Els transformadors de corrent utilitzats habitualment a les subestacions es poden classificar segons el seu principi de funcionament, estructura, aplicació i mètodes d'instal·lació. A continuació es presenta una introducció detallada als tipus comuns de transformadors a les subestacions, així com les característiques, els escenaris d'aplicació i les tendències de la indústria del transformador a les subestacions:
I. Classificació per principi de funcionament
Transformador de corrent electromagnètic (TC tradicional)
Principi: segons el principi d'inducció electromagnètica, un corrent produeix flux magnètic a través del nucli de ferro i dos bobinatges indueixen corrent. Característiques:
Tecnologia avançada, baix cost i alta fiabilitat.
saturació del nucli amb un rang dinàmic limitat (normalment inferior o igual al corrent nominal de 30 vegades).
Escenaris d'aplicació:
Apte per mesurar, protegir i mesurar subestacions amb nivells de tensió inferiors a 110 kV.
Per exemple: CT de nucli distribuïdor de 10 kV, transformador principal d'alta tensió lateral CT.
Transformador de corrent electrònic (ECT)
Com funciona: sortida digital directa mitjançant sensors òptics, com l'efecte Faraday o la bobina Rogowski. Característiques:
Saturació lliure del nucli-, ampli rang dinàmic (fins a 100 vegades el corrent nominal).
Mida petita, pes lleuger, gran capacitat anti-interferències electromagnètiques.
Cal abordar l'estabilitat-a llarg termini i la deriva de la temperatura.
Escenaris d'aplicació:
Subestacions intel·ligents, nous escenaris d'integració energètica (ex. energia eòlica, fotovoltaica).
Exemples: TC òptic en GIS 220kV, TC efecte Hall en HVDC.
II. Per Estructura
Trans (Trans) CT
Estructura: el primer conductor directament a través de la finestra del nucli de ferro, el segon bobinatge al voltant del bobinatge del nucli de ferro. Característiques:
Instal·lació flexible, no cal cap interrupció única.
Apte per a corrent alta (per exemple, bus, cable).
Escenaris d'aplicació:
A l'extrem d'entrada dels armaris de distribució de 10 kV/35 kV i a l'extrem de sortida dels bancs de condensadors.
TC tubular
Estructura: instal·lat directament a la boquilla del transformador o disjuntor, el bobinatge principal és el conductor de la boquilla. Característiques:
Compacte i{0}}estalvi d'espai.
El disseny ha de coincidir amb l'equip i té poca versatilitat.
Escenaris d'aplicació:
Lateral d'alta tensió del transformador principal, integrat-en GIS (Gas Insulated Switchgear).
Bus CT
Estructura: el nucli es divideix per la meitat i es troba entre la barra colectora, a través de la qual el corrent primari genera flux magnètic. Característiques:
No cal desconnectar la barra colectora per facilitar la instal·lació.
Adequat per equipar autobusos ja en ús.
Escenaris d'aplicació:
Mesura de la intensitat de l'autobús després de l'ampliació de la capacitat de la subestació.
Columnes CT
Estructura: el nucli i el bobinatge es fixen a la columna aïllant i el conductor principal passa pel centre del nucli. Característiques:
Alta resistència mecànica, adequada per a situacions d'alta-pressió exterior.
Mida petita, alt cost.
Escenaris d'aplicació:
Protecció de via Subestacions exteriors 220kV/500kV.
III. Per Propòsit
Mesura CT
Requereix una alta precisió (per exemple, 0,2, 0,5) i un error baix per a la mesura de l'energia elèctrica i el control de càrrega.
Escenaris d'aplicació:
Punts clau de mesura, mesura de consum d'energia de la planta.
TC de protecció
Requisits: Resistència d'alta saturació amb nivells de precisió de 5P i 10P (per exemple, . 5P20 representa un error inferior o igual al 5% a 20 vegades el corrent nominal) per a la protecció contra sobreintensitat i la protecció diferencial.
Escenaris d'aplicació:
Protecció de línies, protecció de transformadors, protecció de barres.
Exemple: el TC de sortida del disjuntor de 220 kV.
Mesurament + Protecció TC de doble propòsit-
Estructura: té múltiples bobinatges secundaris, compleix els requisits de mesura i protecció. Característiques:
Reduir el nombre de TC i reduir costos.
S'ha de validar la interacció entre els bobinatges.
Escenaris d'aplicació:
Armari d'entrada de subestacions de mitjana i baixa tensió.
IV. INTRODUCCIÓ Per mètode d'instal·lació
Instal·lació independent de CT
Estructura: S'instal·la per separat al costat d'equips (per exemple, interruptors automàtics, bus).
Escenaris d'aplicació:
TC de circuits de subestació exterior, TC de punt neutre del transformador principal.
TC integrat
Estructura: Integració amb altres equips (com ara GIS, interruptors). Característiques:
Estalvieu espai i reduïu els punts de connexió.
Per al manteniment, cal substituir l'equip en conjunt.
Escenaris d'aplicació:
TC interns per a GIS de 110 kV i superiors i TC integrats en interruptors automàtics intel·ligents.
V. Tendències i impactes del sector
Actualització digital
A les subestacions intel·ligents, els TC han d'admetre el protocol IEC 61850 i emetre senyals digitals (com ara la unitat de fusió MU) per a la transmissió i sincronització de dades en temps real-.
Per exemple, els TC electrònics es combinen amb terminals intel·ligents (IED) per substituir l'adquisició de quantitats analògica tradicional.
Requisits de mesura de banda ampla
La integració de noves fonts d'energia condueix a un augment dels harmònics i els TC requereixen capacitats de resposta de banda ampla (p. ex., 0,1 Hz - 1kHz) per mesurar amb precisió els corrents no-essencials.
Solució: utilitzeu bobines Rogowski o sensor òptic per evitar limitacions de resposta de freqüència del nucli.
Tecnologia anti-saturació
L'augment del corrent de curt-circuit requereix que els TC utilitzin tècniques anti-saturació (com la classe TPY, la classe TPZ) per garantir una protecció fiable.
Característiques de la classe TPY: magnètic residual Menor o igual al 10%, adequat per a protecció diferencial.
Miniaturització i integració
Les subestacions urbanes demanen espai i CTS avança cap a la miniaturització i el baix consum d'energia.
Per exemple, els nuclis d'aliatge s'utilitzen per reduir el volum i el pes.
