Was bedeutet CT/PT CVT?

In der Elektrotechnik stehen CT und PT für Stromwandler (Current Transformator, CT) bzw. Spannungswandler (Voltage Transformator, PT). Kapazitiver Spannungswandler (CVT).

Stromwandler (CT) :
Ein Stromwandler (CT) ist ein Gerät zur Messung hoher Ströme. Er wandelt hohe Stromwerte in niedrigere Standardstromwerte (typischerweise 5 Ampere oder 1 Ampere) um, um die Messung zu vereinfachen und den Stromkreis zu schützen. Stromwandler werden in Energiesystemen häufig für Funktionen wie Strommessung, Überlastschutz und Erdschlusserkennung eingesetzt.

Spannungswandler (PT) :
Ein Spannungswandler (PT) dient zur Messung von Hochspannung und deren Umwandlung in eine niedrigere Standardspannung (typischerweise 100 Volt oder 110 Volt). Er wird hauptsächlich in der Spannungsmessung, der Energiemessung und in Schutzrelais eingesetzt. Ein Spannungswandler gewährleistet die sichere und genaue Überwachung des Zustands von Hochspannungskreisen in Niederspannungsumgebungen.

Kapazitiver Spannungswandler (CVT)

Ein kapazitiver Spannungswandler (CVT) ist ein Spannungswandler, der einen Serienkondensator zur Spannungsteilung und einen nachfolgenden elektromagnetischen Transformator zur Spannungsreduzierung und Isolation nutzt. Er wird in der Messtechnik, im Relaisschutz und in weiteren Anwendungen eingesetzt. CVTs können zudem Trägerfrequenzen in Übertragungsleitungen einkoppeln und so für Fernkommunikation, Fernmessung, selektiven Hochfrequenz-Leitungsschutz, Fernsteuerung und Telex-Schreiben genutzt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen elektromagnetischen Spannungswandlern bieten CVTs daher zahlreiche Vorteile hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Sicherheit und verhindern zudem durch Kernsättigung verursachte Widerstandsverluste.

Ein kapazitiver Spannungswandler besteht im Wesentlichen aus einem kapazitiven Spannungsteiler und einem Mittelspannungstransformator. Der kapazitive Spannungsteiler umfasst eine Porzellandurchführung und mehrere darin in Reihe geschaltete Kondensatoren. Die Durchführung ist mit Isolieröl gefüllt, das einen positiven Druck von 0.1 MPa aufrechterhält. Ein Stahlbalg dient dem Druckausgleich und der Aufrechterhaltung des Öldrucks. Der kapazitive Spannungsteiler kann auch als Koppelkondensator zum Anschluss von Trägergeräten verwendet werden. Der Mittelspannungstransformator besteht aus einem Transformator, einer Kompensationsdrossel, einem Überspannungsableiter und einem Dämpfungselement, die in einem abgedichteten Öltank untergebracht sind. Der obere Bereich des Tanks ist mit Stickstoff gefüllt. Die Primärwicklung besteht aus einer Hauptwicklung und einer Feinabstimmungswicklung. Zwischen der Primärseite und der Hauptwicklung ist eine verlustarme Drossel in Reihe geschaltet. Da die nichtlineare Impedanz und die Eigenkapazität des kapazitiven Spannungswandlers Resonanzen hervorrufen können, wird ein Dämpfungselement zur Unterdrückung dieser Resonanzen eingesetzt. Das Dämpfungselement besteht aus einem Widerstand und einer Drossel, die parallel zur Sekundärwicklung geschaltet sind. Unter normalen Bedingungen weist die Dämpfungsvorrichtung eine hohe Impedanz auf. Verursacht ein Fehler eine Überspannung, ist die Drossel bereits gesättigt, bevor der Mittelspannungstransformator beeinträchtigt wird. Dadurch verbleibt nur noch eine ohmsche Last, wodurch die Schwingungsenergie schnell reduziert wird.

Analyse des Übersetzungsverhältnisses: Spannungswandler (PT und CVT) dienen der Umwandlung von Hochspannung in Niederspannung. Die Sekundärseite hat typischerweise eine Spannung von 100 V; beispielsweise entspricht ein 10-kV-Spannungswandler 10 kV/100 V. Die Sekundärseite eines Spannungswandlers darf nicht kurzgeschlossen werden. Stromwandler (CT) wandeln hohe Ströme in niedrige Ströme um, typischerweise 5 A oder 1 A. Die Sekundärseite eines Stromwandlers darf nicht unterbrochen werden. Spannungswandler, ob elektromagnetisch oder kapazitiv, wandeln Hochspannung in Niederspannung für den Einsatz in Mess-, Steuerungs- und Schutzsystemen um. Funktionsprinzipiell handelt es sich um kleine Transformatoren (mit geringer Kapazität). Es empfiehlt sich, insbesondere in Abteilungen für den Betrieb von Stromversorgungsanlagen, die genormten Bezeichnungen für diese Geräte zu verwenden.

Detaillierte Erläuterung des Funktionsprinzips und der Struktur:

Ein Spannungswandler ist im Wesentlichen ein Transformator mit Eisenkern. Er besteht hauptsächlich aus Primär- und Sekundärwicklung, dem Eisenkern und der Isolierung. Wird an die Primärwicklung eine Spannung U1 angelegt, entsteht im Eisenkern ein magnetischer Fluss φ. Gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird in der Sekundärwicklung eine Sekundärspannung U2 induziert. Durch Ändern der Windungszahl in der Primär- oder Sekundärwicklung lassen sich unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse erzielen, wodurch Spannungswandler mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen entstehen. Ein Spannungswandler wandelt eine hohe Spannung proportional in eine niedrige Spannung (z. B. 100 V) um. Die Primärseite des Spannungswandlers ist mit dem Primärnetz verbunden, die Sekundärseite mit Messgeräten, Relais usw. Am häufigsten werden elektromagnetische Spannungswandler eingesetzt (kapazitive Spannungswandler sind weit verbreitet), es gibt aber auch nicht-elektromagnetische Typen wie elektronische und fotoelektrische.

Ein Stromwandler (CT) ist ein Gerät, das einen hohen Primärstrom in einen Nennstrom von 5 A oder 1 A umwandelt, der für den Einsatz mit Messgeräten oder Relais geeignet ist. Ein Stromwandler besteht aus einem geschlossenen Eisenkern und Wicklungen. Seine Funktion ist es, einen hohen Primärstrom mithilfe eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses in einen niedrigeren Sekundärstrom umzuwandeln, beispielsweise für Schutz- und Messzwecke. So kann beispielsweise ein Stromwandler mit einem Übersetzungsverhältnis von 400/5 einen Strom von 400 A in einen Strom von 5 A umwandeln.

Alle Stromwandler-, Spannungswandler- und spannungsgesteuerten Spannungswandlersysteme müssen einer Hochspannungsfestigkeits- und Isolationsprüfung unterzogen werden; diese Prüfungen sind obligatorisch bei der Werksabnahme, der Übergabe und der vorbeugenden Prüfung.

1. Zwei Arten von Tests, die durchgeführt werden müssen (alle drei abdecken)
2. Isolationswiderstandsprüfung (Grundbaustein für Isolationsprüfungen)

Verwenden Sie ein Megohmmeter, um den Isolationswiderstand zwischen Primärwicklung und Erde, Primärwicklung und Sekundärwicklung sowie Sekundärwicklung und Erde zu messen und so festzustellen, ob die Isolierung feucht, beschädigt oder verschmutzt ist.

– Stromwandler/Spannungswandler (10~35kV): 25kV-Geräte verwenden ein 2500V-Megohmmeter; Niederspannungs-Sekundärgeräte verwenden ein 500V-Meter.

– CVT (110 kV und höher): Verwenden Sie ein 5000-V-Megohmmeter auf der Primärseite und messen Sie gleichzeitig separat die Isolation der Spannungsteilerkondensatoren.

Beurteilungskriterien: Der Isolationswiderstand ist nicht niedriger als der in den Vorschriften festgelegte Wert und es gibt keine signifikante Verringerung oder einen Wert von Null im Vergleich zur gleichen Charge.

Netzfrequenz-Spannungsfestigkeitsprüfung (Hochspannungs-Spannungsfestigkeitsprüfung des Kerns)

Simuliert Systemüberspannungen, um die Durchschlagfestigkeit der Hauptisolierung zu beurteilen, unterteilt in „Werksspannungsfestigkeit“, „Inbetriebnahmespannungsfestigkeit“ und „jährliche Prüfspannungsfestigkeit“.

Stromwandler

– Die Primärwicklung wird einer Netzfrequenz-Stehspannung von der Erde und von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung ausgesetzt; die Sekundärwicklung wird unabhängig einer Stehspannung ausgesetzt.

Es ist strengstens verboten, Spannungsfestigkeitsprüfungen mit offenem Sekundärkreis durchzuführen. Vor der Prüfung muss der Sekundärkreis zuverlässig kurzgeschlossen und geerdet werden.

Elektromagnetischer PT-Spannungswandler

– Hochspannungsfestigkeit: Primärspannungsfestigkeit gegen Erde, Primärspannungsfestigkeit gegen Sekundärspannungsfestigkeit; Sekundärspannungsfestigkeit unabhängig.

– Die Sekundärwicklung darf während des Tests nicht kurzgeschlossen werden, um ein Durchbrennen der elektromagnetischen Spule zu verhindern.

CVT Kapazitiver Spannungswandler

Dank seiner einzigartigen Struktur ist es in zwei Abschnitten druckbeständig:

– Individuelle Spannungsfestigkeit der Spannungsteilerkondensatoreinheit;

– Der elektromagnetische Zwischentransformator (elektromagnetische Einheit) ist mit einer separaten Netzfrequenz-Stehspannung ausgestattet;

Es ist nicht zulässig, die volle Spannungsfestigkeit auf einmal an den gesamten Transformator anzulegen, da dies den Mittelspannungstransformator beschädigen würde.

II. Zusätzliche firmeneigene Isolations-/Spannungsfestigkeitsprüfungen für Dritte

Zusätzliche Isolationsprüfung für Stromwandler – Teilentladungsprüfung (erforderlich für Hochspannungs-Stromwandler) – Strom-Spannungs-Kennlinie, Windungszahl, Polarität (zur Bestimmung des Isolationszustands)

Zusätzliche Isolationsprüfung für elektromagnetische Spannungswandler – Leerlaufverluste, Teilentladungen, Gleichstromwiderstand der Wicklung

CVT-spezifische Isolations-/Dielektrizitätsverlustprüfung (von größter Wichtigkeit)

Das CVT-Getriebe basiert auf der Spannungsteilung durch Kondensatoren, und Isolationsfehler sind meist im Kondensatorkern verborgen, der nicht ausreicht, um der Spannung standzuhalten.

1. „Dielektrischer Verlust tanδ Test“ (obligatorisch): Ermittelt, ob die Kondensatorisolierung gealtert oder feucht ist;
2. Kapazitätsmessung: Vergleichen Sie mit dem Werkswert; wenn die Abweichung den Standardwert überschreitet, deutet dies darauf hin, dass der interne Kondensator defekt ist.
3. Öltest für elektromagnetische Einheiten (Ölimmersionstest): Ölspannungsprüfung, Mikro-Wasser-Analyse und Chromatographie zur Bestimmung der Degradation der inneren Isolation.

 III. Anforderungen an die Prüfung in verschiedenen Phasen

1. Werksprüfung: Vollständige Spannungsfestigkeit + Isolationsprüfung + Teilentladung Tests, 100%ige Kontrolle; kein Produkt darf das Werk verlassen, wenn es die Anforderungen nicht erfüllt.
2. „Übergabeprüfung vor Ort“: Die Prüfungen des Isolationswiderstands und der Netzfrequenz-Stehspannung müssen nach der Installation und vor der Stromversorgung wiederholt werden. Dies ist Voraussetzung für die Stromversorgung.
3. „Vorbeugende Betriebsprüfungen“: Isolationswiderstand, Spannungsfestigkeit, dielektrische Verluste und Teilentladungen sind regelmäßig erneut zu prüfen. Bei Verschlechterung der Isolation sind Wartungsarbeiten erforderlich.

IV. Wichtige Vorsichtsmaßnahmen

1. Stromwandler (CT/PT/CVT), die die Spannungsfestigkeits- und Isolationsprüfung nicht bestehen, dürfen nicht in Betrieb genommen werden, da von ihnen die Gefahr eines Durchschlags, einer Explosion oder eines Kurzschlusses gegen Erde ausgeht.
2. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers muss gegen Erde kurzgeschlossen werden; die Sekundärwicklung des Spannungswandlers darf nicht kurzgeschlossen werden; und der Spannungswandler darf keiner Vollspannungsprüfung unterzogen werden.
3. Der Isolationswiderstand allein kann die Spannungsfestigkeit nicht ersetzen: Ein bestandener Isolationswiderstand bedeutet nicht, dass die Isolation Überspannungen im Netzfrequenzbereich standhält. Beide Prüfungen sind unerlässlich.

Kurzzusammenfassung von Shanghai DEMIKS Electricity Power Technology 

Stromwandler (CT), elektromagnetische Spannungswandler (PT) und spannungsgesteuerte Spannungswandler (CVT) erfordern obligatorische Isolationsprüfungen und Hochspannungsfestigkeitsprüfungen. CVT erfordert aufgrund seiner Kondensatorstruktur zusätzlich zu den Standardprüfungen weitere Isolationsprüfungen hinsichtlich dielektrischer Verluste und Kapazitätswerte.