Mælingarstefna Samsetning og Próf á Sameiningu af Rafbúnaðarumfræðingum

1 Samanlega rafrænra spennu- og straumstofna mælingarprincip
1.1 Spennumælingarprincip

Rafrænir spennustofnar mæla spennu með ferli sem kallast spennudeiling með lyktindum. Þar sem spenna yfir lykting má ekki breytast hratt, er seinni spennan sem fást beint með spennudeilingu með lyktindum með lágu upplýsingagildi og neðri mælanáttúru. Til að bæta mælanáttúru er hæfileikalykting sett í samhengi við lágspenna lyktingu. Princip þessara er sýnt í Mynd 1.

Í mynd 1, undir skilyrðum að

Útspennan af spennudeilingarlyktingunni er í hlutfalli við tímaafleiðuna af mældri spennu. Með því að bæta við heildunarhlutverki, er hægt að mæla uppspennu.

Í mynd 1, þar sem mesta spennufall fer yfir C₁, eru ótrúlegar kröfur fyrir öryggisfjölbreytileika lyktings C₁. Í magnskeiflastofnum eru venjulega vélavirkjar notaðir, en í rafrænum spennustofnum eru ekki notaðir vélavirkjar, heldur jafngildir lyktingar.

Bygging spennudeilingarlyktingsins er að öruggilegar efni gerður stokkur er sleppt á rafmagnsleiðandi. Síðan er tvístærðugur bogið bókarborð lagt utan um stokkinn. Hæfileikalyktingin er chiplykting sett á ytri slóð bogið bókarborðsins. Skematísk mynd af spennudeilingarlyktingunni er sýnt í Mynd 2.

Lyktindarstærð C₁ er formuð af innri stokk. Rafmagnsleiðandi er jafngildur einu elektrodi, og innri koparrafmynd af bogið bókarborð er jafngildur öðru elektrodinu, með öruggilegum efni sem dielectric. Lyktindarstærð C₂ er formuð af ytri stokk. Tveggja hliða koparrafmyndir af tvístærðuga bogið bókarborð eru jafngildir elektrodunum, og grunn efni af bogið bókarborð, eins og polyimide, virkar sem dielectric. Radiale sniðmynd hans er sýnt í Mynd 3. Jafngild lyktindarstærð C getur verið reiknuð með Formúlu.

Í formúlu: r₁ er innri radíus stokksins; r₂ er ytri radíus stokksins; H er lengd bogið bókarborðs; ε_r er hlutfallsmættur dielectric constant; ε₀ er vacuum permittivity.

1.2 Straumamælingarprincip

Rafrænir straumstofnar notast við Rogowski spennu til að mæla straum. Samhengi milli seinni úttaksspennu og uppspennu inntaksstraums er eftirfarandi:

Í formúlu, M er fasti sem er óháður staðsetningu mælda straums. Úttaksspenna Rogowski spennu er í hlutfalli við afleiðu mælda straums. Þannig, með því að bæta við heildunarhlutverki eftir úttaki Rogowski spennu, er hægt að endurbúa mælda straum.

Í þessu verkefni er Rogowski spennu gert af prentaðu bókarborði. Hans andstæða, mælanáttúra, framkvæmdastaða, vörumerking og framleiðsluþróun eru allar betri en þeir sem eru venjulega vafnir.

Til að minnka störvun frá aukahlutum magnskeifa og auka mælanáttúru, notast Rogowski spennu gert af prentaðu bókarborði venjulega tvær spennur tengdar í röð til að form bjölgubundið inntak. Vafningarréttingarnar á þessum tveimur PCB spennum eru mismunandi. Einn er vafinn eftir hægri höndarefnahendur, og annar eftir vinstri höndarefnahendur. Þannig eru tvær orðaðar spennur með mótsögnandi polaritöðum búin til, og úttaksspennan af röðunni er tvöfaldur þann sem einn Rogowski spennu, eins og sýnt er í Mynd 4.

1.2 Straumamælingarprincip (Haldið áfram)

Vegna mismunandi hitaútfyllingardeildar koparrafs og PCB undirstöðu, munur á brottnám þeirra er mismunandi þegar hitinn breytist. Til að minnka villa vegna brottnáms og komast að brottnám koparrafs, fara framleiddar PCB spennur í hita aldandi ferli. Þetta ferli, á annarri hendur, lausir innri stress spennanna til að minnka villur, og á öðru hendur, virkar til að sía spennurnar.

Þrátt fyrir að Rogowski spennur með bjölgubundið úttak hafa sterka sameiginlegt mótmæti, er 10 kV rafkvæði störvun ennþá mikil. Því er nauðsynlegt að sveigja Rogowski spennur með koparfoli og jorda koparfolið.

2 Sameiningarprincip rafrænra spennu- og straumstofna
2.1 Sameiningar blokkmynd rafrænra spennu- og straumstofna

Blokkmynd samsett rafrænnar stofna er sýnt í Mynd 5. Uppspennu og straum er brottbæðið í seinni signal með lyktingu og Rogowski spennu. Með því að heilda og skipta áseinni signalum, geta verið fenguð signal sem eru í hlutfalli við uppspennu signal. Til að bæta nákvæmni, geta mælingarsignal heildun og fasabókun verið búin til með tölvulegum signalbehandlingarmöguleikum. En tölvuleg signalbehandling hefur ákveðinn dýrk og getur ekki sýnt uppspennu signal í rauntíma. Þannig er ekki þetta beiningsferli rétt fyrir varnarsignals. Þar sem varnarsignals hafa lægra kröfur fyrir mælanáttúru, geta analog skemmtningar verið notaðar beint til að auka, heilda og skipta áseinni.

2.2 Bygging sýningarhöfuðs samsett rafrænna stofna

Samsett rafrænn stofna pakkar spennumælingar eining og straumamælingar einingu í byggingu sem sýnt er í Mynd 6 með hjálp epoxi resín vakuum gegn.

Rogowski spennu er gegn á straumalagandi busbar. Eftir aukun, er spenna úttakssignals send til úttakspot með signal línu. Þar sem aukari þarf tvöfaldan rafbannstimp, eru 3 af margkerfi signal línu notaðar til rafbanns fluttar.

Þar sem enginn straum fer yfir rafmagnsleiðandi spennustofns, og til að auka skrefaferð, er tekin upp bygging þar sem rafmagnsleiðandi og straumalagandi busbar eru hornrétt á hvorn annan.

Þar sem sýningarhöfuð er virkt, takmarkar líftími elektrónsþátta sérslega líftíma rafræns stofns sýningarhöfuðs. Þar af leiðandi verða allir þættir aldurssköfunar áður en notkun.

Til að bæta hlutfalli signala og hagnaðs, eru strauma og spennusignali aukið innan sýningarhöfuðs. Aukunarhraðinn fyrir straumasignali er á PCB spennu, og aukunarhraðinn fyrir spennusignali er á bogið bókarborð. Hæfileikarlyktingar eru notaðar fyrir aukarar.

3 Próf á samsett rafrænnum stofnum

Eftir ofangreindum principum og byggingu, auk IEC 60044-7 og IEC 60044-8 staðlar, hefur verið hönnuð 10 kV/600 A samsett spenna/straum rafrænn stofn prófa. Fyrir spennustofn, er mælanákvæmni flokkur 0.5, og varnarsvið 3P; fyrir straumstofn, er mælanákvæmni flokkur 0.2, og varnarnákvæmni 5P20.

Á meðan prófi, er ýtt gegn mismunandi straumi gegn rafrænum stofnum og mismunandi spennu er gefin á hann. Seinni úttak er gefið út gegn dæmis port. Eftir að vera sýnt af dæmis sýningareining, er hún samanburður við viðmið straumstofn og viðmið spennustofn. Mælanákvæmni hans uppfyllir hönnunar kröfur.

Samanber, rafkvæði stöðugt dreifivolt, hlutaflæði, ljósþrumaskot, og rafmagns kerfis sameiningar próf eru gerð á prófan. Þeir passa að sýna réttleika hönnunar valkosts.

4 Ályktanir

(1) Með notkun spennudeilingarlyktings sem er samsett úr jafngildum lyktindum og Rogowski spennu sem er gerð af prentaðu bókarborði sem spenna og straum sensor, er hún með einfalda byggingu, góða vörumerkingu, og háa mælanákvæmni.

(2) Með notkun prentaðu bókarborðs og bogið bókarborðs teknologíu, getur aukunarhraðinn verið byggt innan sýningarhöfuðs, sem bætir hlutfalli signala og hagnaðs mælingarsignals.

(3) Með að sameina rafrænan spennustofn og rafrænan straumstofn í einn til að form samsett spenna/straum stofn, er hægt að minnka kostnaður uppspennu tæknar, auk þess að bæta nákvæmni og möguleikum seinni körfu fyrir spennu einrar línu. Það uppfyllir nýja kröfur fyrir seinni metingu og varna, og samkvæmt stýringar hugmynd moderna raforkukerfa sem tekur switchgear bil sem einingar.