http://www.svri.nl/specificeren-van-stroomtransformatoren/

26 april 2018

nl | en Artikelen

Specificeren van stroomtransformatoren

Als de overzetverhouding, het vermogen en de klasse bekend zijn, is een stroomtransformator in principe gespecificeerd. Uiteraard zijn nog wel aanvullende gegevens zoals bouwvorm, frequentie, isolatieniveau, maximale kortsluitstroom en omgevingsfactoren nodig.

 

Overzetverhouding Ip/Is

De overzetverhouding is de verhouding tussen de primaire en secundaire stroom.

Voor de primaire stroom Ip neemt u de eerste waarde die volgt op de hoogste continue stroom uit de reeks:
1 – 1.25 – 1.5 – 2 – 2.5 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7.5 A

Decaden daarvan behoren ook tot de reeks, zoals bijvoorbeeld:
1000 – 1250 – 1500 – 2000 – 2500 – 3000 – 4000 – 5000 – 6000 – 7500 A

De secundaire stroom Is is meestal 1A of 5A.
– 1A heeft mijn voorkeur, omdat de verliezen (VA) in een kabel 25x zo klein zijn dan bij 5A.
– 1A stroomtransformatoren kunnen kleiner zijn bij een vereiste minimum kniepuntspanning.
– 5A was noodzakelijk toen relais voeding haalden uit de meetstroom.
– 5A wordt in de VS helaas nog steeds het meest gebruikt.

 

Nauwkeurigheid

De nauwkeurigheid van een stroomtransformator hangt af van onder meer:
– vermogen
– klasse/verzadiging
– belasting
– frequentie
– temperatuur

Nauwkeurigheid op basis van vermogen en klasse (IEC)

Voor het vermogen neemt u de eerste waarde die volgt op de werkelijke belasting (inclusief kabelverliezen) uit de reeks:
2.5 – 5 – 10 – 15 – 30 VA

Voor de klasse kiest u:

Toepassing Klasse
Zeer nauwkeurige metingen 0.1 – 0.2
Tarief (kWh) metingen 0.5 – 0.5S – 0.2 – 0.2S
Paneelmeters en regelingen 1
Beveiliging  (P= protection) 5P20 – 5P10 – 10P10

 

Soms wordt de zekerheidsfactor (factor of security FS) ook gespecificeerd om meetinstrumenten tegen hoge kortsluitstromen te beveiligen. Als FS = 5, dan is de overzetfout bij 5 x Ip ≥ 10%.
Standaard waarden zijn: FS 5 – FS 10

Nauwkeurigheid op basis van kniepuntspanning en Rct

Voor onder meer class X (BS) en class PX en PR (IEC) stroomtransformatoren voor beveiligingsrelais wordt geen vermogen en klasse opgegeven, maar:
– minimale kniepuntspanning, met bijbehorende maximale magnetisatiestroom
– secundaire wikkelingsweerstand Rct (75°C)
– belasting

Let op: IEC definieert de kniepuntspanning anders dan ANSI/IEEE

Nauwkeurigheid op basis van ANSI/IEEE normen

Voor stroomstransformatoren voor meting geeft u een impedantie (burden in ohms) en een nauwkeurigheidspercentage op. Zo is B0.5 een belasting van 0.5 ohm.
Burden: B0.1 – B0.2 – B0.5 – B0.9 – B1.8
Nauwkeurigheidspercentage: 0.3 – 0.6 – 0.9 – 1.2 – 2.4

Voor stroomstransformatoren voor beveiliging is er een C-reeks, welke in de tabel met het IEC equivalent is gegeven.

ANSI/IEEE IEC (5 A CTs)
C100 25VA, 5P20
C200 50VA, 5P20
C400 100VA, 5P20
C800 200VA, 5P20

 
Let op:
– C400 en C800 kunnen zeer groot zijn.
– Deel de VA’s door 5 voor 1 A stroomtransformatoren

 

Voorbeelden en tips

  • Als de maximale continue stroom 1124 A (50 Hz) is, dan kan de specificatie van een stroomtransformator voor beveiliging zijn: 1250/1 A, 10 VA, 5P20
  • Voor kWh metingen wordt het bijvoorbeeld: 1250/1 A, 5 VA, class 0.2S
  • Of met een zekerheidsfactor: 1250/1 A, 5 VA, cl. 0.2S FS 5
  • De nauwkeurigheidsklasse is alleen van toepassing als de totale belasting inclusief kabelverliezen ongeveer gelijk is aan het vermogen van  de stroomtransformator.
  • Als het vermogen van  de stroomtransformator voor meting veel groter is dan de belasting, kunnen meetinstrumenten defect raken als ergens kortsluiting ontstaat.
  • Dezelfde stroomtransformator kan voldoen aan meerdere specificaties, bijvoorbeeld 30 VA, 5P10 en 15 VA, 5P20.
  • Voor meting kan de ANSI/IEEE specificatie van een stroomtransformator 500/5A, 0.3 B0.5 (, 60 Hz) zijn. Het vermogen is dan 0.5 x 5² = 12.5 VA.
  • Voor beveiliging kan de ANSI/IEEE specificatie van een stroomtransformator 500/5A, C100 (, 60 Hz) zijn. Dit betekent dat er secundair 20 × 5 A = 100 A door een standaard belasting van 1 ohm kan lopen met een onnauwkeurigheid van minder dan 10%. De spanning over de belasting is dan 100 V.

 

Zie ook

 

Referenties

  • IEC 61869-1 – Instrument transformers – Part 1: General requirements
  • IEC 61869-2 – Instrument transformers – Part 2: Additional requirements for current transformers
  • IEC 60044-1 en IEC 185 zijn vervallen normen voor stroomtransformatoren
  • IEEE Std C57.13-2008 – IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers