آزمایش ترانسفورماتورهای جریان نوری (OCT)

با پیشرفت اقتصاد و علم و فناوری مدرن، ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی (PECTs) به طور کامل از مرحله آزمایش عملیاتی به کاربرد عملی گذشته‌اند. به عنوان یک کارشناس آزمون خط مقدم، در کار روزمره خود عمیقاً حس می‌کنم که چقدر این دستگاه‌ها در سیستم برق مهم هستند. همچنین متوجه لزوم انجام تحقیقات عمیق در مورد سیستم‌های آزمون و روش‌های کالیبراسیون آنها شده‌ام. این کار نه تنها به کاربرد مهندسی PECTs کمک می‌کند بلکه به کشف و حل دقیق مشکلات فنی در عملکرد واقعی آنها نیز می‌انجامد.

۱. ساختار و اصل کار ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی

در حال حاضر، عمق تحقیقات صنعتی درباره PECTs هنوز کافی نیست و حتی برخی اشتباهات شناختی وجود دارد. برخی معتقدند که روش‌های خروجی و اصول حسگری آنها کاملاً با ترانسفورماتورهای جریان الکترومغناطیسی (هر دو با خروجی اسمی ۵A/1A) یکسان است. اما در کاربرد عملی، PECTs مزایای منحصر به فردی دارند - آنها به مدارهای ثانویه اسمی نیاز ندارند و می‌توانند مستقیماً سیگنال‌های دیجیتال خروجی دهند. از نظر ساختاری، آنها به دو نوع تقسیم می‌شوند: فعال و غیرفعال. تفاوت اصلی در این است که آیا نیاز به تغذیه خارجی در سمت ولتاژ بالا حسگر وجود دارد یا خیر. به دلیل تفاوت‌های موجود در اصول طراحی، ساختار و مکانیزم کاری آنها نیز تفاوت‌های قابل توجهی دارند.

۱.۱ ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی غیرفعال

به عنوان یک کارشناس آزمون خط مقدم، معمولاً در آزمون‌ها با چنین تجهیزاتی مواجه می‌شوم. اصل کار آن بر اساس اثر فارادی مغناطیس-نوری است: زمانی که مواد مغناطیس-نوری در محیط مغناطیسی منتشر می‌شوند، حالت قطبی نور با شدت میدان مغناطیسی تغییر می‌کند. با نظارت بر تغییر زاویه قطبی، رابطه بین ثابت مغناطیس-نوری، زاویه چرخش و شدت میدان مغناطیسی برقرار می‌شود و در نهایت اندازه‌گیری بدون تماس سیگنال‌های جریان تحقق می‌یابد. طراحی بدون تغذیه در سناریوهای آزمون عایق‌بندی سمت ولتاژ بالا مزایای قابل توجهی دارد.

و در نهایت، اندازه‌گیری بدون تماس سیگنال‌های جریان تحقق می‌یابد. این طراحی بدون تغذیه در سناریوهای آزمون عایق‌بندی سمت ولتاژ بالا مزایای قابل توجهی دارد.

۱.۲ ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی فعال

در آزمون‌های واقعی، دستگاه‌های فعال بر اساس سیم‌پیچ‌های هواکش یا ترانسفورماتورهای الکترومغناطیسی کوچک با دقت بالا برای تعدیل سیگنال عمل می‌کنند. فرآیند کاری آن می‌تواند به شرح زیر تجزیه شود: ابتدا سیگنال جریان بزرگ به سیگنال ولتاژ ضعیف از طریق القای الکترومغناطیسی (با استفاده از ترانسفورماتور الکترومغناطیسی کوچک) تبدیل می‌شود، سپس به سیگنال الکتریکی دیجیتال مدوله می‌شود و در نهایت از طریق تبدیل الکترو-نوری به سیگنال نوری تبدیل می‌شود که از طریق لیزر به سمت ولتاژ پایین انتقال می‌یابد. چنین دستگاه‌هایی در پروژه‌های زیرстанیون دیجیتال به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فرآیند تنظیم، نیازمند تمرکز بر سازگاری ماژول دمودولاسیون در سمت ولتاژ پایین هستم.

۲. سیستم آزمون ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی
۲.۱ ساختار سیستم آزمون

پیچیدگی سیستم آزمون PECTs نیازمند درک سطح سیستمی از جانب کارکنان خط مقدم است. منطق اصلی آن این است که سنسورهای ترانسفورماتور آزمون شده و ترانسفورماتور استاندارد به صورت سری به هم متصل شوند تا در یک محیط جریان یکسان قرار گیرند. به عنوان بخش کلیدی آزمون، کالیبراتور مجازی باید: جمع‌آوری سیگنال کامپیوتری، پردازش الگوریتم خطا و نمایش داده‌های چند بعدی را انجام دهد. در عمل، آزمون عملکرد حالت پایدار باید با یک ترانسفورماتور استاندارد با دقت بالا (مانند دستگاه کلاس ۰.۰۵) همراه باشد و سنسور جریان هال برای آزمون موقت (پاسخ سریع، مناسب برای سناریوهای جریان ضربه‌ای) ترجیح داده می‌شود.

۲.۲ آزمون شاخص‌های عملکرد کلیدی

در زمان آزمون PECTs، نیازمند تمرکز بر شاخص‌های کلیدی زیر برای اطمینان از داده‌های دقیق و قابل اعتماد هستم:

۲.۲.۱ شاخص‌های حالت پایدار

آزمون حالت پایدار بر روی ضریب نسبت اسمی (این پارامتر توسط سازنده نامگذاری می‌شود) تمرکز دارد. در طول آزمون، داده‌های توالی کانال انتقال دیجیتال و کانال خروجی آنالوگ به طور همزمان جمع‌آوری می‌شوند و خطا نسبتی با مقایسه با سیگنال استاندارد محاسبه می‌شود تا خطی بودن دستگاه در شرایط فرکانس تغذیه را تأیید کند.

۲.۲.۲ خطا فازی

آزمون خطا فازی نیازمند شناسایی انحراف فاز بردار جریان است: با استفاده از الگوریتم دیجیتال (مانند تبدیل فوریه سریع) سیگنال خروجی تحلیل می‌شود، فاز مرجع با فاز خروجی واقعی مقایسه می‌شود و تفاوت بین آنها کمیت می‌شود. این شاخص مستقیماً بر دقت عملکرد دستگاه محافظیت تأثیر می‌گذارد و باید به طور دقیق کنترل شود.

۲.۲.۳ ویژگی‌های دمایی

تأثیر دما بر PECTs باید طبق استاندارد IEC به طور دوره‌ای آزمون شود. در آزمون واقعی، "ثابت زمانی پایداری حرارتی" یک پارامتر کلیدی است (کالیبره شده توسط سازنده بر اساس ساختار و حجم دستگاه). من از طریق کابین تست محیطی گرادیان دما را شبیه‌سازی می‌کنم، خطای گشتاور را در شرایط کاری مختلف ثبت می‌کنم و تطبیق دمایی دستگاه را تأیید می‌کنم.

۳. کالیبراتور مجازی ترانسفورماتورهای جریان نوری الکتریکی

کالیبراتور مجازی "مرکز عصبی" سیستم آزمون است. توابع نمایش داده‌های آن شامل نمودارها، مقادیر و نمودارها است که به کارکنان خط مقدم کمک می‌کند تا به سرعت مشکلات را شناسایی کنند. بر اساس تفاوت‌های عملکردی PECTs، کالیبراتور می‌تواند به دو نوع تقسیم شود: کالیبراتور عملکرد حالت پایدار و کالیبراتور عملکرد موقت، با تقسیم کار واضح:

۳.۱ کالیبراتور عملکرد حالت پایدار

در آزمون‌های روزمره، معمولاً از کالیبراتور حالت پایدار برای انجام سه وظیفه اصلی استفاده می‌کنم:

• محاسبه خطا فازی در زمان واقعی در حالت پایدار PECT؛

• شبیه‌سازی شرایط تغییر دما و ارزیابی گشتاور شاخص‌ها؛

• تحلیل مولفه‌های هارمونیک و تأیید عملکرد دستگاه در شرایط بار غیرخطی.
  در طول عملیات، پارامترهایی مانند انتخاب کانال و نرخ نمونه‌برداری باید پیش از آن تنظیم شوند و در نهایت ویژگی‌های حالت پایدار دستگاه از طریق نمودارهای خطا به صورت مستقیم نمایش داده می‌شوند.

۳.۲ کالیبراتور عملکرد موقت

کالیبراتور عملکرد موقت بر روی فرآیند دینامیک تمرکز دارد: می‌تواند به طور همزمان نمودارهای موقت کانال مورد کالیبراسیون و کانال استاندارد را نمایش دهد و خطاهای را در سناریوها مانند جریان اولیه و جریان کوتاه‌مداری به صورت دقیق شناسایی کند. هنگام تحلیل ضبط خطا، از تابع محاسبه خطا برای شناسایی نقاط تحریف در فرآیند موقت استفاده می‌کنم و داده‌هایی برای بهینه‌سازی دستگاه ارائه می‌دهم.

نتیجه‌گیری

به عنوان یک کارشناس آزمون خط مقدم، همیشه از دیدگاه عملیاتی شروع می‌کنم: ابتدا ساختار و اصل کار PECTs را به طور کامل درک می‌کنم (تفاوت‌های طراحی بین انواع فعال و غیرفعال)، سپس منطق ساخت سیستم آزمون را مسلط می‌شوم (اتصال سری سنسورها، تنظیم کالیبراتور) و در نهایت از طریق تفکیک عملکرد کالیبراتور مجازی (حالت پایدار/موقت)، ارزیابی دقیق عملکرد دستگاه را انجام می‌دهم. این مسیر فنی نه تنها اطمینان از کمیسیون‌گیری قابل اعتماد PECTs را فراهم می‌کند بلکه پایه‌های عملیاتی برای به‌روزرسانی هوشمند سیستم برق را ارائه می‌دهد - داده‌های آزمون هر دستگاه را به "پایه‌ای" برای ایمنی شبکه برق تبدیل می‌کند.