TA e TV nella moderna misurazione della rete elettrica: perché è importante una misurazione accurata
TA e TV nella moderna misurazione della rete elettrica: perché è importante una misurazione accurata
Le moderne reti elettriche stanno diventando più complesse.
La rapida crescita dell’energia rinnovabile, della generazione distribuita e delle apparecchiature elettroniche di potenza sta cambiando il modo in cui l’elettricità viene generata, trasmessa e distribuita. I flussi di potenza possono diventare più dinamici, mentre le armoniche e altri disturbi elettrici possono creare ulteriori sfide per i sistemi di misurazione e protezione.
In questo ambiente, la misurazione elettrica accurata sta diventando sempre più importante.
I trasformatori di corrente (TA) e i trasformatori di tensione (TV) sono una parte essenziale di questa catena di misura. Collegano i circuiti primari ad alta tensione con apparecchiature secondarie di misurazione, conteggio, monitoraggio e protezione, consentendo la misurazione e l'elaborazione sicura delle quantità elettriche.
Perché la misurazione sta diventando sempre più importante?
Le reti di distribuzione tradizionali erano generalmente progettate attorno a flussi di energia relativamente prevedibili.
Le reti moderne sono diverse.
Il solare fotovoltaico, l’energia eolica, lo stoccaggio delle batterie, i veicoli elettrici e altri carichi elettronici di potenza stanno introducendo condizioni operative più dinamiche. La generazione distribuita può anche comportare un flusso di energia in direzioni diverse a seconda della generazione e della domanda.
Allo stesso tempo, i dispositivi elettronici di potenza possono introdurre componenti armoniche e altre distorsioni nei sistemi elettrici.
Ciò crea una sfida pratica:
La qualità della catena di misura è importante quando le condizioni elettriche da misurare diventano più complesse.
Un dispositivo di monitoraggio o protezione della potenza può funzionare solo con i segnali elettrici che gli vengono forniti. Nei sistemi a media e alta tensione, tali segnali sono spesso ottenuti indirettamente tramite trasformatori di misura.
È qui che i CT e i VT diventano importanti.
Cosa fa un trasformatore di corrente?
Un trasformatore di corrente, o CT, converte una corrente primaria elevata in una corrente secondaria inferiore che può essere utilizzata in sicurezza dalle apparecchiature di misurazione e protezione.
A seconda dell'applicazione, un CT può supportare:
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Misurazione della corrente
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Misurazione dell'energia
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Protezione relè
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Monitoraggio e controllo
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Misurazione della qualità dell'energia
Il TA quindi non si limita a ridurre semplicemente la corrente.
Costituisce parte dell'interfaccia tra il sistema di alimentazione primario e il sistema secondario di misurazione o protezione.
Ad esempio, EUE Powertrasformatori di corrente di media tensionesono progettati per sistemi di alimentazione CA con frequenze nominali di 50 o 60 Hz e tensioni nominali di 10 kV, 20 kV, 35 kV e inferiori. La gamma di prodotti è destinata alle applicazioni di misurazione della corrente, misurazione dell'energia e protezione dei relè.
Cosa fa un trasformatore di tensione?
UNTrasformatore di tensione, o VT, svolge una funzione simile sul lato tensione.
Trasforma un'alta tensione primaria in una tensione secondaria più bassa adatta per apparecchiature di misura, conteggio, protezione e monitoraggio.
Insieme, i TA e i TV possono fornire i segnali elettrici richiesti da una serie di sistemi secondari.
Una catena di misurazione semplificata può essere intesa come:
PrimarioSistema di alimentazione → CT /VT→ Misura → Misurazione/Protezione/Monitoraggio
Le prestazioni di ciascuna parte possono quindi influenzare la qualità della misurazione finale.
TA e TV fanno parte della catena di misura
Una considerazione importante è che la precisione dello strumento di misura in sé non racconta tutta la storia.
Nei sistemi di alimentazione a media e alta tensione, il processo di misurazione può comportare:
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L'impianto elettrico primario
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Trasformatori di corrente o tensione
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Cavi secondari e connessioni
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Apparecchiature di misurazione o di qualità dell'energia
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Elaborazione e analisi dei dati
Se un TA o un TV introduce errori di misurazione dipendenti dalla frequenza, tali errori possono potenzialmente influenzare il valore misurato finale.
Questo problema diventa particolarmente rilevante quando si misurano le componenti armoniche.
Uno studio del 2026 pubblicato inEnergieha esaminato l'influenza degli errori di TA e TV sulla valutazione della conformità armonica. Dallo studio è emerso che gli errori del trasformatore possono diventare particolarmente rilevanti quando le quantità armoniche misurate sono vicine a un limite normativo o tecnico.
Ciò non significa che ogni TA o TV creerà un problema di misurazione significativo. Piuttosto, evidenzia il motivo per cui dovrebbe essere presa in considerazione l’intera catena di misurazione quando è richiesta un’accurata valutazione della qualità dell’energia.
Perché la qualità dell’energia è importante?
La qualità dell’energia è sempre più importante poiché le reti elettriche integrano più generazione rinnovabile e apparecchiature elettroniche di potenza.
Le armoniche e altri disturbi possono influenzare le apparecchiature elettriche, le prestazioni del sistema e i risultati delle misurazioni.
Per gli ingegneri, ciò significa che la scelta di un trasformatore di misura non dovrebbe basarsi solo sulla tensione primaria e sulla corrente nominale.
A seconda dell'applicazione, potrebbe essere necessario prendere in considerazione anche fattori quali la classe di precisione, il carico, il livello di isolamento, la risposta in frequenza, l'ambiente di installazione e i requisiti di protezione.
Le specifiche appropriate dipendono dall'impianto elettrico e dall'applicazione effettivi.
TA per misurazione, conteggio e protezione
Diverse applicazioni CT possono richiedere caratteristiche prestazionali diverse.
Permisurazioneapplicazioni, la precisione della misurazione è una considerazione importante perché il TA fa parte della catena di misurazione dell'energia elettrica.
Per le applicazioni di protezione, il TA deve fornire prestazioni adeguate durante condizioni operative anomale in modo che il sistema di protezione possa interpretare correttamente le correnti del sistema.
Per le applicazioni di monitoraggio e qualità dell'energia, le caratteristiche dipendenti dalla frequenza possono diventare più rilevanti quando il sistema contiene componenti armoniche significative.
Pertanto, lo stesso concetto generale di CT può servire a diverse applicazioni, ma le specifiche richieste possono differire.
Cosa dovrebbero considerare gli ingegneri quando scelgono un CT o un VT?
Quando si specifica un trasformatore di misura, è necessario valutare insieme diversi parametri.
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Tensione e corrente nominale
La tensione e la corrente primaria devono corrispondere all'impianto elettrico e alle condizioni operative.
Per i sistemi di distribuzione a media tensione, ciò può includere applicazioni di classe 10 kV, 20 kV o 35 kV.
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Classe di precisione
La precisione richiesta dipende dal fatto che il trasformatore venga utilizzato per la misurazione, il conteggio, la protezione o un'altra applicazione.
Il requisito di precisione dovrebbe quindi essere definito in base all'applicazione reale piuttosto che selezionare semplicemente la specifica più elevata disponibile.
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Onere nominale
Le apparecchiature secondarie collegate e il cablaggio contribuiscono al carico sostenuto dal trasformatore.
Il TA o il TV devono essere specificati tenendo presenti i requisiti del circuito secondario.
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Requisiti di isolamento
Il trasformatore di misura deve essere adatto alla tensione del sistema e al livello di isolamento richiesto.
Dovrebbero essere prese in considerazione anche le condizioni ambientali e la configurazione dell'installazione.
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Ambiente applicativo
Le apparecchiature di distribuzione all'aperto possono essere esposte a cambiamenti di temperatura, umidità, polvere, inquinamento e altre condizioni ambientali.
La progettazione meccanica e di isolamento dovrebbe pertanto essere adeguata all'ambiente di installazione previsto.
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Requisiti di misurazione e protezione
Un TA utilizzato principalmente per la misurazione dell'energia può avere requisiti diversi rispetto a un TA utilizzato per la protezione dei relè.
Comprendere l'applicazione completa aiuta a determinare la configurazione appropriata.
Trasformatori di corrente di media tensione EUE Power
EUE Power fornisce trasformatori di misura di media tensione per applicazioni di misura elettrica, misurazione dell'energia e protezione relè.
Secondo il catalogo prodotti EUE Power, itsprodotti per trasformatori di correntesono applicabili a sistemi di alimentazione CA a 50/60 Hz con tensione nominale di 10 kV, 20 kV, 35 kV e inferiori. Il catalogo evidenzia anche l'elevata capacità di uscita e le prestazioni di corrente ad elevata stabilità dinamica e termica.
Per le applicazioni che richiedono specifiche elettriche personalizzate, EUE Power può anche supportare i requisiti OEM/ODM in base alle specifiche del cliente e alle condizioni del progetto.
L'obiettivo non è semplicemente fornire un componente standard, ma abbinare la configurazione del trasformatore di misura ai requisiti elettrici e applicativi del cliente.
Guardando oltre il trasformatore
Man mano che i sistemi di alimentazione diventano più dinamici, la misurazione dovrebbe essere considerata parte dell’architettura elettrica complessiva.
I TA e i TV si trovano in un punto importante tra il sistema di alimentazione primario e i sistemi secondari responsabili della misurazione, del conteggio, della protezione e del monitoraggio.
Ciò rende i trasformatori di misura un argomento sempre più rilevante per gli ingegneri che lavorano con:
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Reti di distribuzione di media tensione
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Sistemi energetici rinnovabili
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Sistemi energetici industriali
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Distribuzione delle utilità
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Monitoraggio della qualità dell'energia
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Modernizzazione della rete
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Misurazione e protezione elettrica
La domanda chiave quindi non è semplicemente:
“Che rapporto deve avere il TC o il VT?”
È anche:
“Cosa deve raggiungere l’intera catena di misurazione?”
Man mano che la rete diventa più complessa, una misurazione affidabile diventa una base sempre più importante per un monitoraggio, una misurazione e una protezione affidabili.
Domande frequenti
Cos'è un trasformatore di corrente?
Un trasformatore di corrente (CT) è un trasformatore di misura che converte una corrente primaria elevata in una corrente secondaria inferiore per applicazioni di misurazione, misurazione e protezione.
Cos'è un trasformatore di tensione?
Un trasformatore di tensione (TV) converte un'elevata tensione primaria in una tensione secondaria inferiore adatta per apparecchiature di misurazione, misurazione, protezione e monitoraggio.
Qual è la differenza tra una TC e una VT?
Un TA viene utilizzato principalmente per trasformare la corrente, mentre un TV viene utilizzato per trasformare la tensione. Entrambi possono far parte della catena di misura e protezione nei sistemi elettrici a media e alta tensione.
Perché i TA sono importanti per la misurazione della qualità dell'energia?
I TA possono influenzare il segnale di corrente misurato. In condizioni ricche di armoniche, le caratteristiche del trasformatore dipendenti dalla frequenza possono influenzare la misurazione, in particolare quando i valori misurati sono vicini ai limiti applicabili.
Quali livelli di tensione possono supportare i trasformatori di corrente EUE Power?
Il catalogo di EUE Power specifica le applicazioni dei trasformatori di corrente per sistemi CA a 50/60 Hz con tensione nominale di 10 kV, 20 kV, 35 kV e inferiori.
EUE Power può fornire prodotti CT personalizzati?
EUE Power supporta i requisiti OEM/ODM e può discutere specifiche personalizzate in base all'applicazione, ai parametri elettrici e ai requisiti tecnici del cliente.
