current transformer

มท. กฟผ. 4-2545 (แกไขปรบปรง มท. กฟผ. 4– 2534)

มาตรฐานทดสอบ

CURRENT TRANSFORMER

TEST STANDARD FOR CURRENT TRANSFORMER

การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย


ก

รายชอคณะทางาน ปรบปรงแกไขมาตรฐานทดสอบ CURRENT TRANSFORMER

1. นายบญมาก สมทธลลา ประธาน 2. นายสมศกด ปาละวงศ คณะทางาน 3. นายเพมศกด ควรสถตย คณะทางาน 4. นายสามภพ แสงอายวน คณะทางาน 5. นายประเสรฐ รงสโสภณอาภรณ คณะทางาน 6. นายโฆษต จตรธรา คณะทางาน 7. นายประสาน แสงทพย คณะทางาน 8. นายศราวธ สอนอไร คณะทางาน 9. นายพลพล เสรมสวสดศร คณะทางาน 10. นายธระ แถวจนทร คณะทางาน 11. นายปวารศร จระประดษฐกล คณะทางาน 12. นายธาณนทร ศรออน คณะทางาน 13. นายประทบ แสนอนตา คณะทางาน 14. นายวชรวร พชพนธ คณะทางาน 15. นายปกรณ ภหน คณะทางาน 16. นายวฒรงค ดอนสกล คณะทางาน 17. นายมานต เตชะวรกาญจนกล คณะทางาน 18. นายนรนทร พลายดวง คณะทางาน 19. นายศรศกด สขสมย คณะทางาน 20. นายพษณ บานเตย คณะทางาน 21. นายเชาวลต ชวนรกษาสตย คณะทางาน 23. นายสพจน ดากลน คณะทางานและเลขานการ


ข

คานา เนองดวยการปฏบตงานดานทดสอบ Current transformer เดม ไดใชมาตรฐานการทดสอบ

Current transformer ฉบบ มท.-กฟผ. 4-2534 เปนแนวทางในการปฏบต มาจนถงปจจบน นบวา มาตรฐานฉบบดงกลาวไดใชงานมาเปนเวลานาน อกทงอปกรณการทดสอบในปจจบนบางสวนมความทนสมยขน ตลอดจนมการปรบปรงมาตรฐานทใชอางอง เชน ANSI /IEEE, ASTM,IEC ฯลฯ เพอใหสอดคลองกบสภาพปจจบนและเพอใหการปฏบตงานทดสอบ Current transformer เปนไปอยางถกตอง มประสทธภาพ เปนทยอมรบของมาตรฐานระดบสากล จงไดจดตงคณะทางานขนประกอบดวยผแทนจาก ฝายบารงรกษาระบบสง ฝายปฏบตการภาคกลาง ฝายปฏบตการภาคเหนอ ฝายปฏบตการภาคตะวนออกเฉยงเหนอ ฝายปฏบตการภาคใต ฝายปฏบตการเขตนครหลวง ฝายบารงรกษาไฟฟา และฝายกอสรางระบบสง ทาหนาทนามาตรฐานทดสอบ Current transformer ฉบบท มท.-กฟผ. 4-2534 มาปรบปรง เปน ฉบบท มท.-กฟผ. 4-2544 โดยหวงวามาตรฐานทดสอบ Current transformer ฉบบท มท.-กฟผ. 4-2544 จะไดใชเปนคมอการปฏบตงานดานการทดสอบ Current transformer ของหนวยงานในการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทยตอไป คณะทางาน

มกราคม 2545


ค

สารบญ

หนา 1. ขอบขาย 1 2. บทนยาม 1 3. การทดสอบ 2 3.1 การทดสอบ 2 3.2 รายละเอยดการทดสอบ 2 3.2.1 การสารวจดสภาพภายนอก 2 3.2.2 การทดสอบคาอตราสวนของขดลวด 2 3.2.3 การทดสอบ Polarity 4 3.2.4 การวดคาความตานทานฉนวนกระแสตรง 4 3.2.5 การวดคาตวประกอบกาลงของฉนวน 5 3.2.6 การวดคากระแสกระตน 6 3.2.7 การวดคา Winding resistance ของขดลวดดาน secondary 7 4. ภาคผนวก 7 4.1 แบบฟอรมการทดสอบ 7 4.2 อน ๆ 11 4.2.1 หลกการและตวอยางโครงสรางของ Current transformer โดยทวไป 12 4.2.2 ขอมลเชงเปรยบเทยบระหวาง CT แบบ Top core และ Bottom core 13 4.2.3 ตวอยางลกษณะ Magnetization curve ตามชนดของวสดทใชประกอบเปน Core 14 4.2.4 Current transformer symbols (ANSI/IEEE C57.13-1993) 15 4.2.5 ขอมลเชงเปรยบเทยบในการจดแบง Accuracy Class ของ 16 Current transformer ระหวางมาตรฐานตางๆ 4.2.6 Current transformer accuracy limits for metering 17 4.2.7 Current transformer accuracy limits for protection 18 4.2.8 Typical excitation curve for C class 19 Multiratio CT. ( ANSI/IEEE C57.13-1993 ) 4.2.9 Standard burden for CT. with 5 A secondaries 20 ( ANSI/IEEE C57.13-1993 ) 4.2.10 Secondary terminal voltage rating and their associated burdens 21 (ANSI/IEEE C57.13-1993)


ง

หนา 4.2.11 ตารางคาตวประกอบแกไขสาหรบการวดคาตวประกอบกาลงของฉนวน 22 4.2.12 ขอมลคา %PF ของ CT ของบรษทตางๆ 23 - ขอมลคา %PF จด F ของ CT ของบรษทตาง ๆ 28 - Class ของ CT 29 4.2.13 ตวอยางบนทกผลการทดสอบ CT 32 5. เอกสารอางอง 35

มท. กฟผ. 4-2545 (แกไขปรบปรง มท. กฟผ. 4-2534)

1

มาตรฐานทดสอบ CURRENT TRANSFORMER

1. ขอบขาย

1.1 มาตรฐานนครอบคลมสาหรบงานทดสอบ Current transformer( CT ) ในสนาม (Field test) ทงในการตรวจรบอปกรณใหม และในการตรวจสอบบารงรกษา

1.2 สามารถใชไดทงสาหรบ CT ประเภท Oil-filled type และ Dry type

2. บทนยาม 2.1 CT หมายถง หมอแปลงซงทาหนาทแปลงกระแสในระบบ ใหมขนาดทเหมาะสม สาหรบวงจรวด และวงจรปองกนของระบบนน ขดลวด หมายถง สวนทใชเปนวงจรแปลงคากระแสใหไดอตราสวนของกระแสตามทกาหนด แบงออกเปนขดลวดดานกระแสสง ( Primary winding ) และขดลวดดาน กระแสตา ( Secondary winding ) อตราสวนของขดลวด หมายถง อตราสวนระหวางกระแสทกาหนดของขดลวดหนง กบอก ขดลวดหนงทมคานอยกวาหรอเทากน Terminal marking หมายถง ขวทระบดวยสญลกษณอยางเดยวกน เชน หรอ ทงดานกระแสสง และดานกระแสตา ตามทกาหนดใน Nameplate Ratio correction factor (RCF) หมายถง อตราสวนของคาอตราสวนของขดลวดทวดได ตอทกาหนดใน Nameplate โดยนยน CT ทม RCF 1.01 กแสดงวาคาท อานจากดานกระแสตา จะตากวาความ เปนจรง 1% RCF นเปนคาทกาหนด ไวสาหรบคณคาทอานไดจากดานกระแสตา ในเมอตองการทราบคาทแทจรง ของดานกระแสสง โดยเขยนแสดงความสมพนธไดดงน Primary current = Secondary current x Rated Ratio x RCF แรงดน หมายถง แรงดนไฟฟา กระแส หมายถง กระแสไฟฟา วงจร หมายถง วงจรไฟฟา ระบบ หมายถง ระบบไฟฟา 2.2 คาแรงดนและกระแส หมายถง คา rms.(Root mean square) นอกจากจะระบเปนอยางอน


2

3. การทดสอบ 3.1 รายการทดสอบ แบงออกเปนการทดสอบดงน 3.1.1 การสารวจดสภาพภายนอก (Visual inspection) 3.1.2 การทดสอบคาอตราสวนของขดลวด (Ratio test) 3.1.3 การทดสอบ Polarity (Polarity test) 3.1.4 การวดคาความตานทานฉนวนกระแสตรง (Insulation resistance measurement) 3.1.5 การวดคาตวประกอบกาลงของฉนวน (Insulation power factor measurement) 3.1.6 การวดคากระแสกระตน (Exciting current measurement) 3.1.7 การวดคา Winding Resistance ของขดลวดดาน Secondary 3.2 รายละเอยดการทดสอบ 3.2.1 การสารวจดสภาพภายนอก (Visual inspection) กอนทจะทาการทดสอบ CT ดวยวธการทางไฟฟา ใหสารวจดสภาพ ภายนอก โดยทวๆ ไปวามสง ผดปกตหรอไม เชน Porcelain แตก , บน Oil leak สของนามนเขม หรอระดบนามนท Oil level gauge ตากวาปกต รวมทงสภาพภายใน Terminal box ขดลวด กระแสตาและใหสงเกตวาตวถงตอลงดนแลว

ในกรณทพบสงผดปกต ใหแจงหนวยงานทเกยวของทราบ เพอประกอบการพจารณากอนนา CT เขาใชงานในระบบ

3.2.2 การทดสอบคาอตราสวนของขดลวด (Ratio test) 3.2.2.1 ตอวงจรตามรปท 1

รปท 1 วงจรทดสอบคาอตราสวนของขดลวด

* V = Voltmeter

X4

X5

V

V

V

V

X2

Pri. Sec. H1

H2

X1 V

H2

H1

X1

X3

Transformer Ratio Tester

X2


3

3.2.2.2 การตอวงจรตามรปท 1 เปนการทดสอบดวย Transformer ratio tester โดยวด Ratio, Polarity และ Phase deviation เฉพาะ Full winding สวน Tap winding ใหวด Ratio โดยการวดแรงดนตกครอม แตละ Tap เปรยบเทยบกบแรงดนทตกครอมตามอตราสวน 3.2.2.3 คาแรงดนทดสอบสาหรบ Relaying CT ใหทดสอบทแรงดน 120 V สวน Metering CT ให ทดสอบทแรงดน 12 V (เฉพาะเครอง Transformer ratio tester รน TR800) 3.2.2.4 ในกรณททดสอบดวยแรงดน 12 V แลวกระแสเกนทกาหนดของเครองทดสอบใหทดสอบ Ratio ดวย Current method 3.2.2.5 ความคลาดเคลอนของคาอตราสวนของขดลวด Full winding อานไดจากเครองทดสอบสวน ความคลาดเคลอนของคาอตราสวนของขดลวด Tap winding คานวณไดจากสตร

Vt = Vf × Ratio (tap) Ratio (full)

% ε = Vm - Vt × 100

Vt เมอ % ε = ความคลาดเคลอนของคาอตราสวนของขดลวด ( % )

Vt = คา Voltage ตามอตราสวนของขดลวด

Vf = คา Voltage ทอานไดจาก Full winding

Ratio (tap) = คาอตราสวนของขดลวดท Tap winding ทตองการวด ( เชน 200 : 5 = 200 )

Ratio (full) = คาอตราสวนของขดลวดท Full winding ( เชน 1200 : 5 = 1200 )

Vm = คา Voltage ทอานไดจากการทดสอบท Tap winding ททาการวด


4

3.2.2.6 ความคลาดเคลอนของคาททดสอบได ควรมคาไมเกน ± 2 % [5.9] ท Full winding และ ± 5 % [5.9] ท Tapped winding เมอเทยบกบคาอตราสวนจาก Nameplate 3.2.3 การทดสอบ Polarity (Polarity test) 3.2.3.1 ตอวงจรตามรปท 2 S mA or mV 1.5 V Tested CT

รปท 2 วงจรทดสอบ Polarity

3.2.3.2 สงเกตเขมของมเตอรทตอครอมขดลวดดานกระแสตาขณะสบและปลดสวตช ในลกษณะ Kick method 3.2.3.3 Terminal marking ของขดลวดดานกระแสสงและดานกระแสตาจะถอวาม Polarity เดยวกน จะตองเปนไปตามขอกาหนดดงน (1) เมอสบสวตช เขมของมเตอรจะตองตขน (2) เมอปลดสวตช เขมของมเตอรจะตองตลง 3.2.3.4 ใหทาการวดทกชดของขดลวดดานกระแสตา 3.2.4 การวดคาความตานทานฉนวนกระแสตรง ( Insulation resistance measurement) 3.2.4.1 ใหลดวงจรของขดลวดในแตละชดดานกระแสตา 3.2.4.2 คาแรงดนสาหรบทดสอบ กาหนดไวดงน (1) ขดลวดดานกระแสสงทมแรงดนทกาหนดตงแต 3,300 V ขนไป ใหทดสอบดวยแรงดน 2,500 VDC ท 1 นาท (2) ขดลวดดานกระแสสงทมแรงดนทกาหนดตากวา 3,300 V ลงมาและขดลวดดานกระแสตา ใหทดสอบดวยแรงดน 500 VDC ท 1 นาท 3.2.4.3 ความตานทานฉนวนกระแสตรงทวด ใหเปนคาระหวางขดลวดททดสอบกบตวถง และขดลวด ทเหลอซงตอลงดน 3.2.4.4 ใหแยกทาการทดสอบในแตละชดของขดลวดดานกระแสตา 3.2.4.5 คาความตานทานฉนวนกระแสตรงทยอมรบไดทงในกรณตรวจรบและบารงรกษาใหพจารณาดงน

+

-

PRI. SEC.

+

-


5

(1) ขดลวดดานกระแสสง ตองไมตากวา 1,000 MΩ [5.9] (2) ขดลวดดานกระแสตา ตองไมตากวา 10 MΩ [5.9] 3.2.5 การวดคาตวประกอบกาลงของฉนวน ( Insulation power factor measurement) 3.2.5.1 ใหลดวงจรของขดลวดดานกระแสตาทกชดเขาดวยกน 3.2.5.2 คาแรงดนสาหรบทดสอบ กาหนดไวดงน

แรงดนทกาหนดของขดลวดดานกระแสสง ( kV )

แรงดนทดสอบ ( kV )

3 - 5 2.5 > 5 - 12 5 > 12 10

3.2.5.3 วธการทดสอบ ใหเปนไปตามขอกาหนดดงน

TEST NO. ENERGIZED GROUND GUARD UST 1 HIGH LOW - - 2 HIGH - LOW -

3* HIGH - - TAP TERMINAL หมายเหต (*) ในกรณ CT ททาการทดสอบ ม Testing tap terminal เชน CT ยหอ ASEA บาง Type ( Terminal F ) 3.2.5.4 บนทกคาอณหภมและความชนสมพทธของอากาศ 3.2.5.5 การทดสอบตามขอ 3.2.5.3 ผลการทดสอบของ Test no. 1 และ Test no. 2 ควรมคาเทากน สาหรบ CT ทใชงานในระบบตงแต 69 kV ขนไป เนองจาก CT ในระบบนจะถกออกแบบใหม Ground shield ลอมรอบขดลวดดานกระแสสง 3.2.5.6 คา %PF ทยอมรบไดทงในกรณตรวจรบและบารงรกษา ใหพจารณาดงน (1) ประเภท Oil-filled type ควรมคาไมเกน 1% ทอณหภม 20°C [5.9] (2) ประเภท Dry-type ควรมคาไมเกน 2% [5.9] หากมขอสงสย ใหเปรยบเทยบกบขอมลของ แตละบรษทผผลต ซงไดรวบรวมแนบไวในภาคผนวกตาม ขอท 4.2.12 3.2.5.7 คาตวประกอบแกไขสาหรบเปลยนคา %PF ณ อณหภมตางๆ เพอเทยบคาทอณหภม 20°C ใหเปนไปดงน

(1) ประเภท Oil-filled type ใหดจากภาคผนวกตามตารางในขอท4.2.11 และใชคาอณหภมของ


6

อากาศเปนหลก (2) ประเภท Dry-type ไมตองใชคาตวประกอบแกไข 3.2.6 การวดคากระแสกระตน (Exciting current measurement) 3.2.6.1 การวดกระแสกระตน ใหทดสอบเฉพาะในกรณตรวจรบและทเปน Relaying CT ตอวงจรตามรปท 3 LV HV Sec. Pri. 220 Vac. Supply Variac Step-up transformer Tested CT

รปท 3 วงจรวดคากระแสกระตน 3.2.6.2 ใหทาการวดชด Full winding ทกชดของขดลวดดานกระแสตาโดยเมอทาการทดสอบขดลวด ชดใด ใหเปดวงจรชดทเหลอ 3.2.6.3 กอนดาเนนการทดสอบตองทาการ Demagnetized ทกครง โดยเพมแรงดนทขดลวดดานกระแส ตาจนถงจด Saturation ของแกนเหลก คอคากระแสจะเปลยนแปลงไปมากไมเปนเชงเสนกบการ เปลยนแปลงแรงดน แลวจงคอยๆ ลด แรงดนจนกระแสเปนศนย 3.2.6.4 ปรบคากระแสทดสอบใหเพมขนทละคา พรอมทงอานคาแรงดนและกระแสในแตละคาจน สามารถหาคา Knee point ของ Excitation curve ไดโดยดาเนนการทดสอบใหมากคาในยานทเกด Saturation เพอเพมความแมนยาในการทดสอบ 3.2.6.5 ขณะดาเนนการทดสอบใหเขยนกราฟไปพรอมกน เพอจะไดทราบสภาพการเกด Saturation ของ แกนเหลก และใหใชกราฟแบบ Log-Log 3.2.6.6 การหาคา Knee point ของ Excitation curve ทาไดโดยการลากเสนสมผสกบสวนโคงของ Curve โดยทามม 45° กบแกนนอน ดงรปทแสดงในภาคผนวกตามขอท 4.2.8 3.2.6.7 ความคลาดเคลอนของคาทวดได จะตองไมเกนทระบใน Typical curve ท แนบไวในภาคผนวก ตามขอท 4.2.8 (สาหรบ Relaying CT class C)

A

V


7

3.2.7 การวดคา Winding resistance ของขดลวดดาน Secondary (ใชทดสอบเฉพาะกรณตรวจรบ)

รปท 4 การวดคา Winding resistance ของขดลวดดาน Secondary

3.2.7.1 ใหใช Digital multi-meter หรอ Low ohmmeter วดคาความตานทางของขดลวด (โดยใหใชคากระแสไมเกน 15% ของ Rate current ) วดคาความตานทางของขดลวด 3.2.7.2 กรณทใช Digital multi-meter คาทไดใหลบคาความตานทานของสาย Meter ออกดวย 3.2.7.3 ใหวดเฉพาะ Full winding

4. ภาคผนวก 4.1 แบบฟอรม แบงออกไดดงน 4.1.1 Current transformer (Ratio and polarity test , Insulation resistance measurement and insulation power factor measurement) 4.1.2 Current transformer (Exciting current measurement) 4.1.3 Voltage – Current characteristic curve

Ω = Ohmmeter

X4 X5

Ω

X2

Pri. Sec. X1 H1

H2

X3

Tested CT


8

4.1.1


9


10

4.1.2

CT-T02 Rev.1.0 :D,M,Y


11

4.1.3

CT-T03 Rev.1.0 :D,M.Y


12

4.2 อนๆ 4.2.1 หลกการและตวอยางโครงสรางของ Current transformer โดยทวไป 4.2.2 ขอมลเชงเปรยบเทยบระหวาง CT แบบ Top Core และ Bottom Core 4.2.3 ตวอยางลกษณะ Magnetization curve ตามชนดของวสดทใชประกอบ เปน Core 4.2.4 Current transformer symbols ( ANSI/IEEE C57.13-1993 ) 4.2.5 ขอมลเชงเปรยบเทยบในการจดแบง Accuracy class ของ Current transformer ระหวางมาตรฐานตางๆ 4.2.6 Current transformer accuracy limits for metering 4.2.7 Current transformer accuracy limits for protection 4.2.8 Typical excitation curve for C class multiratio CT (ANSI/IEEE C57.13-1993) 4.2.9 Standard burden for CT with 5A secondaries ( ANSI/IEEE C57.13-1993 ) 4.2.10 Secondary terminal voltage rating and their associated burdens ( ANSI/IEEE C57.13-1993 ) 4.2.11 ตารางคาตวประกอบแกไขสาหรบการวดคา %PF 4.2.12 ขอมลคา %PF ของ CT ของบรษทตางๆ 4.2.13 ตวอยางบนทกผลการทดสอบ CT


13

4.2.1 หลกการและตวอยางโครงสรางของ CURRENT TRANSFORMER โดยทวไป - แบบ TOP CORE

- แบบ BOTTOM CORE

TYPICAL DESIGN

PRINCIPLE

PRINCIPLE

TYPICAL DESIGN

I1 P1

I2

P2

P1 P2 I1

I2


14

- แบบ BOTTOM CORE ทมจด F

TYPICAL DESIGN PRINCIPLE


15

4.2.2 ขอมลเชงเปรยบเทยบระหวาง CT แบบ TOP CORE และ BOTTOM CORE

Application for comparison Top core Bottom core 1. Primary current 2. Electro - mechanical force due to short

circuit current 3. Partial discharge 4. Uniform distribution of magnetic

fields in the core 5. Oil circulation 6. Thermal loss 7. Number of cores 8. นาหนก 9. Seismic condition 10. Effect of explosion 11. ราคา

เหมาะสมกบ > 1000 A Low Sensitive Symmetrical design And low flux leakage ( good ) Difficult to cool Short length for primary conductor Limit ( ไมควรเกน 4 Cores ) เบากวา High CG. ( not good ) รนแรงนอยกวา > 1000 A : Low

เหมาะสมกบ ≤ 1000 A High Not sensitive Local saturation in the core may be occurred ( not good ) Better Long primary conductor ( high ) No limit หนกกวา Low CG. ( good ) รนแรงมากกวา > 1000 A : High


16

4.2.3 ตวอยางลกษณะ Magnetization curve ตามชนดของวสดทใชประกอบเปน Core

H = Field strenge [A/cm] B = Peak value of induction [Gauss] 1 = Nickel-iron with about 75% Ni 2 = Nickel-iron with about 50% Ni 3 = Cold-rolled silicon-iron with rolled profile For precision metering cores,core material 1 and for protection cores,preferably core material 3 are used.

BROWN BOVERI 154136 I

20 X103

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

3

2

1 .

H

Gauss B


17

4.2.4 CURRENT TRANSFORMER SYMBOLS (ANSI/IEEE C57.13-1993) SYMBOL SIGNIFICANCE

: ( colon )

Ratio between primary and secondary amperes Example: Current transformer with one primary winding and one secondary winding Current ratio 100 : 5 A

× ( multiplication sign )

Current ratings of transformer with a primary or secondary winding having two or more coils for series or multiple connection Example: Current transformer with two primary windings in two coils for series or multiple connection for two ratios Current ratio 100 x 200 : 5 A

// ( double slant line )

Ampere ratings of separate secondary windings each having an independent core Example: Current transformer with two separate secondary windings and two cores Current ratio 100 : 5 // 5 A

& ( ampersand )

Ampere ratings of separate primary windings one core. (a) Transformer with two or more primary windings designed to be use individually Example: Current transformer with two primary windings Current ratio 100 & 600 : 5 A (b) Totaliying transformer with two or more primary windings that can be used

simultaneously and connection in different circuits Example: Totalizing current transformer with three primary windings Current ratio 5&5&5 : 5 A (c) Transformer for 3 wire single-phase circuit with two separate primary windings Example: Current transformer for 3 wire single-phase circuit Current ratio 100&100 : 5 A

/ ( single slant line )

Different primary current ratings obtained by taps in the secondary winding Example: Current transformer with taps in secondary winding for additional ratios Current ratio 300/400/600 : 5 A


18

4.2.5 ขอมลเชงเปรยบเทยบในการจดแบง ACCURACY CLASS ของ CURRENT TRANSFORMER ระหวางมาตรฐานตางๆ

Country and standard Application

Europe (1)

IEC 185 USA

ANSI C57.13 Canada

CAN3-C13-M83 Australia AS 1675

Precision metering Commercial metering Industial metering Instruments Instruments Instruments Protection Protection Protection Protection

0.2 0.5 1.0

3.0 5.0

5PX 10PX 5P20 10P20

0.3 0.6 1.2

C ( 10% )

0.3 0.6 1.2

2.5L ( 2.5% ) 10L ( 10% )

0.5 1.0 2.0 2.0 5.0 -

10P 10P 10P

NOTE: (1) IEC classes are valid with minor modification for most

European countries X = Accuracy Limit Factor to be given. For ANSI and CSA it is 20, so also for AS 1675 if not specified. The above comparison is only approximative and is for practical use only.


19

4.2.6 CURRENT TRANSFORMER ACCURACY LIMITS FOR METERING ( ANSI/IEEE C57.13-1993 )

NOTE : The accuracy requirements for 100 percent rated current also apply at the continuous-thermal-current rating of the transformer. IEC 185 (1993)

± Phase displacement at % of rated current show below

± % current (ratio) error at % of rated

current show below Minutes Centiradians

Accuracy class

5 20 50 100 120 5 20

100 120 5 20 100 120

- 30

- 60

-120

- 20

- 40

- 80

- 10

- 20

- 40

+ 10

+ 20

+ 40

+ 20

+ 40

+ 80

+ 30

+ 60

+ 120ACCURACY CLASS

1.20.6

0.3

0.9910.9820.964

0.9940.9880.976

0.9970.9940.988

1.0001.0001.000

1.0031.0061.012

1.0061.0121.024

1.0091.0181.036

10% RATED CURRENT

100% RATED

CURRENT

0

0

0PHASE ANGLE - MINUTES LEADINGLAGGING

RATIO

COR

RECT

ION

FACT

OR


20

0.1 0.2 0.5 1.0

0.4 0.75 1.5 3.0

0.2 0.35 0.75 1.5

- - - -

0.1 0.2 0.5 1.0

0.1 0.2 0.5 1.0

15 30 90 180

8 15 45 90

5 10 30 60

5 10 30 60

0.45 0.9 2.7 5.4

0.24 0.45 1.35 2.7

0.150.3 0.9 1.8

0.15 0.3 0.9 1.8

3 5

- -

- -

3 5

- -

3 5

Not specified Not specified

4.2.7 CURRENT TRANSFORMER ACCURACY LIMITS FOR PROTECTION ANSI/IEEE C57.13-1993

Error limits Accuracy class Times rated

Current Ratio error

%

Secondary terminal

Voltage C 100 ( * )

T100 20 10 100

C200 T200

20 10 200

C300 T300

20 10 300

C400 T400

20 10 400

NOTE: (*) C = Calculated,for cores with evenly distributed winding, i.e when leakage flux is neligible. T = Tested,for cores with undistributed winding, i.e when leakage flux is appreciable. IEC 185 (1993)

Accuracy class

± % current error at rated

± Phase displacement at rated primary current

% Composite error at rated accuracy


21

primary current Minutes Centiradians limit primary current

5P 10P

1 3

60 -

1.8 -

5 10

4.2.8 TYPICAL EXCITATION CURVE FOR C CLASS MULTIRATIO CT ( ANSI/IEEE C57.13-1993 )

CURRENT TURN SECONDARY RATIO RATIO RESISTANCE 100:5 20:1 0.05 200:5 40:5 0.10 300:5 60:1 0.15 400:5 80:1 0.20 500:5 100:1 0.25 600:5 120:1 0.31 800:5 160:1 0.41 900:5 180:1 0.46 1000:5 200:1 0.51 1200:5 240:1 0.61 * OHMS AT 75 O C

ABOVE THIS LINE THE VOLTAGE FOR A GIVEN EXCITING CURRENT FOR ANY UNIT WILL NOT BE LESS THAN 95 % OF THE CURVE VALUE

BELOW THIS LINE THE EXCITING CURRENT FOR A GIVEN VOLTAGE FOR ANY UNIT WILL NOT EXCEED THE CURVE VALUE BY MORE THAN 25 %

THIS LINE DEFINESS THE “ KNEE ” OFF EXCITATION CURVE

1200:5 1000:5 900:5

100:5

800:5 600:5 500:5

300:5 200:5

400:5

1000

100

1

10

0.001 100 1.0 0.01 0.1 10

SECONDARY RMS EXCITING AMP Ie

SEC

ON

DA

RY

RM

S E

XC

ITIN

G

VO

LT

S-E

s


22

4.2.9 STANDARD BURDEN FOR CT WITH 5 A SECONDARIES ( ANSI/IEEE C57.13-1993 )

TABLE 4-1 STANDARD BURDENS FOR CURRENT

TRANSFORMERS WITH 5 A SECONDARIES(1)

Burden Desig -nation(2)

Resistance

( Ω )

Inductance

(mH )

Impedance

( Ω )

Volt - Ampere ( at 5 A )

Power Factor

Metering Burdens B - 0.1 B - 0.2 B - 0.5 B - 0.9 B - 1.8

0.09 0.18 0.45 0.81 1.62

0.116 0.232 0.580 1.04 2.08

0.1 0.2 0.5 0.9 1.8

.2.5 5.0 12.5 22.5 45.0

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9

Relaying Burdens B - 1 B - 2 B - 4 B - 8

0.5 1.0 2.0 4.0

2.3 4.6 9.2 18.4

1.0 2.0 4.0 8.0

25 50 100 200

0.5 0.5 0.5 0.5

NOTE: (1) If a current transformer secondary is rated at other than 5 A,ohmic burdens for specification and rating shall be derived by multiplying the resistance and inductance of the table by [5/(ampere rating)](2) , the VA at rated current , the power factor and the burden designation remining the same. (2) These standard burden designations have no significance at frequencies other

than 60 Hz.


23

4.2.10 SECONDARY TERMINAL VOLTAGE RATING AND THEIR ASSOCIATED BURDENS ( ANSI/IEEE C57.13-1993 )

TABLE 4-2

SECONDARY TERMINAL VOLTAGE RATING AND THEIR ASSOCIATED BURDENS

Secondary Terminal Voltage

Standard Burden

( Table 4 - 1 ) 10 20 50 100 200 400 800

B - 0.1 B - 0.2 B - 0.5 B - 1 B - 2 B - 4 B - 8

NOTE: Secondary terminal voltage ratings are based secondary current of five A (100 A at 20 times rated) and standard burdens.


24

4.2.11 ตารางคาตวประกอบแกไขสาหรบการวดคาตวประกอบกาลงของฉนวน TABLE 4-3

MULTIPLIERS FOR CONVERTING POWER FACTORS AT TEST TEMPERATURE

TO POWER FACTORS AT 20 ο C TEST OIL-FILLED TEMPERATURE INSTRUMENT C F TRANSFORMER

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

32.0 33.8 35.6 37.4 39.2 41.0 42.8 44.6 46.4 48.2 50.0 51.8 53.6 55.4 57.2 59.0 60.8 62.6 64.4 66.2 68.0 69.8 71.6 73.4 75.2 77.0 78.8 80.6 82.4 84.2 86.0 87.8 89.6 91.4 93.2 95.0 96.8 98.6

100.4 102.2 104.0 105.8 107.6 109.4 111.2 113.0

1.67 1.64 1.61 1.58 1.55 1.52 1.49 1.46 1.43 1.40 1.36 1.33 1.30 1.27 1.23 1.19 1.16 1.12 1.08 1.04 1.00 .97 .93 .90 .86 .83 .80 .77 .74 .71 .69 .67 .65 .62 .60 .58 .56 .54 .52 .50 .48 .47 .45 .44 .42 .41


25

4.2.12 ขอมลคา %PF ของ CT ของบรษทตางๆ OIL-FILLED TYPE

TABLE 4-4 Percent Power Factor At Test Temperature

Mfr. Type Rated

System kV

Design

* N0. Of Units

Tested

0 to 0.29

0.3 to 0.49

0.5 to

0.69

0.7 to

0.89

0.9 to

1.09

1.1 to

1.99

2 to 2.9

3 to 3.9

4 to 4.9

ABB IMBD 145A3 115 CH+CHL 61/18 49/17 10/1 2/3

CH 61/18 49/17 9/1 3/-

ASEA IMBD 145A1 115 CH+CHL=CH 17/2 11/- 2/2 4/-

CH 17/2 11/2 2/- 4/-

IMBD 145A2 115 CH+CHL=CH 51/25 45/24 6/1

IMB36 115 CH+CHL=CH 34/8 34/6 -/2

CH

IMBD36A1 22 CH+CHL 19/- 19/-

CH

IMBD36A1 33 CH+CHL 6/- 5/- 1/-

CH

IMBE245A4 230 CH+CHL 95/- 95/-

IMBE36A2 22 CH+CHL 23/- 23/-

CH

IMBE36A2 33 CH+CHL 6/- 5/- 1/-

CH

BBC AOT245IA 230 CH+CHL 42/- 11/- 31/-

CH


26

TABLE 4-4 (Continued) Percent Power Factor At Test Temperature

Mfr. Type Rated

System kV

Design

* N0. Of Units

Tested

0 to

0.29

0.3 to

0.49

0.5 to

0.69

0.7 to

0.89

0.9 to

1.09

1.1 to

1.99

2 to 2.9

3 to 3.9

4 to 4.9

RADE CONCAR AGU-24 22 CH+CHL=CH 2/15 2/8 -/4 -/2 -/1

RADE CONCAR AGU-38 33 CH+CHL=CH 3/7 1/4 2/1 -/2

HAEPELY 10SK123 115 CH+CHL=CH 48/- 42/- 6/-

MAGRINI AMG123S 115 CH+CHL=CH -/18 -/4 -/6 -/2 -/3 -/3

ATG145B2M 115 CH+CHL=CH -/10 -/5 -/2 -/2 -/1

CH -/10 -/5 -/3 -/1 -/1

MITSUBISHI PC-3S 33 CH+CHL -/3 -/1 -/2

CH -/3 -/1 -/2

PC-7S 115 CH+CHL 7/18 7/3 -/12 -/2 -/1

CH 7/18 7/- -/13 -/5

PC-10S 115 CH+CHL=CH -/47 -/8 -/15 -/8 -/8 -/7

QEC-3ES 33 CH+CHL 3/8 -/2 -/1 -/1 3/4

QEC-3E 33 CH 3/8 -/2 -/1 -/4 2/1 1/-

PRIFFNER JOF-24 22 CH+CHL 4/18 4/17

-/1

CH

NISSIN FGC-20 22 CH+CHL -/5 -/1 -/4

CH -/5 -/1 -/4

FGCH-20 22 CH+CHL 20/7 20/7

CH 20/7 20/7

FGC-30M 33 CH+CHL -/3 -/3

CH -/3 -/3


27

TABLE 4-4 (Continued)

Percent Power Factor At Test Temperature

Mfr. Type Rated

System kV

Design

* N0. Of Units

Tested

0 to

0.29

0.3 to

0.49

0.5 to

0.69

0.7 to

0.89

0.9 to

1.09

1.1 to

1.99

2 to 2.9

3 to 3.9

4 to 4.9

NISSIN FGCH-30 33 CH+CHL 36/6 36/6

CH 36/6 36/6

NISSIN FGC-100M 115 CH+CHL 4/39 2/24 1/5 1/5 -/2 -/2 -/1

CH 4/39 -/24 3/4 1/6 -/2 -/2 -/1

FGCH-100 115 CH+CHL=CH 71/32 68/25 -/6 -/1 1/- 1/- 1/-

FGCR-100M 115 CH+CHL -/12 -/12

CH -/12 -/12

FGCH-170 230 CH+CHL=CH 69/12 68/12 1/-

FGCH-200 230 CH+CHL 9/- 9/-

CH 9/- 9/-

HAEFELY IOSK245 230 CH+CHL 3/- 3/-

PRECISE COH-36 22 CH+CHL 9/- 3/- 5/- 1/-

CH 9/- 3/- 6/-

33 CH+CHL 15/- 6/- 9/-

CH 9/- 3/- 6/- 6/- 9/-

ARTECHE CA-123 115 CH+CHL=CH 6/- 6/-

WTW GIF-36-31 33 CH+CHL -/8 -/1 -/1 -/5 -/1

CH -/8 -/1 -/2 -/5


28

DRY TYPE TABLE 4-5

Percent Power Factor At Test Temperature

Mfr. Type Rated

System kV

Design

* N0. Of Units

Tested

0 to 0.3

0.3 to 0.5

0.5 to 0.7

0.7 to 0.9

0.9 to

1.09

1.1 to

1.99

2 to 2.9

3 to 3.9

4 to 4.9

5 to 5.9

6 to 6.9

7 to 7.9

8 to 8.9

9 to 9.9

MITSU OEC-2E 22 CH+CHL 3 2 1

BISHI CH 3 2 1

OEC-2ES 22 CH+CHL 3/9 1/- 2/3 -/4 -/2

CH 3/9 -/4 1/1 2/- -/1 -/2 -/1 TU-25 22 CH+CHL 3/10 -/3 2/3 1/4 CH 3/10 -/3 2/2 1/2 -/3

EMIL DYI36 22 CH+CHL -/6 -/1 -/4 -/1

CH -/6 -/1 -/4 -/1

SADTEM KEM5 22 CH+CHL 2/- 2/-

CH 2/- 1/- 1/-

KEM2 33 CH+CHL 3/5 3/5

CH 3/5 3/5

WTW GIF24-33 22 CH+CHL 3/- 3/-

CH 3/- 3/-

GIF24-33 22 CH+CHL 2/- 2/-

CH 2/- 1/- 1/-

SADTEM KE7-2 33 CH+CHL -/9 -/4 -/5

CH -/9 -/7 -/2

KE7-B5 33 CH+CHL -/3 -/1 -/2

CH -/3 -/3

NOTE: * No. of Units = Commissioning value / No. of Units = Maintenance value


29

ขอมลคา % PF จด F ของ CT ของบรษทตาง ๆ OIL-FILLED TYPE

TABLE 5-3 ∗ Percent Power Factor at 20 o C or Test Temperature

Rated No.of 0 .30 .50 .70 .90 1.1 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 System • Units to to to to to to to to to to To To

Mfr. Type

kV Design Tested .29 .49 .69 .89 1.09 1.99 2.9 3.9 4.9 5.9 6.9 7.9

ABB IMBD 36A1 22 UST 3

25

IMBD 36A2 22 9

12

IMBD 145A1 115 66 4

IMBD 145A2 115 1627

IMBD 145A3 115 1230 3

IMBD 170A2 115 5 5

IMBD 245A4 230 9 9

ASEA IMBD 145A2 115 UST 6 6

IMBD 245A2 230 24

IMBD 245A4 230 2710

NISSIN FGCH - 20 22 UST 12 12

FGCH - 100 115 106

FGCH - 200 230 6 6

FGCH - 230 230 6 6

HAEFELY IOSK245 230 11 5 6

NOTE: * No.of Units = Commissioning value No.of Units = Maintenance value

912

26

1426

21

930

24

2710

106

325


30

Class ของ CT C,K Class คอ CT ทมโครงสรางแบบ Top Core หรอ Bushing CT หรอ Windows CT เปน CT ทมขดลวดดาน Primary สนและจะสอดอยตรงกลางของแกนเหลก โดยท Secondary จะพนกระจายอยบนแกนเหลกอยางสมาเสมอ จงทาให Leakage flux นอยมากจนทาใหสามารถหา Accuracy ไดโดยการคานวณ การคานวณจะตดผลของ Leakage flux ทงไป และการคานวณ Accuracy จะไมมการหาคาเฟส Error สาหรบ K Class จะมรายละเอยดเพมเตมคอจด Knee point จะตองไมตากวา 70% ของ Rated secondary terminal voltage T Class เปน CT ทเปน Bottom Core ลกษณะของ Primary อาจจะเรยกวา Hair pin ทาให CT แบบนจะม Leakage flux อยจานวนหนง ทาใหไมสามารถหา Accuracy ไดโดยการคานวณตอง ใชคาจากโรงงานหรอจากการทา Accuracy test ความหมายของ C100 เราจะเอา Burden ตาม Rated ของ CT นนตอครอมขอ Secondary จากนนกปอนกระแสเขาไป 20 เทาของ Rated Current โดยทคา Ratio correction ตองไมเกน 10 % เชน CT ม Rated current ของ Secondary 5A , Rated burden 1 Ω ถาทดสอบท 20 เทา ∴ Rated secondary terminal voltage = 20 x 5 x 1 = 100V นนกคอ C100 หรอ K100

การคานวณ Percent ratio error ของ Type C relaying accuracy CTs ตาม IEEE std. C57.13-1993

1. วดคาความตานทานของ ขดลวดเตมขดทางดาน Secondary ของ CT (Rsm) ทอณหภม tm แลวแปลงคาทวดได ไปทอณหภม 75 OC (Rs)

2. วดอตราสวนของขดลวด (turns ratio of a CT) ให = N 3. คานวณ Secondary circuit impedance (Zt) Zt = [(Rs + Rb)2 + (Xb)2] ½ โดยท Rb = resistance of secondary burden including secondary leads Xb = reactance of secondary burden ถาให Zb = secondary burden ตามมาตรฐาน IEEE Standard relaying burden มคา 1, 2, 4 และ 8 โอหม power factor 0.5 (power factor angle = 60 O) ใชสญลกษณ B-1, B-2, B-4 และ B-8 ดงนน Rb = Zb X cos 60O = 0.500 Zb Xb = Zb X sin 60O = 0.866 Zb

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++

×=m

sms tRR

5.234755.234


31

4. คานวณคา excitation voltage (Vse) ทตองการ ใหได secondary current Is ทตองการคานวณ ratio error (ตาม IEEE std เทากบ 20 เทา ของ rated current)

Vse = Is Zt คา Vse ทคานวณได จะสงกวา secondary terminal voltage rating เลกนอย เชน CT class C400 Vse ทคานวณได อาจจะมคา 415 V เปนตน

5. วดคา excitation current (Ie) ทแรงดน Vse หรออานคา Ie จาก excitation curve ททาไวหรอจาก typical excitation curve ทไดรบจากบรษทผผลต

6. คานวณ percent ratio error

rated primary current rated secondary current ตามปรกต คา N = marked ratio ตาม IEEE std. คา percent ratio error จะตองไมเกน 10 % ตวอยางเชน

230 kV CT NISSIN Type FGCH-170 Class C800 Terminal X1-X5 Ratio 2,000:5 ม excitation curve ดงรปท ม secondary winding resistance ของขว X1-X5 เมอแปลงคาไปท 75OC เทากบ 0.72 โอหม

ขนตอนการคานวณ 1. Rs = 0.72 โอหม 2. N = 2,000 / 5 = 400 3. Zb = 8 โอหม (= 800 V/(20 x 5) A) Rb = 8 x cos 60O = 8 x 0.5 = 4 โอหม Xb = 8 x sin 60O = 8 x 0.866 = 6.93 โอหม Zt = [(0.72 + 4)2 + (6.93)2]½ = 8.38 โอหม 4. Vse = (20 x 5) x 8.38 โวลท = 838 โวลท 5. จาก Excitation curve ท Vse = 838 โวลท อานคา Ie ได 0.7 A

%10100 ≤×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

s

e

II

ratiomarkedNerrorratiopercent

=marked ratio


32

6. Percent ratio error

%100520

7.0400400

×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=errorratiopercent

EXCITATION CURVE FOR 230 kV CT NISSIN TYPE FGCH - 170 CLASS C800 - TERMINAL X1 - X5 RATIO 2000 : 5 A

1

10

100

1,000

10,000

0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000

SECONDARY RMS EXCITING AMPERES - Ie

SECO

NDAR

Y RMS

EXCI

TING V

OLTS

- Es

= 0.7 %

ซงมคาตากวา 10 % ถอวาเปนไปตามมาตรฐานทกาหนด


33

4.2.13 ตวอยางบนทกผลการทดสอบ CT.

CT-T01


34

1

CT-T02 Rev.01.0 :D,M,Y


35

CT-T03 Rev 01 0 :D M Y


36

5. เอกสารอางอง

5.1 อาภรณ เกงพล และโอซาม นชโนะ เครองมอและการวดทางไฟฟา พมพครงท 2 กรงเทพมหานคร: สานกพมพดวงกมล 2527 5.2 An operating manual for testing electrical power apparatus insulation. massachusetts:doble engineering company,1988 5.3 ANSI/IEEE C57.13-1993 IEEE Standard requirements for instrument transformers. new york:institute of electrical and electronics engineering,1993. 5.4 ANSI/IEEE C57.13.1-1993 IEEE Guide for field testing of relaying current transformers. New York:Institute of electrical and electronics engineering,1993. 5.5 High-voltage current transformer type AOT and AOK. BBC publication No. CH-A 060 412 E. 5.6 IEC Publication 185.Current transformer international electrotechnical commission,1987. 5.7 Knut Sjovoll ASEA instrument transformer application guide. Sweden:ASEA HV apparatus,1986. 5.8 IEC 60044-2 1997-02 5.9 จากขอมล สถตทดสอบของการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย 5.10 จาก Specification มาตรฐานของการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย

current transformer

Documents