11

OSJETNICIOSJETNICI ELEKTRIELEKTRIČČNOG NAPONANOG NAPONAOtporni djeliteljOtporni djelitelj (otporni)(otporni)-- izlazni napon proporcionalan ulaznom naponuizlazni napon proporcionalan ulaznom naponu-- napon: napon: istosmjerni / istosmjerni / izmjeniizmjeniččniniKapacitivnoKapacitivno djelilodjelilo (kondenzatorski)(kondenzatorski)-- izlazni napon proporcionalan ulaznom naponuizlazni napon proporcionalan ulaznom naponu-- napon: napon: izmjeniizmjeniččniniKlasiKlasiččni mjerni ni mjerni transformatotransformato (magnetski)(magnetski)-- izlazni napon proporcionalan ulaznom naponuizlazni napon proporcionalan ulaznom naponu-- napon: napon: izmjeniizmjeniččniniOptiOptiččki mjerni transformatorki mjerni transformator (opti(optiččki)ki)-- intenzitet svjetla proporcionalan ulaznom naponuintenzitet svjetla proporcionalan ulaznom naponu-- napon: napon: istosmjerni / istosmjerni / izmjeniizmjeniččniniHibridni mjerni transformatoriHibridni mjerni transformatori-- izlaz: komunikacijaizlaz: komunikacija (digitalni)(digitalni)-- napon:napon: istosmjerni / istosmjerni / izmjeniizmjeniččnini

22

OTPORNI DJELITELJ OTPORNI DJELITELJ (1)(1)Princip mjerenja

Z1

Z2

U1

U2

I

I2

It

I Prazni hod:Zt = ∞; It = 0

I20 = I

Teret:

It = U2 / Zt

Prazni hod Teret

22

211 UZ

ZZU +=

2)12

21(1 UZtZZtZZU +

+=

33

Prednosti i nedostaci

Prednosti:Prednosti:Jednostavni Jednostavni –– niska cijenaniska cijenaVisoka toVisoka toččnost (< nost (< ±± 0,5%)0,5%)Visoka linearnost u Visoka linearnost u šširokom frekventnom opsegu (0irokom frekventnom opsegu (0÷÷3 3 kHzkHz))ŠŠiroki temperaturni radni opseg iroki temperaturni radni opseg --40 40 …… +120 +120 ooCCNema zasiNema zasiććenja / enja / histerezehistereze ( 175% Un)( 175% Un)

Nedostaci:Nedostaci:Nisu za visoke napone (< 10 kV)Nisu za visoke napone (< 10 kV)Relativno velika potroRelativno velika potroššnja na visokom naponunja na visokom naponuUtjecaj Utjecaj parazitnihparazitnih kapaciteta kapaciteta -- fazni pomakfazni pomak

OTPORNI DJELITELJ OTPORNI DJELITELJ (2)(2)

44

Princip mjerenja

KAPACITIVNIKAPACITIVNI DJELITELJ DJELITELJ (1)(1)

Za visoke napone > 100 kV

Prazni hod: Rv = ∞

Teret: Rv

- utjecaj tereta Rv može biti značajan- velika fazna pogreška

55

Smanjene utjecaja tereta

KAPACITIVNIKAPACITIVNI DJELITELJ DJELITELJ (2)(2)

- smanjenje kapaciteta C2 → povećanje napona U2- dodaje se naponski transformator Tp

dodavanje L: - ako je → Tp ne utječe na mjerni krug

Z13 = 0

66

Kapacitivni naponski transformatori

KAPACITIVNIKAPACITIVNI DJELITELJ DJELITELJ (3)(3)

1. Indikator ulja2. Ekspanzijska posuda3. Kondenzatori4. Izolacijsko ulje5. Porculanski izolator6. Brtva7. Elektromagnetski sklop8. Priključna kutija9. Serijski induktivitet10. Transformator11. Prigušnica

1. Porculanski izolator2. Ekspanzijska posuda3. Kondenzatori4. Elektromagnetski sklop5. Transformator6. Serijski induktivitet7. Prigušnica

77

KAPACITIVNIKAPACITIVNI DJELITELJ DJELITELJ (4)(4)Prednosti i nedostaci

Prednosti:Prednosti:Primjena za vrlo visoke napone > 800 kVPrimjena za vrlo visoke napone > 800 kVMoguMoguććnost injektiranja digitalnog signala (nost injektiranja digitalnog signala (PLCPLC))DugoroDugoroččna stabilnost karakteristikana stabilnost karakteristikaNe zahtijeva odrNe zahtijeva održžavanjeavanjeOtporan na Otporan na atmosferilijeatmosferilije

Nedostaci:Nedostaci:Samo za izmjeniSamo za izmjeniččne naponene naponePunjen uljem Punjen uljem –– opasnost od eksplozijeopasnost od eksplozije

88

Osnovni pojmovi

NAPONSKI TRANSFORMATOR NAPONSKI TRANSFORMATOR (1)(1)

Idealni transformator :

Sekundarni napon: 100 V (100/√3)

- sekundarni namotaj galvanski izoliran od primarnog

Prijenosna pogreška:

- pogreška raste s teretom Zt

Standardne nazivne snage:10 25 50 100 200 500 VA

Klase točnosti:0,1 0,2 0,5 1,0 3,0 %

99

Spajanje: 3-fazni sustav

NAPONSKI TRANSFORMATOR NAPONSKI TRANSFORMATOR (2)(2)

Jednopolno izolirani Dvoopolno izolirani

1010

Izvedbe: MJERENJE; ZAŠTITA

NAPONSKI TRANSFORMATOR NAPONSKI TRANSFORMATOR (3)(3)

Niskonaponski Srednjenaponski Visokonaponski

plastični epoksidni / uljni uljni

~cm

~dm

~m

1111

NAPONSKI TRANSFORMATOR NAPONSKI TRANSFORMATOR (4)(4)Prednosti i nedostaci

Prednosti:Prednosti:Galvanska izolacija primarGalvanska izolacija primar--sekundarsekundarMjerenje visokih naponaMjerenje visokih naponaPotpuna zaPotpuna zašštita od korozijetita od korozijeNe zahtijeva odrNe zahtijeva održžavanjeavanje

Nedostaci:Nedostaci:Samo za izmjeniSamo za izmjeniččne naponene naponeVisoki troVisoki trošškovi ugradnjekovi ugradnjeVelike dimenzijeVelike dimenzijeZasiZasiććenje i enje i histerezahisterezaOpasnost od eksplozije (uljni)Opasnost od eksplozije (uljni)

1212

OPTIOPTIČČKI MJERNI KI MJERNI TSTS (1)(1)Pockels-ov efekt (F.K.A. Pockels 1893.)

Bifrigerencija – dvostruki lom svjetlosti

Δn = ne – no (ne ↑ → no)

- ideks loma n optičkog kristala (kalcit)ovisi o jačini električnog polja E

Pockels-ova ćelijaLongitudinalna: E u smjeru zrake

Transferzalna: E poprečno na zraku

Poluvalni napon: Vπ- izaziva fazni pomak polarizacije zrake za π(transmisija: min → max)

10 ÷ 40 kV

1313

OPTIOPTIČČKI MJERNI KI MJERNI TSTS (2)(2)Princip mjerenja

Transferzalna:polarizator

kut α 45 oanalizator

Longitudinalna:

)sin(0 tIIin ωΔ=

)sin(20 Θ+Δ= tIIout ω

[ ]))(sin(120 tUKIIout +=

K – Pockels-ova osjetljivostkristalnog materijala

1414

OPTIOPTIČČKI MJERNI KI MJERNI TSTS (3)(3)Izvedba

1. Električno polje2. Ulazna zraka

Cirkularno polarizirana

3. Svjetlovodna vlakna4. Pockels-ove ćelije5. Izlazna zraka

Eliptički polarizirana

6. Opto-elektronika

1

2

3

45

6

4

4

1515

Naponski Strujni

Optički kabel

Optički kabel

VN vod /sabirnice

Naponsko pojaćalo

Opto-elektronika

Opto-elektronika

Mjerno pojačalo

struje1 A

Mjerni instrumenti

OPTIOPTIČČKI MJERNI KI MJERNI TSTS (4)(4)Primjena

1616

OPTIOPTIČČKI MJERNI KI MJERNI TSTS (4)(4)

Prednosti:Prednosti:Izolacija za vrlo visoke naponeIzolacija za vrlo visoke naponeŠŠiroki frekventni opsegiroki frekventni opsegNeosjetljivi na EM smetnjeNeosjetljivi na EM smetnjeNe zahtijevaju odrNe zahtijevaju održžavanjeavanjeNema zasiNema zasiććenja / enja / histerezehisterezeNema Nema opsanostiopsanosti od od ferorezonancijeferorezonancijeNe sadrNe sadržže ulje / e ulje / SFSF66

Nedostaci:Nedostaci:Relativno visoka cijenaRelativno visoka cijenaZahtijevaju posebnu Zahtijevaju posebnu optoopto--elektronielektroniččku opremuku opremuSamo za nova postrojenjaSamo za nova postrojenja

Prednosti i nedostaci

1717

HIBRIDNI MJERNI HIBRIDNI MJERNI TSTS (1)(1)Naponski transformator

Osjetnik: klasični Prijenos signala: digitalni

1818

HIBRIDNI MJERNI HIBRIDNI MJERNI TSTS (2)(2)Strujni transformator

Osjetnik: klasični Prijenos signala: digitalni

1919

HIBRIDNI MJERNI HIBRIDNI MJERNI TSTS (3)(3)

Prednosti:Prednosti:Bolja izolacija za vrlo visoke naponeBolja izolacija za vrlo visoke naponeSmanjena osjetljivost na EM smetnjeSmanjena osjetljivost na EM smetnjeManje dimenzije, manja teManje dimenzije, manja težžinainaŠŠiri frekventni opsegiri frekventni opsegNe sadrNe sadržže ulje / e ulje / SFSF66

Nema Nema ferorezonancijeferorezonancije

Nedostaci:Nedostaci:Relativno visoka cijenaRelativno visoka cijenaZahtijevaju posebnu Zahtijevaju posebnu optoopto--elektronielektroniččku opremuku opremuSamo za nova postrojenjaSamo za nova postrojenja

Prednosti i nedostaci