنى الإثارة الفعلي (منحنى المغنطة) واختبارات ALF وفقًا للمعيار IEC 61869-2. تأكد من أن قيم Uk وALF لمحول التيار تتوافق مع متطلبات إدخال الشركة المصنعة للمرحل ومع الحد الأقصى لتيار العطل المتوقع للنظام. إذا كانت المرحلات تتطلب محولات تيار ذات نقطة انحناء عالية (على سبيل المثال عند استخدام الحماية عن بُعد أو الحماية التفاضلية)، فلا تستخدم محول تيار مخصص للقياس فقط.

4) إذا استخدمت محول تيار مع ملفات ثانوية مزدوجة للقياس والحماية، فما هي شهادات الاختبار واختبارات المصنع التي يجب أن أطلبها من الشركة المصنعة؟

عند شراء محولات التيار المصممة لتغذية كلٍ من القياس والحماية عبر ملفات ثانوية مزدوجة، يجب طلب وثائق اختبار المصنع التفصيلية لإثبات أداء كلا الملفين وفقًا للمواصفات. الحد الأدنى للطلب:

• تقارير اختبار النوع والاختبار الروتيني التي يمكن تتبعها إلى الطلب، والتي توضح خطأ النسبة وإزاحة الطور عند التيارات والأحمال المحددة (بما في ذلك الحمل المشترك لأسلاك العداد + المرحل).
• منحنى الإثارة (المغنطة) لملف الحماية وجهد نقطة الركبة المحسوب (Uk) وفقًا لاختبارات IEC 61869-2 أو IEEE.
• عامل حد الدقة (ALF) أو اختبار فئة الحماية الذي يوضح خطأ النسبة عند مضاعفات عالية من In (على سبيل المثال، حتى 10× أو 20× In حسب المواصفات).
• التصنيف الحراري قصير المدى (Ith والمدة، على سبيل المثال، kA لمدة ثانية واحدة) وقيم التحمل الديناميكي/الذروة (Icw) المناسبة لمستوى عطل لوحة المفاتيح الخاصة بك.
• اختبارات العزل – اختبارات تحمل الطاقة والتردد واختبارات النبض إذا لزم الأمر لمستوى تنسيق العزل الداخلي لمفاتيح التبديل الخاصة بك.
• فحص مقاومة اللف والقطبية، وشهادة معايرة/شهادة توضح إمكانية التتبع إلى المعايير الوطنية.

اطلب إجراء اختبارات بحضور شهود من المصنع أو تقارير موثقة من طرف ثالث إذا كانت محولات التيار بالغة الأهمية للإيرادات والحماية. اطلب من المورد الإقرار بالامتثال لمعيار IEC 61869-2 (محولات التيار) ومعيار IEEE C57.13 عند الاقتضاء.

5) ما هي أنماط الفشل الميدانية العملية ومخاطر السلامة التي لوحظت عندما يحاول المشغلون استخدام محول تيار داخلي واحد لكل من القياس والحماية؟

تشمل الإخفاقات والمخاطر العملية الشائعة ما يلي:

• يؤدي تشبع محول التيار تحت تيارات الأعطال إلى عدم تشغيل المرحل أو تأخر الفصل (خطر الحماية).
• يؤدي انخفاض دقة القياس بسبب الحمل الزائد الناتج عن دوائر الترحيل أو التحميل المتوازي إلى خسارة في الإيرادات أو فواتير غير متوافقة.
• الجهد العالي على الملف الثانوي المفتوح لمحول التيار إذا انفجر مصهر جانب العداد أو تمت إزالة العداد أثناء تشغيل الملف الأساسي - وهذا يشكل خطر الصعق الكهربائي وعزل المعدات.
• ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط عندما تحمل الملفات الثانوية لمحول التيار أحمالًا غير متوازنة أو غير متوقعة من أجهزة متعددة؛ قد يؤدي ذلك إلى تقليل عمر محول التيار أو التسبب في تلف ميكانيكي.
• التداخل وخطأ القياس الناتج عن الأسلاك الثانوية الطويلة وضعف التأريض يؤثر على أداء كل من العداد والمرحل.

إجراءات التخفيف الميدانية: استخدام ملفات منفصلة أو معزولة مزدوجة، وتأمين أنظمة الصهر الثانوية بأقفال (لمنع تنشيط محولات التيار أثناء فتح الملفات الثانوية)، وتقصير كتل التوصيل للصيانة، والتأكد من أن مسارات الملفات الثانوية قصيرة ومحمية بشكل صحيح. التدريب والإجراءات لا تقل أهمية عن المعدات.

6) هل توجد محولات تيار مدمجة معتمدة من الصناعة مصممة لكلا الوظيفتين، وكيف يمكنني تحديد واحدة منها عند شراء لوحات المفاتيح الداخلية؟

نعم، تُقدّم الشركات المصنّعة محولات تيار مُدمجة أو ثنائية الغرض، ومحولات تيار ذات ملفات ثانوية معزولة مزدوجة، مصممة خصيصًا لتلبية متطلبات القياس والحماية. قد تحمل هذه المحولات تصنيفات مُدمجة (على سبيل المثال، دقة قياس بالإضافة إلى تصنيف حماية ALF)، أو تُقدّم كمحولات تيار متعددة الملفات. مع ذلك، لا يُلبي كل محول تيار مُسوّق على أنه مُدمج كلا الوظيفتين في كل نظام، لذا فإنّ المواصفات ضرورية.

كيفية التحديد:

1. ابدأ بمدخلات النظام: قم بإدراج التصنيف الأساسي (على سبيل المثال، 800 أمبير)، والثانوي المطلوب (1 أمبير مقابل 5 أمبير)، وتيار قصر الدائرة المتوقع في موقع محول التيار، ومتطلبات إدخال المرحل.
2. حدد احتياجات القياس: فئة دقة الإيرادات (على سبيل المثال، 0.2S) والحد الأقصى المسموح به للحمل (VA) عند التيار المقنن.
3. حدد احتياجات الحماية: فئة الحماية (على سبيل المثال، 5P10 أو ALF 10)، جهد نقطة الركبة المطلوب (Uk) في حالة استخدام المرحلات التي تتطلب نقطة ركبة عالية، والتصنيف الحراري قصير المدى (Ith) الذي يتوافق مع مستوى العطل.
4. اطلب ملفات ثانوية مزدوجة إذا كان من الضروري عزل العدادات والمرحلات. حدد ما إذا كان ينبغي أن تكون مخارج التيار الثانوي 1 أمبير أو 5 أمبير (يُعدّ 1 أمبير شائعًا بشكل متزايد في عدادات الطاقة الإلكترونية، ولكن تأكد من توافق المرحلات).
5. اطلب تقارير اختبار IEC 61869-2 الكاملة، وجداول نسبة الإزاحة الطورية، ومنحنيات الإثارة، وبيانات تحمل الوقت القصير، واختبار العزل، وشهادة معايرة قابلة للتتبع إلى مختبر قياس وطني.
6. حدد المواصفات الميكانيكية للتركيب الداخلي (نوع قضيب التوصيل، حجم النافذة، ترتيب الأطراف، تصنيف IP للتركيبات الداخلية) والظروف البيئية (درجة الحرارة المحيطة، الارتفاع).

بند شراء مفيد: يجب اختبار محول التيار واعتماده وفقًا للمعيار IEC 61869-2. يجب أن يحتوي محول التيار على ملفين ثانويين معزولين: الملف A لقياس الإيرادات من الفئة 0.5 عند حمل X فولت أمبير؛ والملف B للحماية وفقًا للمعيار 5P10 مع ALF=10 ونقطة انحناء Uk ≥ Y فولت. التصنيف الحراري قصير المدى Ith ≥ تيار العطل المتوقع لمدة ثانية واحدة. تقارير اختبار المصنع وشهادة المعايرة مطلوبة مع الشحنة. استبدل X وY بأرقام خاصة بالنظام.

ملخص ختامي - مزايا التطبيق والاختيار الصحيحين للتصوير المقطعي المحوسب:يُجنّب اختيار محولات التيار المنفصلة أو محول التيار ثنائي الثانوي/المدمج المعتمد من الشركة المصنعة أخطاء القياس، ويضمن تشغيلًا موثوقًا للمرحلات في ظروف الأعطال، ويقلل من مخاطر السلامة (فولتية الدائرة المفتوحة)، ويساعد على تلبية معايير الإيرادات والحماية. وتُعدّ المواصفات الصحيحة ووثائق الاختبار (الامتثال لمعيار IEC 61869-2 / IEEE C57.13، ومنحنيات الإثارة، واختبارات ALF وIth والعزل) ضروريةً لتركيبات آمنة ودقيقة وقابلة للاعتماد.

للحصول على عرض أسعار مصمم خصيصًا ومساعدة في تحديد محولات التيار الداخلية التي تلبي احتياجات القياس والحماية، اتصل بنا على www.econewlink.com أو راسلنا عبر البريد الإلكتروني nali@newlink.ltd.