Solución Innovadora de Diseño de AIS CT Mejorando la Precisión de Medición y la Estabilidad Mecánica

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Objetivo del desafío:​​ Abordar los puntos de dolor de los transformadores de corriente (CT) convencionales de celdas aéreas (AIS) en cuanto a la precisión de medición (especialmente bajo condiciones de sobrecarga y transitorias), estabilidad mecánica y confiabilidad a largo plazo. Lograr una innovación tecnológica central para mejorar integralmente el rendimiento del producto.

​Soluciones de optimización de tecnología central:​​

1. ​Revolución del material del núcleo: aleación nanocristalina reemplaza al acero silicio​
• ​Solución central:​​ Abandonar el acero silicio tradicional, adoptando una aleación nanocristalina de alto rendimiento basada en hierro como material del núcleo.
• ​Ventajas técnicas:​​
• ​Pérdidas de núcleo ultra bajas (≤0,5W/kg):​​ Reduce significativamente las pérdidas por histeresis y corrientes parásitas en comparación con el acero silicio, disminuyendo notablemente la generación de calor y mejorando la eficiencia energética.
• ​Densidad de flujo de saturación ultra alta (1,8T):​​ Supera ampliamente el punto de saturación del acero silicio (típicamente <1,6T), mejorando significativamente la capacidad anti-saturación.
• ​Precisión garantizada:​​ Mantiene un funcionamiento estable en la región lineal incluso bajo condiciones de sobrecarga del 120% de la corriente nominal, asegurando un cumplimiento sostenido de los estrictos requisitos de precisión de clase 0,2S.
• ​Respuesta de frecuencia amplia:​​ Excelentes características de alta frecuencia que forman la base para una medición precisa de corrientes transitorias.
2. ​Diseño estructural anti-vibración: encapsulación compuesta rígida-flexible​
• ​Solución central:​​ Utilizar un proceso de colado y curado al vacío integral de los devanados secundarios y los conductores clave utilizando una resina epoxi de alta resistencia + material compuesto de fibra de vidrio reforzada direccionalmente.
• ​Ventajas técnicas:​​
• ​Estabilidad mecánica excepcional:​​ Forma una estructura monolítica de alta resistencia y rigidez, absorbiendo y dispersando eficazmente el estrés mecánico y la energía de vibración.
• ​Resistencia a vibraciones probada:​​ Ha superado pruebas de barrido de vibración aleatoria de banda ancha (10-500Hz, simulando condiciones adversas), con un desplazamiento medido <0,1mm, bien por debajo de los límites estándar. Elimina los riesgos de aflojamiento de terminales secundarias y fractura por fatiga de uniones soldadas causadas por vibraciones.
• ​Tolerancia ambiental:​​ Excelente resistencia a la intemperie, humedad y polvo, protegiendo contra entornos operativos adversos.
3. ​Tecnología de aire distribuido: gestión de remanencia de precisión​
• ​Solución central:​​ Introducir con precisión una serie de espacios de aire distribuidos y controlados de nivel micrónico (~50µm) en regiones no críticas de la vía magnética del núcleo mediante un proceso especializado.
• ​Ventajas técnicas:​​
• ​Control efectivo de la remanencia:​​ Limita eficazmente el flujo residual (remanencia) generado en el núcleo después de la interrupción de la corriente de falla, reduciendo significativamente su impacto en la precisión de medición posterior (especialmente para corrientes pequeñas).
• ​Salto en el rendimiento transitorio:​​ Mejora significativamente la capacidad de transformación del CT para componentes de corriente continua (DC Offset) no periódicos en decadencia generados por fallas en el sistema de potencia (por ejemplo, cortocircuitos), asegurando un error de transformación de corriente transitoria <5%. Cumple con los requisitos modernos de precisión transitoria alta para CTs de protección (incorporando aspectos de las características de los CTs de clase TP).
• ​Mantenimiento de alta precisión:​​ Preserva la integridad del núcleo en regiones críticas de la vía magnética, asegurando una medición de alta precisión (Clase 0,2S) bajo corrientes operativas normales.

​Beneficios integrales (valor cuantificable):​​

• ​Garantía de precisión de medición:​​ Consigue consistentemente los requisitos de precisión de Clase 0,2S bajo condiciones exigentes (por ejemplo, sobrecarga del 120%, transitorias complejas), proporcionando "ojos" más confiables para sistemas de medición de energía y protección.
• ​Salto en confiabilidad:​​ Reducción significativa en la tasa de fallos ≥60%. Las fallas mecánicas causadas por vibraciones se eliminan virtualmente. Las actualizaciones de material y estructura del núcleo mejoran sustancialmente la estabilidad general.
• ​Extensión de la vida útil:​​ El diseño optimizado reduce significativamente los impactos del envejecimiento del material, la fatiga por tensión y los efectos térmicos, aumentando la vida útil proyectada a ≥40 años, reduciendo drásticamente los costos de mantenimiento y reemplazo a lo largo del ciclo de vida.
• ​Fundamento de seguridad del sistema de potencia:​​ La capacidad de transformación de alta precisión en transitorias es crucial para garantizar la rápida y precisa limpieza de fallas por relés de protección, apoyando fuertemente la operación segura y estable de la red.

​Implementación y validación:​​
Las tecnologías centrales de esta solución (núcleo de aleación nanocristalina, encapsulación compuesta anti-vibración, espacios de aire micro distribuidos) han sido rigurosamente validadas a través de pruebas de tipo, pruebas ambientales (elevación de temperatura, humedad, condensación) y pruebas de envejecimiento acelerado a largo plazo. Las pruebas de vibración se realizaron estrictamente según las normas IEC 60068-2-6. Las pruebas de rendimiento electromagnético (precisión, características transitorias, elevación de temperatura, aislamiento, etc.) se llevaron a cabo de acuerdo con IEC 61869-1, -2 y las normas nacionales relevantes. Los datos del informe de pruebas respaldan sólidamente la eficacia de la solución.