Strujni transformatori za mjerače energije: odabir, dimenzioniranje i ožičenje

Čim struja opterećenja premaši ono što brojilo može izravno primiti. EMU Professional II mjeri izravno do 100 A po fazi. Iznad toga strujni transformatori mjere struju i preslikavaju je na 5 A ili 1 A koje brojilo obrađuje.

Primarni vodič čini primarni namot, obično s jednim zavojem kroz otvor. Struja stvara magnetsko polje u jezgri, koje u sekundarnom namotu inducira razmjerno manju struju. Omjer broja zavoja određuje prijenosni omjer.

Pri primarnoj struji od 250 A transformator na sekundarnoj strani daje 5 A. Omjer je linearan: 125 A primarno daje 2,5 A sekundarno. Taj se omjer mora postaviti u brojilu, inače su prikazane vrijednosti pogrešne.

Transformator sa zatvorenom jezgrom zatvoren je prsten. Navlači se na kabel ili sabirnicu tijekom izgradnje postrojenja, što znači da se vodič mora jednom odspojiti. Transformator s rastavljivom jezgrom otvara se i može se postaviti oko postojećeg vodiča, pa se može naknadno ugraditi bez rastavljanja ožičenja.

EMCT transformatori sa zatvorenom jezgrom razvrstani su prema DIN EN 61869-2, transformatori s rastavljivom jezgrom serije TQ prema IEC 60044-1. Obje norme definiraju razrede točnosti i uvjete pod kojima vrijede.

EMU preporučuje radno područje od 5 do 120 posto nazivne struje. Ispod 5 posto relativna pogreška postaje velika; iznad 120 posto jezgra napušta linearno područje. Odlučuje stvarna struja opterećenja, a ne vrijednost osigurača.

Bolje ne. Vrijednost osigurača govori koliko smije najviše teći, a ne koliko obično teče. Postrojenja su često osigurana s velikom rezervom i svakodnevno rade na djeliću te vrijednosti. Transformator odabran prema osiguraču tada stalno mjeri u netočnom donjem području.

Za obračun i raspodjelu količina trećim stranama uobičajen je razred 0,5 ili bolji. Za čisti nadzor i otkrivanje vršnog opterećenja dovoljan je razred 1. Ukupnu točnost mjerenja ograničava slabija od dviju komponenti, brojilo ili transformator.

Opterećenje je teret koji transformator mora pokretati na sekundarnoj strani: brojilo, stezaljke i mjerni kabel zajedno, izraženo u VA. Ako stvarno opterećenje premaši nazivno, transformator više ne zadržava svoj razred točnosti.

Pri sekundarnoj struji od 5 A uobičajeno je 2,5 mm², na dužim trasama više. Otpor vodiča izravno ulazi u opterećenje. Pri sekundarnoj struji od 1 A taj je utjecaj znatno manji jer gubici rastu s kvadratom struje.

Strujni transformator ponaša se kao izvor struje. Ako se sekundarni krug otvori dok teče primarna struja, transformator tjera jezgru u zasićenje, a na S1 i S2 nastaju opasno visoki naponski vrhovi. To može uništiti transformator i ugroziti ljude.

Ispitna redna stezaljka s mostićima za kratko spajanje između transformatora i brojila omogućuje zatvaranje sekundarnog kruga prije odspajanja brojila. Bez tih stezaljki postrojenje se mora isključiti pri svakoj zamjeni brojila. Stezaljku treba planirati već pri prvoj instalaciji.

Najprije zatvorite mostiće u ispitnoj rednoj stezaljci i provjerite kontakt. Zatim odspojite vodove prema brojilu, priključite novo brojilo i postavite prijenosni omjer. Na kraju otvorite mostiće i provjerite vjerodostojnost mjernih vrijednosti u odnosu na poznato opterećenje.

P1 i P2 označavaju primarnu stranu, a time i smjer prolaza vodiča: P1 prema napajanju, P2 prema trošilu. S1 i S2 sekundarne su stezaljke prema brojilu. Ako se zamijene P1 i P2 ili S1 i S2, predznak se okreće i brojilo broji potrošnju kao isporuku.

U mnogim postrojenjima jedna se strana sekundarnog kruga uzemljuje kako bi u slučaju kvara postojao definiran potencijal. Što vrijedi u konkretnom slučaju, ovisi o propisima o instalacijama i operatoru mreže. To pitanje treba postaviti prije instalacije, a ne nakon nje.

Prema članku 13. stavku 1. uredbe švicarskog EJPD-a o mjerilima električne energije i snage (EMmV, SR 941.251) valjanost ovjere induktivnih i kapacitivnih mjernih transformatora neograničena je. Za druge tipove transformatora savezni ured može pri odobrenju tipa pojedinačno utvrditi rok ponovne ovjere.

Da. Neograničena valjanost odnosi se samo na transformatore, ne na brojilo: elektronička brojila radne energije moraju se prema članku 6 EMmV ponovno ovjeravati svakih deset godina. Statistički postupak uzorkovanja dopušten za izravno mjerna brojila prema prilogu 4 izričito vrijedi samo bez predspojenih transformatora.

Da, pod uvjetom da korištena mjerila ispunjavaju zahtjeve propisa o mjerilima i da je prijenosni omjer ispravno postavljen i dokumentiran. Razgraničenje prema mreži ostaje stvar operatora distribucijskog sustava.