Prueba de transformadores ópticos de corriente (OCT)
Con el desarrollo de la economía y la ciencia moderna, los transformadores de corriente fotoeléctricos (PECT) han pasado completamente de la etapa de operación piloto a la aplicación práctica. Como personal de primera línea en pruebas, siento profundamente su importancia en el sistema eléctrico durante el trabajo diario. También me doy cuenta de la necesidad de realizar investigaciones en profundidad sobre sus sistemas de prueba y métodos de calibración. Esto no solo promueve la aplicación ingenieril de los PECT, sino que también permite descubrir y resolver con precisión problemas técnicos en la operación real.
1. Estructura y principio de funcionamiento de los transformadores de corriente fotoeléctricos
Actualmente, la profundidad de investigación de los PECT en la industria aún es insuficiente, e incluso hay malentendidos cognitivos. Algunas personas creen que sus métodos de salida y principios de detección son completamente consistentes con los de los transformadores de corriente electromagnéticos (ambos tienen una salida nominal de 5A/1A). Sin embargo, en las aplicaciones prácticas, los PECT tienen ventajas únicas: no dependen de circuitos secundarios nominales y pueden emitir señales digitales directamente. Estructuralmente, se dividen en dos tipos: activo y pasivo. La diferencia fundamental radica en si se requiere un suministro de energía externo en el lado de alta tensión del sensor. Debido a las diferencias en los principios de diseño, también hay diferencias significativas en sus estructuras y mecanismos de funcionamiento.
1.1 Transformadores de corriente fotoeléctricos pasivos
Como personal de primera línea en pruebas, entro en contacto con este tipo de equipos con frecuencia durante las pruebas. Su principio central se basa en el efecto magneto-óptico de Faraday: cuando los materiales magneto-ópticos se propagan en un entorno de campo magnético, el estado de polarización de la luz se desviará según la intensidad del campo magnético. Al monitorear el cambio en el ángulo de polarización, se puede establecer la correlación entre la constante magneto-óptica, el ángulo de rotación y la intensidad del campo magnético
y finalmente, se logra la medición sin contacto de las señales de corriente. Este diseño sin alimentación tiene ventajas significativas en el escenario de detección de aislamiento en el lado de alta tensión.
1.2 Transformadores de corriente fotoeléctricos activos
En las pruebas reales, los dispositivos activos dependen de bobinas de núcleo de aire o transformadores electromagnéticos de alta precisión para lograr la acondicionamiento de señales. Su proceso de trabajo se puede descomponer de la siguiente manera: primero, la señal de corriente grande se convierte en una señal de voltaje débil a través de la inducción electromagnética (mediante un transformador electromagnético pequeño), luego se modula en una señal eléctrica digital y finalmente se convierte en una señal óptica a través de la conversión electro-óptica, que se transmite al lado de baja tensión para su procesamiento mediante fibra óptica. Estos dispositivos se utilizan ampliamente en proyectos de subestaciones digitales. Durante la depuración, debo centrarme en la compatibilidad del módulo de demodulación en el extremo de baja tensión.
2. Sistema de prueba de transformadores de corriente fotoeléctricos
2.1 Estructura del sistema de prueba
La complejidad del sistema de prueba de PECT requiere que el personal de primera línea tenga una comprensión a nivel de sistema. Su lógica central es conectar en serie las cabezas de detección del transformador probado y del transformador estándar, de modo que estén en el mismo entorno de corriente. Como parte clave de la prueba, el calibrador virtual necesita realizar: adquisición de señales por computadora, procesamiento de algoritmos de error y visualización de datos multidimensionales. En la operación real, la prueba de rendimiento en estado estable debe combinarse con un transformador estándar de alta precisión (como un dispositivo de clase 0.05), y se prefiere el sensor de corriente de Hall para las pruebas transitorias (velocidad de respuesta rápida, adecuado para escenarios de corriente de impulso).
2.2 Prueba de indicadores de rendimiento clave
Al probar PECT, debo centrarme en los siguientes indicadores clave para garantizar datos precisos y confiables:
2.2.1 Indicadores en estado estable
La prueba en estado estable se centra en el coeficiente de relación nominal (este parámetro es nominal por el fabricante). Durante la prueba, es necesario recopilar simultáneamente los datos secuenciales del canal de transmisión digital y del canal de salida analógica, y calcular el error de relación comparándolo con la señal estándar para verificar la linealidad del dispositivo bajo condiciones de frecuencia de red.
2.2.2 Error de fase
La prueba de error de fase necesita capturar la desviación de fase del fasor de corriente: usar un algoritmo digital (como la transformada rápida de Fourier) para analizar la señal de salida, comparar la fase de referencia con la fase de salida real y cuantificar la diferencia entre ellas. Este indicador afecta directamente la precisión de acción del dispositivo de protección por relés y necesita ser controlado estrictamente.
2.2.3 Características de temperatura
La influencia de la temperatura en los PECT necesita ser probada cíclicamente de acuerdo con la norma IEC. En las pruebas reales, la "constante de tiempo de estabilidad térmica" es un parámetro clave (calibrado por el fabricante según la estructura y el volumen del dispositivo). Simularé el gradiente de temperatura a través de una cámara de pruebas ambientales, registraré la deriva de errores en diferentes condiciones de trabajo y verificaré la adaptabilidad térmica del dispositivo.
3. Calibrador virtual para transformadores de corriente fotoeléctricos
El calibrador virtual es el "centro nervioso" del sistema de prueba. Sus funciones de visualización de datos cubren curvas, valores, gráficos, etc., facilitando al personal de primera línea localizar rápidamente los problemas. Basado en las diferencias de rendimiento de los PECT, el calibrador se puede derivar en dos tipos: calibrador de rendimiento en estado estable y calibrador de rendimiento transitorio, con divisiones de trabajo claras:
3.1 Calibrador de rendimiento en estado estable
En las pruebas diarias, a menudo uso el calibrador de rendimiento en estado estable para completar tres tareas principales:
3.2 Calibrador de rendimiento transitorio
El calibrador transitorio se enfoca en el proceso dinámico: puede mostrar simultáneamente las formas de onda transitorias del canal a calibrar y del canal estándar, y capturar con precisión los errores en escenarios como la corriente de inrush y la corriente de cortocircuito. Cuando se trata de análisis de grabación de fallas, usaré su función de cálculo de errores para localizar los puntos de distorsión en el proceso transitorio y proporcionar soporte de datos para la optimización del dispositivo.
Conclusión
Como personal de primera línea en pruebas, siempre parto de la perspectiva de la operación práctica: primero, entiendo a fondo la estructura y el principio de los PECT (las diferencias de diseño entre los tipos activo y pasivo), luego domino la lógica de construcción del sistema de prueba (conexión en serie de las cabezas de detección, configuración del calibrador), y finalmente, a través de la diferenciación funcional del calibrador virtual (en estado estable/transitorio), logro una evaluación precisa del rendimiento del dispositivo. Esta ruta técnica no solo asegura la puesta en marcha confiable de los PECT, sino que también proporciona una base de medición práctica para la actualización inteligente del sistema eléctrico, haciendo que los datos de prueba de cada dispositivo sean un "pilar" para la seguridad de la red eléctrica.
