Три{0}}фазните електромери за променлив ток са важно оборудване в системата за измерване на мощността. Горната граница на тяхната измерена мощност не е фиксирана стойност, а се определя пряко от начина на свързване. Има три основни типа: тип директна връзка, тип външен токов трансформатор (CT) и тип комбинация на трансформатор на напрежение (VT) + токов трансформатор (CT). Поради разликите в структурния дизайн, адаптираното ниво на напрежение и характеристиките на натоварване, те имат различни диапазони на максимална мощност и сценарии на приложение.
Тази статия ще анализира изчерпателно основните характеристики на различни видове електромери от четири измерения: принцип, логика на изчисление, горна граница на обхвата на измерване и адаптиране на сценария.
Трифазен електромер с директна-връзка-променлив ток
Принцип на свързване и логика за изчисляване на мощността
Електромерите с-директна връзка не изискват допълнителни токови трансформатори. Токът протича директно през вътрешната токова намотка и напрежението е директно свързано към вътрешната напреженова намотка, което ги прави подходящи за разпределителни системи с ниско{2}}напрежение (напр. номинално напрежение 380V). Тяхната максимална мощност се определя от техния номинален ток, а основната формула за изчисление е:
▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × Iₙₘₐₓ × cosφ
Където: Uₙ=380V (номинално мрежово напрежение на система с ниско{1}}напрежение), Iₙₘₐₓ е максималният номинален ток на електромера, а cosφ е факторът на мощността (обикновено 0,8 за индустриални товари и 1 за чисто резистивни товари).
Горна граница на максимална мощност
Вземайки UBS директен -връзка три-фазен електромер за променлив ток като пример (приложим за три-фазни променливотокови колони за зареждане и други сценарии), максималният му номинален ток обикновено е 0,25-5 (65) A (стойността в скобите е максималният допустим ток). Използвайки напрежение от 380V като пример, се правят следните изчисления:
Когато cosφ=0.8, Pₘₐₓ=√3×380V×65A×0,8≈34,45kW;
Когато cosφ=1, Pₘₐₓ=√3×380V×65A×1≈42,9kW.
Няколко производители предлагат продукти с максимален допустим ток от 120A, съответстващ на максимална мощност от приблизително 79kW, но максималната поддържана мощност на основните продукти е концентрирана в диапазона 20-70kW.
Приложими сценарии
Поради елиминирането на нуждата от токови трансформатори, лесната инсталация, ниската цена и адаптивността на обхвата към ниски{0}}мощни натоварвания, електромерите с директно-включване се използват главно за:
- Три{0}}измерване в жилищни комплекси (като вили и градски къщи);
- Малки търговски товари като малки магазини и смесени магазини;
- Оборудване с ниско-волтаж,-енергия в лаборатории и малки работилници (като малки машинни инструменти и вентилационно оборудване);
- Локално-разпределително измерване на клонове за ниско напрежение в офис сгради.
Трифазен електромер за променлив ток тип външен токов трансформатор (CT).
Принцип на свързване и логика за изчисляване на мощността
Основният дизайн на този тип електромер е "измерване на малък ток + разширение на голям ток": номиналният ток на самия електромер е само 0,01-0,05 (6) A/1 (6) A (спецификация на UBS), а действително измереният ток се определя от първичния ток на външния CT. Функцията на CT е да преобразува големия ток в линията в малък ток (като 5A), подаван към измервателния уред, съгласно фиксирано съотношение на трансформация. Следователно ограничението на максималната мощност зависи от спецификацията на първичния ток на CT и формулата за изчисление е:
▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₙ × I₁ × cosφ
Където: Uₙ=380V (ниско напрежение/средно напрежение страна с ниско напрежение), I₁ е максималният номинален ток на първичната страна на CT, а cosφ се приема като 0,8-1.
Максимални ограничения на мощността
Спецификациите на първичния ток на CT покриват широк диапазон, от 50A до 3000A, със съответната максимална мощност, нарастваща стъпаловидно:
- Малък CT (50/5A): I₁=50A, Pₘₐₓ≈26,5kW;
- Среден CT (200/5A): I₁=200A, Pₘₐₓ≈106kW;
- Голям CT (1000/5A): I₁=1000A, Pₘₐₓ≈530kW;
- Изключително-голям CT (3000/5A): I₁=3000A, Pₘₐₓ≈1590kW (1,59MW).
На теория, докато спецификациите на CT съвпадат, този тип електромер може да поддържа измервания на средна и висока мощност от 20kW-2MW, което го прави основния избор за индустриални сценарии.
Приложими сценарии
С обхвата, разширен от CT, електромерът може да се адаптира към страни със средно и ниско напрежение, както и към високо{0}}мощни товари с ниско напрежение. Използва се главно в:
- Малки и средни{0}}фабрични цехове (като производство на машини, текстил и електроника);
- Основно електроразпределително измерване в търговски комплекси и офис сгради;
- Разклонителни вериги за високо{0}}мощно оборудване като централна климатизация и асансьори в големи супермаркети и хотели;
- -Електроразпределителни системи за ниско напрежение в градски подстанции и индустриални паркове.
Трансформатор на напрежение (VT) + токов трансформатор (CT) Комбиниран три-фазен електромер за променлив ток
Принцип на свързване и логика за изчисляване на мощността
Този тип електромер е специално проектиран за електроразпределителни системи с високо{0}}напрежение (10 kV, 35 kV, 110 kV и др.). Изисква както VT, така и CT да преобразуват високото напрежение и високия ток в стандартни стойности, които електромерът може да издържи (100V напрежение, 5A ток). Максималната мощност се определя от номиналното напрежение на системата и първичния ток на CT, изчислени по следната формула:
▶ Pₘₐₓ=√3 × Uₛ × I₁ × cosφ
Където: Uₛ е номиналното мрежово напрежение на -системата с високо напрежение, I₁ е максималният номинален ток на първичната страна на CT, а cosφ се приема като 0,8-1.
Максимална граница на мощността
Нивото на напрежение и спецификациите на CT на високо{0}}система с напрежение определят нейния максимален капацитет:
- 10kV система + CT 600/5A: Pₘₐₓ=√3 × 10kV × 600A × 0,8 ≈ 8,3MW;
- 35kV система + CT 1000/5A: Pₘₐₓ=√3 × 35kV × 1000A × 0,8 ≈ 48,5MW;
- 110kV система + CT 3000/5A: Pₘₐₓ=√3 × 110kV × 3000A × 0,8 ≈ 474MW.
При практически приложения максималната поддържана мощност на този тип електромер може да се разшири от 5 MW до над 500 MW, покривайки напълно изискванията за високо-напрежение, висока-мощност.
Приложими сценарии
Като основно измервателно устройство в електроразпределителни-системи за високо напрежение, приложенията му са силно концентрирани в:
- Измерване на свързано към мрежата-електричество от големи електроцентрали и водноелектрически централи;
- Измерване на главни линии в регионални подстанции и-разпределителни мрежи за високо напрежение;
- Производствени-линии за високо напрежение в тежки индустрии като стомана, химикали и-цветни метали;
- Измерване-на високо напрежение на нови енергийни електроцентрали (вятърна енергия, фотоволтаични).
Резюме
| Метод на свързване | Максимален поддържан диапазон на мощност | Основни сценарии за приложение | Основни съображения при избора |
|---|---|---|---|
| Директна връзка | 20-70kW | Малки товари с ниско{0}}напрежение (жилищни, малки търговски обекти, лаборатории) | Съвпада с номиналния ток на товара; не е необходимо допълнително оборудване |
| Външна CT връзка | 50kW-2MW | Средни и големи мощностни натоварвания от страна на ниско-напрежение/средно-напрежение ниско-(фабрики, търговски комплекси) | Изберете коефициент на CT според тока на натоварване |
| Комбинирана връзка VT + CT | 5MW-500MW+ | Високо-волтажни свръх-високи мощности (електроцентрали, подстанции, тежка промишленост) | Съвпадение на системното напрежение и коефициента на CT; отговарят-на изискванията за изолация на високо напрежение |
Накратко, типът директна връзка печели по отношение на удобство и икономичност, външният тип CT печели по отношение на гъвкав обхват на измерване, а типът комбинация VT+CT е силен при адаптиране на високо напрежение и висока мощност.