Przekładniki elektryczne to kluczowe urządzenia w dziedzinie elektrotechniki i automatyki przemysłowej. Choć często pozostają niewidoczne, ich rola w monitorowaniu, ochronie oraz pomiarach parametrów elektrycznych w instalacjach energetycznych jest nieoceniona. W artykule omówimy podstawowe informacje dotyczące przekładników elektrycznych, ich rodzaje, zastosowania, a także najważniejsze aspekty, które należy wziąć pod uwagę przy ich wyborze.

1. Co to są przekładniki elektryczne?

Przekładniki elektryczne są urządzeniami, które pozwalają na zmniejszenie wartości prądu lub napięcia, aby umożliwić ich bezpieczne i dokładne pomiary oraz przetwarzanie. Przekładniki zmniejszają napięcie lub prąd do poziomów, które są bezpieczne dla układów pomiarowych i ochronnych, jednocześnie zachowując proporcjonalność z oryginalnymi wartościami. Dzięki temu umożliwiają dokładne pomiary oraz sterowanie w systemach o dużej mocy.

2. Podstawowe rodzaje przekładników

Przekładniki elektryczne dzielimy na dwie główne kategorie: przekładniki prądowe oraz przekładniki napięciowe.

Przekładniki prądowe (CT – Current Transformers)

Przekładniki prądowe stosuje się, aby mierzyć prąd w obwodach o dużej mocy i wysokim napięciu. Działają one poprzez zmniejszenie wartości prądu do poziomu, który może być mierzony przez standardowe urządzenia pomiarowe, np. amperomierze lub przekaźniki ochronne. Przekładniki prądowe są stosowane w:

• systemach ochrony sieci, gdzie monitorują i wykrywają przeciążenia oraz zwarcia,
• układach pomiarowych, które dostarczają informacji o przepływie prądu w instalacjach,
• aplikacjach automatyki, które wymagają monitorowania prądu w czasie rzeczywistym.

Przekładniki napięciowe (VT – Voltage Transformers)

Przekładniki napięciowe służą do zmniejszania wysokiego napięcia do poziomu możliwego do zmierzenia przez standardowe urządzenia. Używane są głównie w obwodach z wysokim napięciem, gdzie bezpośredni pomiar byłby niebezpieczny lub technicznie trudny. Ich główne zastosowania obejmują:

• monitorowanie napięcia w sieciach energetycznych,
• zabezpieczenia sieci i rozdzielnic,
• dostarczanie zredukowanych wartości napięcia dla układów pomiarowych i automatyki.

3. Zasada działania przekładników elektrycznych

Przekładniki prądowe i napięciowe działają na podobnej zasadzie jak transformatory. Przekładniki prądowe mają dwie strony: pierwotną, przez którą przepływa mierzony prąd, oraz wtórną, gdzie wartość prądu jest zmniejszana. W przypadku przekładników napięciowych zasada jest podobna – strona pierwotna jest podłączona do wysokiego napięcia, a strona wtórna dostarcza zredukowaną wartość napięcia.

Przekładniki, zarówno prądowe, jak i napięciowe, muszą spełniać odpowiednie normy, aby ich pomiary były dokładne i bezpieczne. Zazwyczaj przekładnik prądowy jest określany poprzez współczynnik przekładni, np. 1000:5, co oznacza, że na każde 1000 A przepływające przez stronę pierwotną, na stronie wtórnej popłynie 5 A.

4. Kluczowe parametry przekładników

Wybierając przekładnik elektryczny, warto zwrócić uwagę na następujące parametry:

• Współczynnik przekładni – mówi o proporcji między prądem lub napięciem na stronie pierwotnej a wtórnej. Musi być dostosowany do zakresu mierzonych wartości.
• Klasa dokładności – przekładniki mają różne klasy dokładności, które określają ich precyzję pomiarową. Im niższa wartość klasy, tym większa dokładność.
• Moc znamionowa – moc, jaką przekładnik może dostarczyć bez utraty dokładności. Jest szczególnie istotna w przypadku przekładników stosowanych w systemach ochrony.
• Częstotliwość pracy – większość przekładników jest projektowana na określoną częstotliwość (najczęściej 50 Hz lub 60 Hz). Użycie ich poza tym zakresem może wpłynąć na dokładność pomiarów.

5. Zastosowania przekładników elektrycznych

Przekładniki prądowe i napięciowe mają szerokie zastosowanie w różnych sektorach przemysłu, energetyce, automatyce budynkowej oraz w systemach rozdzielczych. Dzięki nim możliwe jest:

• Monitorowanie parametrów sieci – umożliwiają pomiary napięcia i prądu, co pozwala na śledzenie obciążenia i stanu pracy instalacji.
• Ochrona przed przeciążeniami i zwarciami – przekładniki stosowane są w systemach ochrony, wykrywając niebezpieczne wartości prądów i napięć.
• Sterowanie i automatyzacja – w systemach automatyki przekładniki przekazują dane o przepływie prądu, które są wykorzystywane do automatycznego sterowania urządzeniami.

6. Zalety i wady przekładników elektrycznych

Zalety:

• Bezpieczeństwo pomiarów – dzięki redukcji wartości prądu i napięcia, przekładniki pozwalają na bezpieczne monitorowanie parametrów elektrycznych.
• Wysoka dokładność – odpowiednio dobrane przekładniki umożliwiają precyzyjne pomiary.
• Szerokie zastosowanie – są używane zarówno w energetyce, jak i automatyce przemysłowej.

Wady:

• Wrażliwość na zmienne warunki – np. zmiany temperatury mogą wpływać na dokładność pomiarów.
• Ograniczenia mocy – przekładniki mają określoną moc znamionową, której przekroczenie może powodować błędy.

7. Jak wybrać odpowiedni przekładnik?

Wybór przekładnika zależy od specyficznych wymagań aplikacji, w jakiej będzie on stosowany. Należy wziąć pod uwagę przede wszystkim wartości prądów lub napięć w instalacji, wymaganą klasę dokładności oraz moc znamionową. Ważne jest także, aby przekładniki były zgodne z obowiązującymi normami bezpieczeństwa, szczególnie w instalacjach o wysokim napięciu.

Podsumowanie

Przekładniki elektryczne, choć nie zawsze zauważane, są kluczowymi elementami systemów energetycznych i automatyki przemysłowej. Umożliwiają one bezpieczne, dokładne i efektywne monitorowanie oraz zarządzanie przepływem energii. Wybór odpowiedniego przekładnika, dostosowanego do specyficznych wymagań, jest kluczowy dla niezawodności i bezpieczeństwa instalacji.

Obraz Julita z Pixabay