Die Vor- und Nachteile der Installationsmethode des US-Standard-Stromtransformators

Wird ein 600-V-Durchkern-CT üblicherweise in metallverkleideten Schaltanlagen eingesetzt? Der Durchkern-CT hat eine geringere Kosten als ein Hochspannungs-Epoxid-Säulen-CT und bietet den Benutzern kostengünstigere Produkte.

Der Durchkern-CT enthält den Primärleiter nicht als Bestandteil des CT selbst, wodurch der CT von der Hauptdielektrikum- und thermischen Spannung isoliert wird. Die Auswirkung der CT-Erwärmung ist relativ gering, und die Wärme des Primärleiters wird direkt in die Luft abgestrahlt, anstatt in Epoxidharz, was das Risiko der CT-Überhitzung und -Alterung nicht erhöht.

Die Primärleiterabstützung für Kurzschlussleistung wird von der Schaltanlagenstruktur und dem Primärleiter des Leistungsschalters bereitgestellt, nicht vom CT, was höhere Kurzschlussniveaus ermöglicht. Der CT selbst muss keine dynamische und thermische Stabilität ertragen, und der Epoxid-Säulen-CT kann oft die Anforderungen an die dynamische und thermische Stabilität für kleine Übersetzungsverhältnisse nicht erfüllen. Da die CTs nicht direkt in der Hochspannungsbusstruktur angeordnet sind, sind sie leichter zu warten, zu inspizieren, auszutauschen (z. B. wenn ein Änderung des Übersetzungsverhältnisses erforderlich ist) oder nach der ersten Installation hinzuzufügen. Durchgangs-CTs sind in variablen Übersetzungsverhältnissen leicht erhältlich. Bei der PX-Stufe können CTs mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen auf einem Gehäuse installiert werden, um verschiedene Schutzfunktionen zu bilden. Die Lieferzeit für den Durchkern-CT ist normalerweise kürzer als die für Hochspannungs-CT. Die Verwendung eines Durchkern-CT ermöglicht die Installation des CT im Leistungsschalterfach, um die Haupttrennkomponente herum, wodurch Platz im Sammelschienenfach und Kabelfach gespart wird. Zwei CTs können pro Phase installiert werden, und vier Stromwandler können an den oberen und unteren Kontaktkästen eines Leistungsschalters installiert werden. Insbesondere für Sammelschienenstromwandler, die Differentialschutz erfordern, erfordern Epoxid-Säulen-Transformatoren einen großen Installationsraum und erzeugen erhebliche Wärme, was direkt dazu führt, dass die Temperaturerhöhung im Sammelschienenraum den Standard überschreitet. Der Effekt von Hochstromwandlern ist deutlicher. Der Durchgangs-Stromwandler erfordert keinen dicken Primärleiter, der im Epoxidharz gegossen werden muss, was den Überlappungswiderstand der Kupferstäbe in den Ein- und Ausgangsanschlüssen verringert und die Wärmeerzeugung minimiert. Durch die Verwendung einer rohrförmigen Sammelschiene, die direkt hindurchgeführt wird, wird eine hohe Leitfähigkeit und eine gute Wärmeableitung erreicht.

Was sind also die Mängel oder Nachteile?  

Zunächst muss das Isolationsproblem angegangen werden. Im Gegensatz zu Mittelspannungs-Buchsen-Stromwandlern erfüllen 600V-Durchgangsstromwandler die Anforderungen an die Mittelspannungsisolierung. Der 600V-Stromwandler hat eine Netzfrequenz-Stoßspannungsfestigkeit von 3kV und eine Blitzstoßspannungsfestigkeit von 10kV. Daher sind Kontaktkästen oder isolierte Stromschienen erforderlich, um die Isolationsleistungserfordernisse zu erfüllen. Bei 15kV ist im Allgemeinen keine interne und externe Spannungsangleichungsschirmung erforderlich. Bei 27/38kV muss der Kontaktkasten eine interne und externe Schirmung verwenden, um die Isolationsanforderungen zu erfüllen.

Zweitens ist bei kleinem Übersetzungsverhältnis die Größe größer oder die Kapazität relativ klein. Wenn die Kapazität von 75:5 und 5P20 nur 2,5VA erreichen kann und die Messgenauigkeit nur 4,8 beträgt, kann dies in der Verwendung von US-Standard-Schaltanlagen die Anforderungen erfüllen. Es kann jedoch nicht die Anforderungen für Szenarien mit hoher Genauigkeit und hoher Kapazitätsanforderung erfüllen. Für Zwecke wie die Strommessung kann dieser Typ von Durchgangsstromwandler nicht verwendet werden.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Installation eines Stromwandlers (CT) zu einer Vergrößerung der Tiefe des Schaltgeräteschalters führt. Um einen Stromwandler an der Kontaktbox zu installieren, ist eine Kontaktbox mit Frontanschluss erforderlich. Dies erhöht die Tiefe des gesamten Schaltgeräteschalters.

Aus Sicherheitsgründen muss der Stromwandler mit geöffnetem Schieber ausgewechselt werden. In diesem Fall muss die Stromversorgung abgeschaltet werden, bevor der Schieber geöffnet werden kann. Wenn die Stromversorgung nicht abgeschaltet wird, wird der Bediener direkt spannungsführenden Hochspannungsteilen ausgesetzt, was sehr gefährlich ist.

Stromwandler können auch hinter den Schränken installiert werden, isoliert und unterstützt durch Isolierhülsen oder isolierende Stromleiter, und können auch für Transformatoranwendungen verwendet werden. Bei Stromwandlern mit größerem Innendurchmesser können kreisförmige Leiter mit wärmeschrumpfbaren Hülsen kleinen Durchmessers ohne Isolierhülsen verwendet werden, solange der Luftspalt groß genug ist, um die Isolationsanforderungen zu erfüllen.