Prüfung von optischen Stromwandler (OCT)
Mit der Entwicklung der modernen Wirtschaft und der Wissenschaft und Technologie sind photoelektrische Stromwandler (PECTs) vollständig vom Testbetrieb in die praktische Anwendung übergegangen. Als Front-End-Testpersonal spüre ich tief ihre Bedeutung im Energiesystem während der täglichen Arbeit. Ich erkenne auch die Notwendigkeit, ihre Testsysteme und Kalibriermethoden detailliert zu erforschen. Dies fördert nicht nur die ingenieurtechnische Anwendung von PECTs, sondern ermöglicht es auch, technische Probleme im Betrieb genau zu entdecken und zu lösen.
1. Struktur und Arbeitsprinzip von Photoelektrischen Stromwandlern
Derzeit ist die Forschungstiefe zu PECTs in der Industrie noch unzureichend, und es gibt sogar kognitive Missverständnisse. Einige Menschen glauben, dass ihre Ausgabemethoden und Sensingprinzipien vollkommen mit denen elektromagnetischer Stromwandler übereinstimmen (beide haben eine nominelle Ausgabe von 5A/1A). In der Praxis jedoch haben PECTs einzigartige Vorteile - sie verlassen sich nicht auf sekundäre Nennkreise und können digitale Signale direkt ausgeben. Strukturell werden sie in zwei Typen unterteilt: aktiv und passiv. Der wesentliche Unterschied liegt darin, ob eine externe Stromversorgung auf der Hochspannungsseite des Sensors erforderlich ist. Aufgrund der Unterschiede in den Entwurfsprinzipien gibt es auch signifikante Unterschiede in ihrer Struktur und ihrem Arbeitsmechanismus.
1.1 Passive Photoelektrische Stromwandler
Als Front-End-Tester komme ich regelmäßig mit solcher Ausrüstung während der Tests in Kontakt. Ihr Kernprinzip basiert auf dem Faraday-Magneto-Optik-Effekt: Wenn Magneto-Optik-Materialien in einer Magnetfeldumgebung propagieren, wird der Polarisationzustand des Lichts entsprechend der Stärke des Magnetfeldes abgelenkt. Durch die Überwachung der Veränderung des Polarisationswinkels kann die Korrelation zwischen dem Magneto-Optik-Konstanten, dem Drehwinkel und der Feldstärke hergestellt werden
und schließlich wird die berührungslose Messung von Stromsignalen realisiert. Dieses stromlose Design hat signifikante Vorteile im Szenario der Isolationsprüfung auf der Hochspannungsseite.
1.2 Aktive Photoelektrische Stromwandler
In der Praxis nutzen aktive Geräte Luftspulen oder hochgenaue kleine elektromagnetische Transformatoren zur Signalverarbeitung. Ihr Arbeitsprozess kann wie folgt zerlegt werden: Zuerst wird das große Stromsignal durch elektromagnetische Induktion (basiert auf einem kleinen elektromagnetischen Transformator) in ein schwaches Spannungssignal umgewandelt, dann in ein digitales elektrisches Signal moduliert und schließlich durch Elektro-Optik-Umwandlung in ein optisches Signal konvertiert, das über Faseroptik zur Niederspannungsseite übertragen wird, wo es verarbeitet wird. Solche Geräte finden weite Anwendung in digitalen Umspannwerksprojekten. Bei der Abstimmung muss ich mich auf die Kompatibilität des Demodulationsmoduls am Niederspannungsende konzentrieren.
2. Testsystem für Photoelektrische Stromwandler
2.1 Struktur des Testsystems
Die Komplexität des PECT-Testsystems erfordert, dass Front-End-Personal ein systemweites Verständnis besitzt. Das Kernlogik besteht darin, die Sensorköpfe des getesteten und des Standardtransformators in Reihe zu schalten, sodass sie in der gleichen Stromumgebung sind. Als entscheidender Teil des Tests muss der virtuelle Kalibrator folgendes realisieren: Computer-Signalakquise, Fehleralgorithmusverarbeitung und multidimensionale Datendarstellung. In der Praxis muss der stationäre Leistungstest mit einem hochgenauen Standardtransformator (wie einem Gerät der Klasse 0,05) kombiniert werden, und für transiente Tests wird der Hall-Stromsensor bevorzugt (schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, geeignet für Impulsstromszenarien).
2.2 Test der Hauptleistungsindikatoren
Beim Testen von PECTs muss ich mich auf die folgenden Hauptindikatoren konzentrieren, um genaue und zuverlässige Daten sicherzustellen:
2.2.1 Stationäre Indikatoren
Der stationäre Test fokussiert sich auf den Nennratiofaktor (dieser Parameter wird vom Hersteller nominalisiert). Während des Tests müssen die Sequenzdaten des digitalen Übertragungskanals und des analogen Ausgangskanals gleichzeitig erhoben werden, und der Ratiofehler wird durch Vergleich mit dem Standardsignal berechnet, um die Linearität des Geräts bei Netzfrequenzbedingungen zu überprüfen.
2.2.2 Phasenfehler
Der Phasenfehlertest erfordert die Erfassung der Phasenabweichung des Stromphasors: Mit einem digitalen Algorithmus (wie der schnellen Fourier-Transformation) wird das Ausgangssignal analysiert, die Referenzphase mit der tatsächlichen Ausgangsphase verglichen und der Unterschied zwischen ihnen quantifiziert. Dieser Indikator beeinflusst direkt die Aktionsgenauigkeit des Relais-Schutzelements und muss streng kontrolliert werden.
2.2.3 Temperaturcharakteristika
Der Einfluss der Temperatur auf PECTs muss zyklisch gemäß dem IEC-Standard getestet werden. Im Praxistest ist die "thermische Stabilitätszeitkonstante" ein Schlüsselparameter (kalibriert vom Hersteller nach Bauteilstruktur und -volumen). Ich simuliere das Temperaturgefälle durch einen Umweltschrank, nehme die Fehlerdrift unter verschiedenen Arbeitsbedingungen auf und überprüfe die Temperaturanpassungsfähigkeit des Geräts.
3. Virtueller Kalibrator für Photoelektrische Stromwandler
Der virtuelle Kalibrator ist das "Nervenzentrum" des Testsystems. Seine Datendarstellungs Funktionen umfassen Kurven, Werte, Diagramme usw., was es Front-End-Personal erleichtert, Probleme schnell zu lokalisieren. Basierend auf den Leistungsunterschieden von PECTs kann der Kalibrator in zwei Arten unterteilt werden: stationärer Kalibrator und transienter Kalibrator, mit klaren Aufgabenbereichen:
3.1 Stationärer Leistungskalibrator
Im täglichen Test verwende ich oft den stationären Kalibrator, um drei Kernaufgaben zu erfüllen:
3.2 Transienter Leistungskalibrator
Der transiente Kalibrator konzentriert sich auf den dynamischen Prozess: Er kann die transitorischen Wellenformen des zu kalibrierenden Kanals und des Standardkanals gleichzeitig anzeigen und Fehler in Szenarien wie Anlaufstrom und Kurzschlussstrom präzise erfassen. Bei der Analyse von Fehlereinträgen nutze ich seine Fehlerberechnungsfunktion, um Verzerrungspunkte im transitorischen Prozess zu lokalisieren und Daten für die Geräteoptimierung bereitzustellen.
Fazit
Als Front-End-Testpersonal gehe ich immer vom praktischen Betriebsperspektive aus: Zuerst verstehe ich gründlich die Struktur und das Prinzip von PECTs (die Entwurfsunterschiede zwischen aktiv und passiv), dann beherrsche ich die Konstruktionslogik des Testsystems (Reihenschaltung der Sensorköpfe, Konfiguration des Kalibrators) und schließlich erreiche ich durch die Funktionalitätsdifferenzierung des virtuellen Kalibrators (stationär/transient) eine genaue Bewertung der Geräteleistung. Dieser technische Pfad gewährleistet nicht nur die zuverlässige Inbetriebnahme von PECTs, sondern bietet auch praktische Messgrundlagen für die intelligente Modernisierung des Energiesystems - macht die Testdaten jedes Geräts zu einem „Grundstein“ für die Sicherheit des Stromnetzes.
