Apakah pengubah arus imbangan teras (CBCT)?

Pengubah arus imbangan teras (juga disebut sebagai CBCT) ialah pengubah arus jenis cincin (CT) melalui pusatnya sama ada tiga kabel teras tunggal atau kabel tiga teras tunggal bagi sistem tiga fasa. Kabel tiga teras itu membentuk belitan utama CBCT.

Dalam erti kata lain kita boleh takrifkan sebagai jujukan sifar CT (ZCT) juga dikenali sebagai imbangan teras CT (CBCT) adalah sejenis pengubah arus (CT) khas yang mengesan kehadiran arus jujukan sifar semasa kerosakan litar pintas (seperti LG kesalahan) keadaan yang menyebabkan ketidakseimbangan dalam 3-sistem fasa.

Imbangan teras Pengubah Arus berfungsi pada konsep mengimbangi arus jujukan sifar dalam sistem tiga fasa. Itulah sebabnya ia juga dikenali sebagai pengubah arus jujukan sifar (ZCT). Imbangan teras CT biasanya digunakan untuk perlindungan kerosakan bumi (atau perlindungan kebocoran bumi) untuk sistem elektrik voltan sederhana. CBCT biasa adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Tidak seperti pengubah arus (CT), belitan primer CBCT dibentuk dengan tiga kabel teras melalui pusat teras besinya dan gegelung sekunder CBCT juga cedera pada teras besi jenis gelangnya, dan ia disambungkan dengan geganti kerosakan bumi.

Prinsip kerja CBCT atau ZCT

Pengubah arus imbangan teras (CBCT) berfungsi berdasarkan prinsip mengimbangi arus jujukan sifar dalam 3-sistem fasa. Oleh itu ia juga dipanggil sebagai pengubah arus jujukan sifar (ZCT). Prinsip asas kerja pengubah arus jujukan sifar ialah arus Kirchhoff yang rendah: jumlah arus pada mana-mana nod litar elektrik akan sama dengan sifar.

Semasa operasi biasa sistem tiga fasa kerana jumlah vektor arus fasanya ( Īa tambah Īb tambah Īc=0 ) adalah sifar. Oleh itu tiada sebarang arus jujukan sifar sisa akan hadir dalam penggulungan primer CBCT. Oleh itu tidak akan ada sebarang fluks yang dibangunkan dalam Teras CBCT. Oleh itu tiada arus akan mengalir dalam litar sekunder CBCT.

Manakala dalam keadaan abnormal, apabila jumlah arus fasa tidak akan sifar. Kemudian disebabkan ketidakseimbangan arus fasa, arus jujukan sifar akan mengalir dalam litar sekunder CBCT. Oleh itu geganti kerosakan bumi yang disambungkan dengan sekunder CBCT, akan mendapat tenaga dan ia mengasingkan sistem yang sihat dengan bantuan pemutus litar.

Biarkan Īa , Īb dan Īc ialah arus talian bagi sistem tiga fasa dan Φa , Φb dan Φc ialah komponen fluks magnet yang sepadan yang dibangunkan dalam teras urutan sifar CT atau CBCT. Dengan mengandaikan bahawa CBCT beroperasi di kawasan linear, maka fluks magnet yang dibangunkan dalam teras CBCT akan berkadar terus dengan arus talian yang sepadan. Oleh itu ia boleh ditulis sebagai:

Φa=kIa

Φb=kIb

Φc=kIc

Di sini (k) ialah pemalar kekadaran. Oleh kerana di sini ketiga-tiga arus fasa menghasilkan fluks magnet yang sepadan dalam teras ZCT yang sama (bahan magnet yang sama). Oleh itu pemalar kekadaran yang sama (k) digunakan dalam semua fluks fasa.

Oleh itu fluks magnet yang terhasil dalam teras ZCT atau CBCT akan menjadi

Φr=k(Īa tambah Īb tambah Īc) (1)

Tetapi seperti yang kita semua tahu bahawa dari konsep komponen simetri

(Īa tambah Īb tambah Īc)=3Ī0 = Īn(2)

Di sini Īn ialah arus neutral dan Ī0 ialah arus jujukan sifar dalam pengubah semasa. Oleh itu daripada persamaan di atas (1) dan (2), kita boleh membuat kesimpulan sebagai

Φr = k.Īn (3)

Sekarang, mari kita pertimbangkan dua kes

Kes 1: Semasa operasi biasa sistem tiga fasa

Seperti yang kita ketahui bahawa Īa tambah Īb tambah Īc=0 (4)

Di sini dengan membandingkan persamaan (1) dan (4), kami mendapat hasil sebagai:

Fluks terhasil bersih (Φr=0) ialah sifar. Ini bermakna tiada arus akan mengalir dalam litar sekunder CBCT. Oleh itu geganti kerosakan bumi tidak akan beroperasi dalam keadaan sihat normal.

Kes 2: Semasa kerosakan bumi (katakan kerosakan LG) dalam keadaan tidak normal, arus fasa dalam tiga kabel teras yang melalui pusat pengubah arus tidak akan mengimbangi. Oleh itu arus jujukan sifar akan mengalir dalam litar sekunder ZCT. Sebagai contoh, pertimbangkan kes kerosakan talian tunggal ke tanah (kesalahan LG).

Jika=3Ia0 = Dalam (5)

Membandingkan persamaan (5) dengan persamaan (3) kita mendapat bahawa fluks magnet bersih dalam teras CBCT tidak akan sifar. Ia mempunyai beberapa nilai terhingga yang akan mendorong arus dalam litar sekunder ZCT. Oleh itu, arus sekunder tersebut mengalir dalam geganti perlindungan kerosakan bumi dan mengaktifkannya. Atas sebab ini, CT imbangan teras (CBCT) juga dipanggil CT jujukan sifar (ZCT).

Penggunaan CBCT atau ZCT

Pengubah arus imbangan teras (CBCT) digunakan terutamanya untuk perlindungan kerosakan bumi mesin elektrik. Salah satu aplikasi pentingnya sebagai perlindungan kerosakan bumi motor aruhan, yang dibincangkan di bawah secara terperinci.

CBCT untuk perlindungan motor

Dalam kebanyakan industri, CBCT digunakan untuk perlindungan kebocoran bumi bagi motor industri ( 3-motor aruhan fasa ). Dalam skim perlindungan ini, teras CBCT mengelilingi kabel kuasa yang disambungkan dengan 3-motor aruhan fasa. Plumbum pembumian dari sarung kabel ke bumi mesti diambil melalui mata teras ZCT. Gambar rajah biasa adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Teras CBCT teruja oleh arus (Īa tambah Īb tambah Īc tambah Īsheath tambah Īearth).

Kesan ( Īsheath plus Īearth ) dibatalkan apabila petunjuk pembumian diambil melalui mata CBCT. Oleh itu skim perlindungan bertindak balas hanya untuk (Īa tambah Īb tambah Īc) semasa dalam motor aruhan.

Kelebihan CBCT

Kelebihan utama menggunakan CBCT sebagai skim perlindungan kerosakan bumi ialah dalam skim perlindungan ini hanya satu teras CT digunakan dan bukannya tiga teras seperti dalam sistem konvensional. Oleh itu, fluks magnet yang diperlukan untuk pengeluaran arus sekunder tertentu dikurangkan kepada satu pertiga (1/3), yang merupakan kelebihan terbesar apabila sensitiviti keseluruhan sistem perlindungan meningkat.

Juga bilangan lilitan sekunder CT tidak diperlukan mengikut arus terkadar kabel kerana tiada arus sekunder mengalir dalam keadaan operasi normal kerana arus sistem tiga fasa adalah seimbang. Ini membolehkan untuk mengoptimumkan pusingan sekunder mengikut arus pikap primer CT yang berkesan.

Ciri-ciri ZCT atau CBCT

Ini adalah ciri yang sangat menarik bagi urutan sifar CT (ZCT) atau Transformer arus imbangan Teras (CBCT), ini disebut di bawah sebagai:

• Kepekaan tinggi
• Kelinearan yang baik
• Operasi yang boleh dipercayai

• Pemasangan yang mudah dan mudah

Pemilihan CBCT atau ZCT

Urutan sifar yang sesuai CT atau CBCT dipilih berdasarkan faktor berikut.

Nisbah CT Nominal: ini harus sedemikian rupa sehingga walaupun dalam sesar tanah terkecil, arus harus mencukupi untuk mengendalikan geganti sesar bumi.

Arus kebocoran tanah primer minimum

Arus pengujaan minimum yang diperlukan untuk voltan kendalian geganti

Voltan titik lutut

Dimensi dan diameter dalaman CT (diameter dalaman bergantung pada saiz kabel)