# Mõõtevahendi trafo koormuse arvutamise juhend keskpinge kaitsesüsteemide jaoks

> Allikas: https://voltgrids.com/et/blog/instrument-transformer-burden-calculation-guide-for-mv-protection-systems/
> Published: 2026-04-25T03:33:06+00:00
> Modified: 2026-05-11T02:28:02+00:00
> Agent JSON: https://voltgrids.com/et/blog/instrument-transformer-burden-calculation-guide-for-mv-protection-systems/agent.json
> Agent Markdown: https://voltgrids.com/et/blog/instrument-transformer-burden-calculation-guide-for-mv-protection-systems/agent.md

## Summary

Keskpinge kaitsesüsteemide töökindluse tagamiseks on oluline mõõteriistade koormuse täpne arvutamine. Selles põhjalikus juhendis kirjeldatakse üksikasjalikult samm-sammult metoodikat voolujuhtmete ja pingestatud voolujuhtmete koormuse arvutamiseks, et vältida südamiku küllastumist ja relee väärkäitumist. Tagage oma alajaamade projekteerimisel täpsus ja ohutus, valdades sekundaarahela impedantsi juhtimist.

## Media

- YouTube: https://youtu.be/Xwnp7P3R-J8
- SoundCloud: https://soundcloud.com/bepto-247719800/sets/bepto-electric/s-tkdcdmC3sUC?si=c7d74e4c27894c01bf765baa3f9bbaa2&utm_source=clipboard&utm_medium=text&utm_campaign=social_sharing

## Article

![JDZ20 pingetrafo siseruumides ühefaasiline poolsuletud epoksüvaikuga valatud PT - 6kV 10kV täielikult isoleeritud ZW8 vaakumkaitselüliti ühilduv 12 42 75kV isolatsiooniga kompaktne disain](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/01/JDZ20-Voltage-Transformer-Indoor-Single-Phase-Semi-Closed-Epoxy-Resin-Casting-PT-6kV-10kV-Fully-Insulated-ZW8-Vacuum-Circuit-Breaker-Compatible-12-42-75kV-Insulation-Compact-Design-1.jpg)

[Praegune trafo (CT)](https://voltgrids.com/et/product-category/instrument-transformer/current-transformerct/)

## Sissejuhatus

Koormuse arvutamine on üks kõige sagedamini valesti mõistetud - ja kõige olulisematest - insenertehnilistest ülesannetest keskpinge kaitsesüsteemide projekteerimisel. Iga seade, mis on ühendatud vooluahela või VT sekundaarahelaga, lisab impedantsi ja kui kogukoormus ületab trafo nimiväärtust, väheneb täpsus, südamikud küllastuvad ja kaitsereleed saavad moonutatud signaale, mis võivad põhjustada ohtlikke talitlushäireid.

**Otsene vastus: mõõtevahendi trafo koormus on kogu sekundaarahelale pandud volt-amprite koormus ja see peab alati jääma trafo nimikoormuse piiresse, et tagada täpsusklassile vastavus ja usaldusväärne vea tuvastamine.**

Elektriinseneridele ja EPC-töövõtjatele, kes määravad kindlaks keskpinge lülitusseadmeid, ei ole koormuse valesti määramine väike kalibreerimisprobleem - see on süsteemitasemel töökindlusrike, mis ootab juhtumist. Selles juhendis tutvustatakse koormuse arvutamise metoodikat, tavalisi lõkse ja valikukriteeriume, et tagada teie voolujuhtimis- ja voolujuhtimisseadmete töö täpselt nii, nagu see on kavandatud.

## Sisukord

- [Mis on instrumentaaltrafo koormus ja kuidas seda määratletakse?](#what-is-instrument-transformer-burden)
- [Kuidas arvutada CT ja VT koormust samm-sammult?](#how-do-you-calculate-burden)
- [Kuidas mõjutab koormus kompuutertomograafia täpsusklassi ja kaitsevõimet?](#how-does-burden-affect-accuracy)
- [Millised on kõige levinumad koormuse arvutamise vead MV-süsteemides?](#common-burden-mistakes)

## Mis on instrumentaaltrafo koormus ja kuidas seda määratletakse?

![Tehniline infograafika, mis selgitab mõõtevahendi trafo koormust kui kogu sekundaarahela impedantsi või VA koormust, sealhulgas releekoormust, mõõteriista koormust, kaabli impedantsi, klemmkontakti takistust, nimikoormust, sekundaarvoolu, täpsusklassi, ALF-i ja tähelepanuta jäetud kaabli koormuse mõju voolujuhtimismõõturi täpsusele.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Instrument-Transformer-Burden-Explained-1024x683.jpg)

Instrumentide trafode koormuse selgitamine

Koormus on kogu väline impedants - väljendatuna ühikutes **Volt-amprit (VA)** või **Ohm (Ω)** - ühendatud seadmetrafo sekundaarklemmidega. See kujutab endast kõigi koormuste summat, mida trafo peab oma nimitäpsuse säilitamise juures juhtima. CT puhul hõlmab see kõiki seadmeid ja juhte sekundaarses ahelas. VT puhul hõlmab see kõiki paralleelselt ühendatud mõõte- ja kaitseseadmeid.

Koormuse mõistmine algab selle kahest väljendamisviisist:

- **VA koormus:** Sekundaarahela poolt tarbitav summaarne näivvõimsus sekundaarse nimivoolu või -pinge korral
- **Impedantskoormus (Ω):** Sekundaarahela kogutakistus ja reaktants, mida kasutatakse üksikasjalikes arvutustes.

**Peamised tehnilised parameetrid, mis reguleerivad kompuutertomograafia koormust [IEC 61869-2](https://webstore.iec.ch/publication/5964)[1](#fn-1):**

- **Hinnatud koormus:** Maksimaalne VA, mida voolujuhtimismoodul võib anda, säilitades samal ajal määratud täpsusklassi (nt 15VA, 30VA).
- **Hinnatud [sekundaarvool](https://voltgrids.com/et/blog/current-transformer-secondary-burden-calculation/):** Standardväärtused 1A või 5A - koormuse impedants skaalub selle väärtuse ruuduga.
- **Täpsuse klass:** 0,2, 0,5 mõõtmiseks; 5P, 10P kaitseks - igaühel on määratletud koormusvahemik.
- **Koormuse võimsustegur:** Kaitseklassi puhul tavaliselt 0,8; takistusliku koormuse puhul 1,0
- **Nimitäpsuse piirfaktori väärtus ([ALF](https://voltgrids.com/et/blog/ct-accuracy-limiting-factor-calculation-guide/)):** Vastupidiselt proportsionaalne tegeliku koormusega - suureneb koormuse vähenemisega.
- **Isolatsiooni tase:** 12kV / 24kV / 36kV klass keskpinge rakenduste jaoks
- **Termiline pidev voolutugevus:** ≥1,2× nominaalne primaarvool
- **Sõiduulatus:** [≥25mm/kV standardsetes siseruumides (IEC 60815)](https://webstore.iec.ch/publication/3807)[2](#fn-2)

Kriitiline, kuid sageli tähelepanuta jäetud punkt: **koormust ei fikseeri ainult relee**. Sekundaarse kaabli takistus, klemmikontaktide takistus ja kõigi jadakontakti ühendatud seadmete kombineeritud impedants panustavad kõik sellesse. Kaabli koormuse eiramine on kõige levinum täpsusklassi rikkumiste põhjus välipaigaldistes.

## Kuidas arvutada CT ja VT koormust samm-sammult?

![Põhja-Aafrika 33kV alajaamas kuulab Põhja-Aafrika EPC hankejuht (vasakul), kes esindab klienti, tähelepanelikult, kui Ida-Aasia insener (paremal), Bepto esindaja, kasutab tahvelarvutit, et selgitada üksikasjalikku CT koormust ja tõhusa ALF-arvutuse tulemusi, lahendades mõõtmise täpsuse vigu, mis on põhjustatud pika kaabelliini tõttu. Suured 33kV CT-d, mõõtepaneel ja kauged kaablitrassid määravad professionaalse keskkonna.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Bepto-Engineer-Explains-CT-Burden-Correction-in-North-Africa-Substation-1024x687.jpg)

Bepto insener selgitab CT koormuse korrigeerimist Põhja-Aafrika alajaamas

Koormuse arvutamine järgib struktureeritud protsessi. Siin on esitatud täielik metoodika, mida kasutatakse keskpinge kaitse ja mõõtmise CT-ahelate puhul.

### Samm 1: Loetlege kõik sekundaarse vooluahela seadmed

Identifitseerige kõik kompuutertomograafia sekundaarsesse ahelasse ühendatud seadmed:

- Kaitserelee (kaugus, ülevool, diferentsiaal)
- Energiamõõtja või energiakvaliteedi analüsaator
- Andur või saatja
- Ampermeeter (kui see on kohaldatav)
- Vahepealne kompuutertomograafia (kui see on kohaldatav)

### 2. samm: saage iga seadme VA või impedantsi väärtus

Iga seadme tootja esitab koormuse hinnangu sekundaarvoolu nimivoolu korral. Kõik väärtused tuleb teisendada **impedants (Ω)** kasutades:

Z=VAIs2Z = \frac{VA}{I_s^2}

Kus IsI_s on sekundaarvoolu nimivool (1A või 5A).

**Näide - 5A sekundaarahela:**

| Seade | Hinnatud koormus (VA) | Impedants (Ω) |
| Kauguskaitse relee | 1,0 VA | 0.040 Ω |
| Ülevoolurelee | 0,5 VA | 0.020 Ω |
| Energiamõõtja | 1,5 VA | 0.060 Ω |
| Sekundaarkaabel (2× 30m, 2,5 mm²) | — | 0.432 Ω |
| Terminali kontakttakistus | — | 0.010 Ω |
| Koormus kokku | — | 0.562 Ω |

Muuta kogu impedants tagasi VA-ks: VAtotal=Ztotal×Is2=0.562×25=14.05 VAVA_{total} = Z_{total} \kordaja I_s^2 = 0,562 \kordaja 25 = 14,05\ VA

### 3. samm: Arvutage kaabli koormus

Kaablitakistus arvutatakse järgmiselt:

Rcable=2×L×ρAR_kaabel} = \frac{2 \kord L \kord \rho}{A}

Kus:

- LL = ühepoolse kaabli pikkus (meetrites)
- ρ\rho = vase eritakistus = 0.0172 Ω⋅mm2/m0,0172\ \Omega \cdot mm^2/m
- AA = kaabli ristlõike pindala (mm²)

30 m ühepoolse jooksu jaoks 2,5 mm² vasega: Rcable=2×30×0.01722.5=0.413 ΩR_cable} = \frac{2 \times 30 \times 0.0172}{2.5} = 0.413\ \Omega

### 4. samm: Kontrollida hinnatud koormuse suhtes

Arvutatud kogukoormus peab vastama: VAactual≤VAratedVA_{actual} \leq VA_{hinnatud}

Kui tegelik koormus ületab arvestuslikku koormust, on järgmised võimalused:

- Suurendada kaabli ristlõike (vähendab takistuse koormust)
- Määrake suurem nimikoormus CT
- Vähendada jadaühendusega seadmete arvu
- Üleminek 5A asemel 1A sekundaarsele (vähendab kaabli koormust 25 korda)

### 5. samm: Tõhusate ALFide kontrollimine

Tegelik ALF muutub koos koormusega. Seos IEC 61869-2 kohaselt on:

ALFactual=ALFrated×VArated+VAinternalVAactual+VAinternalALF_{actual} = ALF_{rated} \times \frac{VA_{hinnatud} + VA_{sisene}}{VA_{aktuaalne}} + VA_{sisene}}

Kus VAinternalVA_{sisene} on vooluahela enda sisemine mähise koormus (andmelehelt). See samm on kriitiline [kaugkaitse](https://voltgrids.com/et/blog/how-current-transformers-enable-distance-protection-in-power-systems/) ja diferentsiaalkaitse rakendused.

### CT vs VT koormuse arvutamise võrdlus

| Parameeter | CT koormuse arvutamine | VT koormuse arvutamine |
| Ringluse topoloogia | Seeria silmus | Paralleelne ühendus |
| Koormuse väljendusviis | VA või Ω (jadaimpedants) | VA või Ω (paralleelne impedants) |
| Kaabli mõju | Kõrge - seeriatakistus lisab otseselt | Madal - domineerivad paralleelsed koormused |
| Teisene standard | 1A või 5A | 100V või 110V |
| Peamine risk | Üleliigsest koormusest tulenev tuuma küllastumine | Pinge langus ja täpsuse kadu |
| Reguleeriv standard | IEC 61869-2 | IEC 61869-33 |

**Kliendi juhtum - koormuse väärarvutus 33kV toitekaitsekilbis:**
Põhja-Aafrikas asuva EPC-firma hankejuht võttis ühendust pärast seda, kui nende äsja kasutusele võetud 33kV fiider-kaitsesüsteem näitas energia mõõtmisel püsivaid täpsusvigu - näidud olid pidevalt 3-4% madalad. Uurimine näitas, et sekundaarkaabli pikkus oli 45 meetrit (pikem kui algselt kavandatud 20 meetrit), mis lisas 0,62Ω arvestamata takistuse koormust. Paigaldatud voolujuhtimismõõtur oli nimivõimsusega 15VA, kuid tegelik koormus ulatus 22VA-ni, mis viis voolujuhtimismõõturi väljapoole selle 0,5 täpsusklassi vahemikku. Bepto tarnis 30VA-klassi CTd, mille tehnilised näitajad vastasid nõuetele, ja mõõtmise täpsus taastati 0,2% piires - see vastab hästi arveldusklassi nõuetele.

## Kuidas mõjutab koormus kompuutertomograafia täpsusklassi ja kaitsevõimet?

![Tehniline infograafika, mis selgitab, kuidas CT koormus mõjutab täpsusklassi ja kaugkaitse toimivust, näidates koormuse lävendi käitumist, komposiitvea kasvu, ALF-i vähenemist, varajast südamiku küllastumist, 1. tsooni relee viivitusriski ja juhtumit, kus ülemäärane sekundaarne koormus põhjustas kaitse väärkäitumist.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/CT-Burden-Impact-on-Protection-Performance-1024x683.jpg)

CT koormuse mõju kaitse tulemuslikkusele

Koormuse ja kompuutertomograafia tulemuslikkuse vaheline seos ei ole lineaarne - tegemist on lävi efektiga. Nominaalse koormuse piires säilitab kompuuter oma määratud täpsusklassi. Kui nimikoormus ületab nimikoormuse, siis vigu tekib kiiresti ja rikkeolukorras, [südamiku küllastumine](https://voltgrids.com/et/blog/ct-magnetic-saturation-behavior-during-faults/) toimub varem, kui ALFi spetsifikatsioonis eeldatakse.

Konkreetselt kaugkaitse puhul on sellel otsesed operatiivsed tagajärjed:

- **Alakoormus:** Efektiivne ALF suureneb - üldiselt kasulik, kuid relee sisendimpedants peab siiski olema täidetud.
- **Hinnatud koormuse korral:** CT töötab täpselt vastavalt täpsusklassi spetsifikatsioonile
- **Ülekoormus (110-150% hinnatud):** Komposiitviga ületab klassi piirmäära; mõõtmine loeb valesti
- **Raske ülekoormus (>150%):** [tuum küllastub vea korral](https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376)[4](#fn-4); kaitserelee saab lõigatud lainekuju; impedantsi arvutamine ebaõnnestub; kaugusrelel ei pruugi vallanduda tsoon 1.

### Mõju kaitse usaldusväärsusele koormustasemete kaupa

| Koormuse tase | Mõõtmise täpsus | Kaitse CT käitumine | Kauguse relee vastus |
|  | Klassisiseselt | ALF tõhusalt kõrgem | Usaldusväärne sõit tsoonis 1 |
| 80-100% Hinnatud | Klassisiseselt | Vastavalt spetsifikatsioonile | Usaldusväärne sõit tsoonis 1 |
| 100-130% Hinnatud | Marginaalne viga | Vähendatud tegelik ALF | Võimalik viivitus tsoonis 1 |
| >150% Hinnatud | Märkimisväärne viga | Varajane küllastumine | Väärkasutusrisk |

Praktiline soovitus kaitsekriitiliste rakenduste jaoks: **projekteerimine kuni 75-80% maksimaalse nimikoormusega**, säilitades varu tulevaste releede lisamiseks või kaabli ümberpaigutamiseks, mis suurendab vastupanu.

**Klientide juhtum - kaitsevigade kasutamine, mis on tingitud liigsest koormusest:**
Üks Kagu-Aasias asuv elektriettevõtja teatas, et 22kV õhuliini kaugusrelee ei suutnud järjekindlalt kustutada lähivigu 1. tsooni aja jooksul, vaid lülitus vaikimisi 2. tsooni (400 ms viivitus). Üksikasjalik kasutuselevõtu analüüs näitas, et vooluahela sekundaarahelas oli kolm releed, muundur ja 38-meetrine kaablijooks - kokku 28VA koormus 15VA-klassi CT vastu. CT küllastus umbes 8-kordse nimivoolu juures, mis on tunduvalt madalam kui 5P20 spetsifikaadis ettenähtud 20-kordne võimekus nimikoormuse juures. Vahetamine Bepto 5P20 30VA voolutugevusega voolutugevusega voolutugevuse muunduritega lahendas 1. tsooni ajastusprobleemi täielikult.

## Millised on kõige levinumad koormuse arvutamise vead MV-süsteemides?

![Üksikasjalik foto kaootilisest, ülekoormatud CT sekundaarkatsete vooluahelast laboripingil, mis illustreerib mitmeid arvutusvead, nagu ignoreeritud pikad kaablijooksud, segatud 1A ja 5A seadmete nimiväärtused, mis põhjustavad ülekuumenemist, ja vale VT-meetodi rakendused. Ebakorrapärased lainekujud ja veamärkused tugevdavad koormusvigade tõttu kahjustatud töökindluse teemat. Inimesed ei ole kohal.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Visualization-of-Critical-CT-Burden-Calculation-Mistakes-and-Overload-Effects-1024x687.jpg)

Kriitilise CT koormuse arvutusvigade ja ülekoormuse mõju visualiseerimine

### Paigaldamise ja kasutuselevõtu kontrollnimekiri

1. **Mõõtke kaabli tegelikku pikkust** - ärge kunagi kasutage koormuse arvutamisel projekteerimisjoonise hinnanguid
2. **Mõõtke juhi vastupanu** madala takistusega ohmomeetriga enne voolu sisselülitamist
3. **Kontrollige iga relee tegelikku sisendkoormust.** tootja andmelehtedest - mitte kataloogi kokkuvõtetest
4. **Arvutage kogukoormus sekundaarvoolu nimivoolul** enne CT VA reitingute määramist
5. **Teostage sekundaarse süstimise katse** kontrollida kompuutertomograafi suhtarvu, polaarsust ja täpsust kasutuselevõtmisel
6. **Dokumentide koostamise koormus** edaspidiseks hoolduseks

### Tavalised vead, mis kahjustavad usaldusväärsust

- **Kaablite koormuse eiramine:** 5A sekundaarahelates võib 30 m pikkune kaablijooks anda 8-15VA - see ületab sageli releekoormuse.
- **1A ja 5A seadmete segamine:** 5A-klassi relee ühendamine 1A CT sekundaariga põhjustab tõsist ülekoormust ja võimalikku releekahjustust.
- **Eeldades, et releekoormus on võrdne kogukoormusega:** Mõõturite, andurite ja klemmtakistuse unustamine on äärmiselt levinud
- **ALFi ümberarvutamise puudumine pärast koormuse muutmist:** Relee lisamine süsteemi uuendamise ajal ilma tõhusa ALF-i uuesti kontrollimata on varjatud kaitserisk.
- **VT koormuse arvutamise meetodi kasutamine kompuutrite puhul:** Seeria vs. paralleeltopoloogia - arvutuslik lähenemine on põhimõtteliselt erinev
- **Temperatuuri mõju tähelepanuta jätmine:** Vase vastupanu [suureneb ligikaudu 0,4% °C kohta](https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity)[5](#fn-5) - kõrge õhutemperatuuriga paigaldistes on kaabli koormus 60 °C juures mõõdetavalt suurem kui 20 °C juures.

## Kokkuvõte

Täpne koormuse arvutamine ei ole vabatahtlik tehniline täiustus - see on keskpinge elektrijaotuse mõõtetrafode täpsusklassi vastavuse ja kaitsesüsteemi töökindluse põhinõue. **Peamine järeldus: arvutage alati kogu sekundaarne koormus, sealhulgas kaablitakistus, kontrollige tõhusat ALF-i kaitserakenduste jaoks ja projekteerige maksimaalselt 75-80% nimikoormuse CT-le, et säilitada usaldusväärne vea tuvastamine.** Bepto Electricu iga CT, mida me tarnime, sisaldab täielikku andmelehe koormuse spetsifikatsiooni ja sisemise mähisetakistuse väärtusi - see annab teie inseneriteaduskonnale kõik vajaliku, et teha täpseid koormusarvutusi esimesest päevast alates.

## Korduma kippuvad küsimused instrumentaaltrafode koormuse arvutamise kohta

1. “IEC 61869-2:2012 Mõõtevahendid - Osa 2”, `https://webstore.iec.ch/publication/5964`. Määratleb voolutrafode tehnilised standardid ja parameetrid. Tõendav roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: IEC 61869-2. [↩](#fnref-1_ref)
2. “IEC TS 60815-1:2008 Kõrgepingeisolaatorite valik ja dimensioneerimine”, `https://webstore.iec.ch/publication/3807`. Määratleb sõiduulatusnõuded erinevate reostuskeskkondade jaoks. Tõendite roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: ≥25mm/kV standardsetes siseruumides (IEC 60815). [↩](#fnref-2_ref)
3. “IEC 61869-3:2011 Mõõtevahendid - Osa 3”, `https://webstore.iec.ch/publication/5965`. Rahvusvaheline standard, mis reguleerib induktiivsete pingetrafode toimivust ja koormust. Tõendite roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: IEC 61869-3. [↩](#fnref-3_ref)
4. “Kompuutertomograafia küllastumise mõju kaugkaitsele”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376`. IEEE uuringud, milles analüüsitakse, kuidas liigne koormus põhjustab varajast tuumade küllastumist. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: südamiku küllastumine vea korral. [↩](#fnref-4_ref)
5. “Elektritakistus ja elektrijuhtivus”, `https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity`. Vikipeedia lehekülg, mis dokumenteerib vase eritakistuse temperatuuri koefitsiendi. Tõendusmaterjalide roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetused: suureneb ligikaudu 0,4% ühe °C kohta. [↩](#fnref-5_ref)