Maksimālā jauda un pielietojuma scenāriji dažādām savienojuma metodēm

Trīs{0}}fāžu maiņstrāvas skaitītāji ir svarīgs aprīkojums jaudas mērīšanas sistēmā. To izmērītās jaudas augšējā robeža nav fiksēta vērtība, bet to tieši nosaka savienojuma metode. Ir trīs galvenie veidi: tiešā savienojuma veids, ārējā strāvas transformatora (CT) tips un sprieguma transformatora (VT) + strāvas transformatora (CT) kombinācijas tips. Strukturālās konstrukcijas, pielāgotā sprieguma līmeņa un slodzes raksturlielumu atšķirību dēļ tiem ir dažādi maksimālās jaudas diapazoni un pielietojuma scenāriji.

Šajā rakstā tiks vispusīgi analizēti dažādu veidu elektroenerģijas skaitītāju pamatīpašības no četrām dimensijām: princips, aprēķinu loģika, mērījumu diapazona augšējā robeža un scenārija pielāgošana.

Tiešā-trešās fāzes-pieslēguma maiņstrāvas elektroenerģijas skaitītājs

Savienojuma princips un jaudas aprēķināšanas loģika

Tiešā pieslēguma-elektrības skaitītājiem nav nepieciešami papildu strāvas transformatori. Strāva plūst tieši caur iekšējo strāvas spoli, un spriegums ir tieši savienots ar iekšējo sprieguma spoli, tāpēc tās ir piemērotas zemsprieguma elektroenerģijas sadales sistēmām (piemēram, nominālais spriegums 380 V). To maksimālo jaudu nosaka to nominālā strāva, un pamata aprēķina formula ir:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × Iₙₘₐₓ × cosφ

Kur: Uₙ=380V (zema-sprieguma sistēmas nominālais līnijas spriegums), Iₙₘₐₓ ir elektroenerģijas skaitītāja maksimālā nominālā strāva, un cosφ ir jaudas koeficients (parasti 0,8 rūpnieciskām slodzēm un 1 tīri pretestības slodzēm).

Maksimālās jaudas augšējā robeža

Kā piemēru ņemot UBS tiešā{0}}pieslēguma trīs-fāzu maiņstrāvas skaitītāju (piemērojams trīs-fāzu maiņstrāvas uzlādes pāļiem un citiem scenārijiem), tā maksimālā nominālā strāva parasti ir 0,25–5 (65) A (vērtība iekavās ir maksimālā pieļaujamā strāva). Izmantojot 380 V spriegumu kā piemēru, tiek veikti šādi aprēķini:

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

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

Daži ražotāji piedāvā produktus ar maksimālo pieļaujamo strāvu 120A, kas atbilst aptuveni 79kW maksimālajai jaudai, bet galveno produktu maksimālā atbalstītā jauda ir koncentrēta 20-70kW diapazonā.

Piemērojamie scenāriji

Tā kā nav nepieciešamības pēc strāvas transformatoriem, uzstādīšanas vienkāršība, zemas izmaksas un diapazona pielāgošanās zemai-jaudas slodzei, tiešās-pieslēguma enerģijas skaitītājus galvenokārt izmanto:

• Trīs{0}}fāzu mērīšana dzīvojamos rajonos (piemēram, villās un rindu mājās);
• Mazas komerciālas kravas, piemēram, mazi veikali un veikali;
• Zema-sprieguma, zemas jaudas{1}}iekārtas laboratorijās un mazās darbnīcās (piemēram, mazi darbgaldi un ventilācijas iekārtas);
• Vietējā zemsprieguma{0}}sadales uzskaite biroju ēkās.

Ārējā strāvas transformatora (CT) trešā tipa-fāzes maiņstrāvas enerģijas mērītājs

Savienojuma princips un jaudas aprēķināšanas loģika

Šāda veida enerģijas skaitītāja galvenā konstrukcija ir "mazas strāvas mērīšana + liela strāvas pagarināšana": paša enerģijas skaitītāja nominālā strāva ir tikai 0,01-0,05 (6) A/1 (6) A (UBS specifikācija), un faktisko izmērīto strāvu nosaka ārējā CT primārā strāva. CT funkcija ir pārveidot lielo strāvu līnijā par mazu strāvas (piemēram, 5A) ievadi enerģijas skaitītājā saskaņā ar fiksētu transformācijas koeficientu. Tāpēc maksimālā jaudas robeža ir atkarīga no CT primārās strāvas specifikācijas, un aprēķina formula ir:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × I₁ × cosφ

Kur: Uₙ=380V (zemsprieguma/vidēja sprieguma zemsprieguma puse), I₁ ir CT primārās puses maksimālā nominālā strāva, un cosφ tiek pieņemts kā 0,8-1.

Maksimālie jaudas ierobežojumi

CT primārās strāvas specifikācijas aptver plašu diapazonu no 50A līdz 3000A, ar atbilstošu maksimālo jaudu pakāpeniski pieaugot:

• Mazs CT (50/5A): I₁=50A, Pₘₐₓ≈26,5 kW;
• Vidēja CT (200/5A): I₁=200A, Pₘₐₓ≈106 kW;
• Liels CT (1000/5A): I₁=1000A, Pₘₐₓ≈530kW;
• Īpaši liela{0}}CT (3000/5A): I₁=3000A, Pₘₐₓ≈1590kW (1,59MW).

Teorētiski, ja vien atbilst CT specifikācijām, šāda veida enerģijas skaitītāji var atbalstīt vidējas un lielas jaudas mērījumus 20kW-2MW, padarot to par galveno izvēli rūpnieciskos scenārijos.

Piemērojamie scenāriji

Ar CT paplašināto diapazonu enerģijas skaitītāju var pielāgot vidēja un zema sprieguma pusēm, kā arī zemsprieguma lielas{0}}jaudas slodzēm. To galvenokārt izmanto:

• Mazie un vidējie{0}} rūpnīcu darbnīcas (piemēram, apstrādes, tekstilizstrādājumu un elektronikas ražošana);
• Galvenās elektroenerģijas sadales uzskaite komerckompleksos un biroju ēkās;
• Atzaru ķēdes lieljaudas{0}}iekārtām, piemēram, centrālajam gaisa kondicionētājam un liftiem lielos lielveikalos un viesnīcās;
• Zemsprieguma{0}}elektrības sadales sistēmas pilsētu apakšstacijās un industriālajos parkos.

Sprieguma transformators (VT) + strāvas transformators (CT) kombinēts trīs-fāžu maiņstrāvas enerģijas mērītājs

Savienojuma princips un jaudas aprēķināšanas loģika

Šāda veida enerģijas skaitītāji ir īpaši izstrādāti augstsprieguma{0}}elektroenerģijas sadales sistēmām (10kV, 35kV, 110kV utt.). Tas prasa gan VT, gan CT, lai pārveidotu augstu spriegumu un strāvu standarta vērtībās, kuras enerģijas skaitītājs var izturēt (100 V spriegums, 5 A strāva). Maksimālo jaudu nosaka sistēmas nominālais spriegums un CT primārā strāva, ko aprēķina pēc šādas formulas:

▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₛ × I₁ × cosφ

Kur: Uₛ ir augstsprieguma{0}}sistēmas nominālais līnijas spriegums, I₁ ir maksimālā nominālā strāva CT primārajā pusē, un cosφ tiek pieņemts kā 0,8-1.

Maksimālās jaudas ierobežojums

Augstsprieguma sistēmas sprieguma līmenis un CT specifikācijas nosaka tās maksimālo jaudu:

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

Praktiskā pielietojumā šāda veida enerģijas skaitītāja maksimālā atbalstītā jauda var būt no 5 MW līdz vairāk nekā 500 MW, pilnībā apmierinot augstsprieguma -augstas{3}}jaudas mērīšanas prasības.

Piemērojamie scenāriji

Tā kā galvenā mērierīce augstsprieguma{0}}elektrības sadales sistēmās, tās lietojumi ir ļoti koncentrēti:

• Tīklam{0}}pievienotās elektroenerģijas uzskaite no lielām spēkstacijām un hidroelektrostacijām;
• Maģistrālo līniju mērīšana reģionālajās apakšstacijās un augstsprieguma{0}}sadales tīklos;
• Augstsprieguma{0}}ražošanas līnijas smagajā rūpniecībā, piemēram, tērauda, ​​ķīmisko vielu un krāsaino metālu ražošanā;
• Augsta{0}}sprieguma izejas mērīšana jaunām elektrostacijām (vēja enerģija, fotoelektriskā enerģija).

Kopsavilkums

Īsāk sakot, tiešā savienojuma veids uzvar ērtības un ekonomijas ziņā, ārējais CT tips uzvar elastīga mērījumu diapazona ziņā, un VT+CT kombinācijas veids ir spēcīgs augstsprieguma un lielas jaudas pielāgošanā.