Prinċipju tal-Miżurament Kompozizzjoni u Prova ta' Transformer Elettroniku Kombinati
1 Prinċipju ta’ Misurazzjoni tal-Transformaturi Elettronici Kombinati
1.1 Prinċipju ta’ Misurazzjoni tal-Voltàġġ
It-transformaturi elettroniki jmisħu l-voltàġġ bl-użu tal-metodu ta’ diviżjonijiet kapasitivi tal-voltàġġ. Waqt li l-voltàġġ fuq kapasitor ma tistax tagħmel varjazzjonijiet bruski, il-voltàġġ sekondar ottenut direttament permezz ta’ diviżjonijiet kapasitivi għandu reazzjoni transitorja żgħira u dawkurat ta’ misurazzjoni baxxa. Biex niffluru l-dawkurat ta’ misurazzjoni, resistor sampjuni jikkonektaw fil-paralel mal-kapasitor tal-voltàġġ bass. Il-prinċipju huwa raffigurat fl-Ifigura 1.
Fl-Ifigura 1, f’kundizzjonijiet li
Il-voltàġġ tal-kapasitor ta’ diviżjonijiet hu proporzjonali mal-derivata temporali tal-voltàġġ misurata. Permezz ta’ l-inkorporazzjoni ta’ link ta’ integrazzjoni, tintlaq il-possibilità ta’ misurazzjoni tal-voltàġġ primarju.
Fl-Ifigura 1, qishom il-voltàġġ ikkonċentraw fuq C1, kien hemm bżonn ta’ standardi ħajjin għall-isolazzjoni tal-kapasitor C1. Fl-transformaturi elettrik tal-voltàġġ, solitamint sejnu l-użu tal-kapasitors tal-enèrġija, waqt fl-transformaturi elettroniki tal-voltàġġ, mhux sejnu l-użu tal-kapasitors tal-enèrġija, imma l-equivalenti kapasitori huma adottati.
Il-struttura tal-kapasitor ta’ diviżjonijiet hi li silindru fatt mill-materjal isolanti jiġi mess fuq barra konduċtiv. Wara dan, tkun attaċċata l-artiglierija fleksibbli dubjana fuq l-estern tal-silindru. Il-resistor sampjuni hu chip resistor attaċċat fuq l-estern tal-artiglierija fleksibbli. Il-diagramma strutturali tal-kapasitor ta’ diviżjonijiet hu raffigurat fl-Ifigura 2.
Il-kapasità ta’ C1 tiġi formata mill-silindru intern. Il-barra konduċtiv hi ekvivalenti għal plat elektrod, u l-film tal-ram tal-artiglierija fleksibbli intern hu ekvivalenti għal l-oħra, b’materjal isolanti bħala dieletri. Il-kapasità ta’ C2 tiġi formata mill-silindru estern. Il-films tal-ram dubjani tal-artiglierija fleksibbli huma ekvivalenti għal plats elektrod, u l-material base tal-artiglierija fleksibbli, bħal polimidi, jiservixxu bħala dieletri. Il-sezzjoni trasversali radjali hija raffigurata fl-Ifigura 3. Il-kapasità ekvivalenti C tista’ tikseb permezz ta’ formula.
Fil-formula: r1 hu r-radi intern tas-silindru; r2 hu r-radi estern tas-silindru; H hu t-tul tal-artiglierija stampata fleksibbli; εr hu l-permittività relattiva tal-elettroliti; ε0 hu l-permittività tal-vakan.
1.2 Prinċipju ta’ Misurazzjoni tal-Korrent
It-transformaturi elettroniki jmisħu l-korrent permezz ta’ spirejiet Rogowski. Il-relazzjoni bejn il-voltàġġ sekondarju tal-output u l-korrent primarju tal-input huwa kif hawn:
Fil-formula, M hu kostant mhux dipendenti mid-dħab tiegħu tal-korrent misuratu. Il-voltàġġ tal-output tal-spirejiet Rogowski hu proporzjonali mal-derivata tal-korrent misuratu. Għalhekk, biex tintlaq il-possibilità ta’ restituzzjoni tal-korrent misuratu, jiġi inkorporat link ta’ integrazzjoni wara l-output tal-spirejiet Rogowski.
F’dan il-proġett, is-spirejiet Rogowski huma spirejiet Rogowski magħluqin minn artiglierija stampata. Is-sensibilità, l-aċkuratessa ta’ misurazzjoni, l-stabbiltà ta’ performanża, l-intercambiabilità tal-prodotti, u l-effiċjenza tal-prodott huma superjuri għal dawn tal-spirejiet tradizzjonali twila.
Biex inqassmu l-influwenza tal-kamp magnetiċi tal-assessorji u niffluru l-aċkuratessa ta’ misurazzjoni, is-spirejiet Rogowski magħluqin minn artiglierija stampata solitamint jagħmlu użu ta’ żewġ spirejiet inkorporati fis-silġ għall-input differenzjali. Id-direzzjonijiet tal-twila ta’ dawn iż-żewġ spirejiet PCB huma differenti. Wieda tlew bil-regola tal-idekstra, wieda tlew bil-regola tal-iskina. Fl-mod din, jintluġu żewġ voltàġġi indotti b’polarità opposti, u l-voltàġġ tal-output tal-silġ hu doppju mill-voltàġġ tal-spirejiet Rogowski wahda, kif raffigurat fl-Ifigura 4.
1.2 Prinċipju ta’ Misurazzjoni tal-Korrent (Kontinwat)
Għall-differenzi diversi tal-koeffiċienti ta’ espansjoni termika tal-film tal-ram u tal-substrat PCB, il-kvantità ta’ deformazzjoni huma differenti meta tbgħat t-temp. Biex ninqassmu l-erori minn deformazzjoni u nipprevenixxi l-frakkar tal-film tal-ram, is-spirejiet PCB manufattruti jiġu sottoposti għal proċess ta’ agħżel tal-temperatura. Dan il-proċess, mill-bidu, jirreġola l-istress intern tas-spirejiet biex ninqassmu l-erori, u mill-bogħod, jiservixxu għal skrinjar tas-spirejiet.
Anki billi l-spirejiet Rogowski bl-output differenzjali għandhom kapabbiltà ta’ soppressjoni ta’ modu komuni forte, l-interferenza tal-kamp elettriku ta’ 10 kV rimane signifikanti. Għalhekk, hu neċessarju li is-spirejiet Rogowski jiġu avvolti b’folji tal-ram u l-avvolgiment tal-ram jiġi miktub.
2 Prinċipju ta’ Komposizzjoni tal-Transformaturi Elettronici Kombinati
2.1 Diagramma ta’ Blokk tal-Transformaturi Elettronici Kombinati
Id-diagramma ta’ blokk tal-transformaturi elettronici kombinati hu raffigurat fl-Ifigura 5. Il-voltàġġ primarju u l-korrent huma konvertiti fit-segnali sekondarji permezz tal-kapasitor u tal-spirejiet Rogowski. Permezz ta’ integrazzjoni u shift tal-faża tas-segnali sekondarji, se jinfetaħ segnali proporzjonali mal-segnali primarji. Biex niffluru l-aċkuratessa, l-integrazzjoni u l-kompensazzjoni tal-faża tas-segnali tal-misurazzjoni tista’ tiġi raggiunta permezz ta’ metodi ta’ elaborazzjoni ta’ segnali digitali. Isemma, l-elaborazzjoni ta’ segnali digitali għandha ritard cert u ma tistax tirrifletti l-segnali primarji f’realta’. Għalhekk, dan il-metod ta’ elaborazzjoni mhux adeguat għal segnali ta’ protezzjoni. Minflok, minħabba li l-segnali ta’ protezzjioni għandhom requisiti infeħrija għal aċkuratessa ta’ misurazzjoni, il-ċirkwit analogi jistgħu jiġu użati direttament għal amplifikazzjoni, integrazzoni, u kompensazzjoni ta’ fazza.
2.2 Struttura tal-Kap Sensorju tal-Transformaturi Elettronici Kombinati
It-transformaturi elettronici kombinati jiġu enkapsulati l-unità ta’ misurazzjoni tal-voltàġġ u l-unità ta’ misurazzjoni tal-korrent fi struttura raffigurata fl-Ifigura 6 permezz ta’ ghiss tal-vakan tal-resina epoksitala.
Is-spirejiet Rogowski jiġu ghissu fuq l-busbar tal-korrent. Wara l-amplifikazzjoni, is-senjali tal-output tal-spirejiet jiġu mittu għal l-terminali tal-output permezz ta’ linji tal-senjali. Minflok, billi l-amplifikaturi bżonn supplita duali, 3 minn l-linji multi-core tal-senjali huma użati għal trasport tal-enèrġija.
Billi ma jkunx xejn tal-korrent fuq l-barra konduċtiva tal-transformatur tal-voltàġġ, u biex nżidu l-distanza tal-creepage, jiġi adottat struttura fejn l-barra konduċtiva u l-busbar tal-korrent huma perpendikolari għal l-ohra.
Minflok, billi l-kap sensorju hu attiv, l-aħħar tal-komponenti elettroniki jrestingiwa l-aħħar tal-kap sensorju tal-transformaturi elettroniki. Għalhekk, kollha l-komponenti huma għandhom jiġu sottoposti għal skrinjar tal-agħżel qabel l-użu.
Biex nżidu l-rapport segnali-bżugħ, is-senjali tal-korrent u tal-voltàġġ jiġu ammplifikati fit-kap sensorju. Il-ċirkwit ta’ amplifikazzjoni għal is-senjali tal-korrent hu fuq l-spirejiet PCB, u l-ċirkwit ta’ amplifikazzjoni għal is-senjali tal-voltàġġ hu fuq l-artiglierija fleksibbli. Amplifikaturi ta’ instrummentazzjoni ta’ prestazzjoni għalja huma użati għal l-amplifikaturi.
3 Test tal-Transformaturi Elettronici Kombinati
Konformi mal-prinċipji u struttura menzjonati fuq, kif ukoll mal-standardi IEC 60044-7 u IEC 60044-8, jiġi disegnat prototipu ta’ transformatur elettroniku integrat tal-voltàġġ/korrent ta’ 10 kV/600 A. Għal it-transformatur tal-voltàġġ, l-aċkuratessa ta’ misurazzjoni hi Klasse 0.5, u l-livell ta’ protezzjoni hu 3P; għal it-transformatur tal-korrent, l-aċkuratessa ta’ misurazzjoni hi Klasse 0.2, u l-aċkuratessa ta’ protezzjoni hi 5P20.
Waqt it-test, kurrenti differenti jiġu passati fit-transformatur elettroniku u voltàġġi differenti jiġu applicati lilu. It-talb tal-output sekondarju jiġi mittu permezz ta’ porta digitali. Wara l-mostragg ta’ l-unità ta’ mostru digitali, jiġi confrontat mal-transformatur tal-korrent referenzjal u mal-transformatur tal-voltàġġ referenzjal. L-aċkuratessa ta’ misurazzjoni timpli l-requisiti tad-disinn.
Fl-istess ħin, jiġu esegwiti test ta’ resistenza tal-voltàġġ tal-frequenza tal-enèrġija, discarika parzjali, impulsu tal-fulgur, u compatibilità elettromagnetika sul prototipu. Il-passi ta’ dawn it-test indikaw l-esattezza tas-silġ tad-disinn.
4 Konklussjonijiet
(1) Perezzjoni ta’ kapasitor ta’ diviżjonijiet mill-kapasitors ekvivalenti u spirejiet Rogowski magħluqin minn artiglierija stampata bħala sensori tal-voltàġġ u tal-korrent, huwa b’struttura sempliċi, intercambiabilità tal-prodotti tajba, u aċkuratessa ta’ misurazzjonialta.
(2) Perezzjoni ta’ teknoloġiji tal-artiglierija stampata u tal-artiglierija fleksibbli, il-ċirkwit ta’ amplifikazzjoni jistgħu jiġu bini fit-kap sensorju, bl-aġġustament tal-rapport segnali-bżugħ tas-segnali tal-misurazzjoni.
(3) Perezzjoni ta’ transformatur elettroniku tal-voltàġġ u transformatur elettroniku tal-korrent f’wieħed biex jiffurmaw transformatur kombinat tal-voltàġġ u tal-korrent, ma jistgħux jinqassmu l-kost tal-equipament primarju, imma jistgħux jiżżidu wkoll l-aċkuratessa u l-kapaċità tal-ċirkwit sekondarju għal ivoltàġġ tal-linea waħda. Jissodisfa l-iktar rekwiziti ġodda għal misurazzjoni u protezzjoni sekondarja, u wkoll jikkonforma mal-konċett tal-kontroll tas-sistemi tal-enèrġija moderna li jikkonsidraw l-intervalli tal-switchgear bħala unitajiet.
