Przekładniki prądowe (CT) są oczami systemu elektroenergetycznego. Aby przekaźniki zabezpieczające działały prawidłowo podczas potężnego zwarcia, przekładnik musi dostarczać dokładny sygnał bez nasycenia. W tym miejscu do gry wchodzi krzywa błędu 10%. Pominięcie tych krzywych może prowadzić do katastrofalnych awarii przekaźników w scenariuszach z dużymi prądami zwarciowymi.

W idealnym świecie przekładnik prądowy przekształcałby prąd pierwotny na wtórny bez strat. W rzeczywistości część prądu jest zawsze tracona na magnesowanie rdzenia. Podczas poważnej awarii, jeśli prąd pierwotny wielokrotnie przekracza wartość znamionową, przekładnik może ulec nasyceniu. Powoduje to znaczny spadek prądu wtórnego, co prowadzi do awarii przekaźnika zabezpieczającego.

Aby zrozumieć błąd, musimy przyjrzeć się obwodowi zastępczemu przekładnika. Prąd pierwotny (Ip) jest przeliczany na stronę wtórną (I2), ale dzieli się na dwie ścieżki. Jedna część to prąd wzbudzenia (Ie) płynący przez impedancję wzbudzenia (Ze), podczas gdy druga część (Is) płynie do zewnętrznego obciążenia (Zb).
Prąd wzbudzenia (Ie) reprezentuje straty wewnętrzne, takie jak prądy magnetyczne i wirowe. Ponieważ Ie pochłania część przetworzonego prądu, prąd Is mierzony zewnętrznie jest zawsze nieco mniejszy od idealnego I2. Ponieważ impedancja wzbudzenia (Ze) zmienia się wraz z indukowaną siłą elektromotoryczną (Es), musimy zmierzyć krzywą charakterystyki wzbudzenia, aby zrozumieć tę zależność.
Najpierw mierzymy rezystancję DC uzwojenia wtórnego (Rct) i obliczamy impedancję uzwojenia (Z2 = Rct + jXct). Następnie przeprowadzamy test wzbudzenia, aby wykreślić krzywą zależności U = f(Ie).
Krzywa błędu 10%: Podobnie, definiuje ona maksymalne dopuszczalne obciążenie wtórne dla różnych wartości K_ALF, przy jednoczesnym zapewnieniu, że błąd całkowity nie przekroczy 10%.

Krzywa błędu 5%: Krzywa ta ustala zależność między współczynnikiem granicznym dokładności (K_ALF) — stosunkiem prądu pierwotnego do znamionowego prądu pierwotnego — a dopuszczalnym obciążeniem wtórnym, gdy błąd prądowy wynosi dokładnie 5%.

Rysowanie krzywej błędu obejmuje kilka logicznych kroków:
Ustawienie limitu błędu: Dla błędu 10% definiujemy całkowity prąd wtórny jako 10-krotność prądu wzbudzenia (I2 = 10 * Ie).
Obliczenie wyjścia wtórnego: Korzystając z modelu obwodu, Is = I2 - Ie, co daje Is = 9 * Ie.
Wyznaczenie K_ALF: Współczynnik graniczny dokładności (K_ALF) to stosunek prądu pierwotnego do znamionowego prądu pierwotnego. Dla przekładnika o prądzie wtórnym znamionowym 1A, K_ALF = 10 * Ie.
Mapowanie do dopuszczalnego obciążenia: Dla każdej wartości K_ALF znajdujemy odpowiadające jej napięcie (U) na krzywej wzbudzenia i obliczamy dopuszczalne obciążenie (Z) za pomocą wzoru Es / Is - Z2.
Nowoczesne narzędzia, takie jak analizator przekładników prądowych KINGSINE KT220, automatyzują te skomplikowane obliczenia. Podczas gdy tradycyjne metody wymagają ciężkiego sprzętu, KT220 wykorzystuje zaawansowaną konwersję częstotliwości do wydajnego testowania charakterystyk wzbudzenia. Automatycznie generuje krzywe błędu 5% i 10%, mapując zależność między K_ALF a dopuszczalnym obciążeniem w VA lub omach.
KINGSINE dostarcza tę precyzyjną technologię na znacznie bardziej przystępnym poziomie inwestycyjnym niż wiele marek europejskich. Pozwala to zakładom energetycznym wyposażyć więcej zespołów terenowych w narzędzia o dokładności 0,05% bez nadwyrężania budżetu.

Obie krzywe pokazują zależność między krotnością prądu pierwotnego a maksymalnym obciążeniem wtórnym. Krzywa 5% jest bardziej rygorystyczna dla zabezpieczeń o wysokiej precyzji, podczas gdy krzywa 10% jest standardem dla większości ogólnych zabezpieczeń.
Wyższe obciążenie zwiększa napięcie, które przekładnik musi wytworzyć. Spycha to rdzeń przekładnika w stronę nasycenia, zwiększając prąd wzbudzenia i całkowity błąd.
Tak, KT220 to kompleksowy analizator zarówno dla przekładników prądowych (CT), jak i przekładników napięciowych (VT/PT).