Testiranje optičnih tokovnikov (OCT)

S prirastkom moderne ekonomije in znanstvenotехnološkega razvoja so fotoelektrični tokovne transformatorji (PECT) v celoti prestopili iz faze poskusne uporabe v praktično uporabo. Kot delavnik na prvi liniji, globoko občutim njihovo pomembnost v električnem sistemu med vsakodnevnim delom. Tudi opažam potrebo po podrobnejšem raziskovanju njihovih testnih sistemov in kalibracijskih metod. To ne le spodbuja inženirski uporabniški potencial PECT-jev, ampak omogoča tudi točno odkrivanje in reševanje tehničnih težav v dejanski operaciji.

1. Struktura in delovanje fotoelektričnih tokovnih transformatorjev

Trenutno je raziskovalna globina PECT-jev v industriji še vedno nedostatna, obstajajo pa tudi nesporazumi v razumevanju. Nekateri mislijo, da so njihove načine izpisa in osnovni principi senziranja popolnoma enaki kot pri elektromagnetnih tokovnih transformatorjih (oba imata imenovani izhod 5A/1A). Vendar imajo PECT-ji v praktični uporabi edinstvene prednosti - ne odvisijo od sekundarnih imenovanih krožnic in lahko neposredno izvažajo digitalne signale. Strukturno so razdeljeni na dva tipa: aktivni in pasivni. Ključna razlika je v tem, ali je potrebna zunanjega napajanja na visokonapetostni strani senzorja. Razlike v načelih dizajna povzročajo tudi bistvene razlike v njihovi strukturi in mehanizmu delovanja.

1.1 Pasivni fotoelektrični tokovni transformatorji

Kot delavnik na prvi liniji pogosto stikam s takšno opremo med testiranjem. Njegov ključni načel je temelj na Faradayevem magneto-optičnem efektu: ko se magneto-optični materiali širijo v okolju magnetnega polja, bo polarizacijsko stanje svetlobe odvisno od moči magnetnega polja. S spremljanjem sprememb kota polarizacije lahko vzpostavimo povezavo med magneto-optičnim konstanto, kotom vrtenja in močjo magnetnega polja,

in tako dosežemo nekontaktno meritve tokovnih signalov. Ta breznapajalni načrt ima bistvene prednosti v scenariju merjenja izolacije na visokonapetostni strani.

1.2 Aktivni fotoelektrični tokovni transformatorji

V dejanskem testiranju se aktivni napravi zanašajo na vozliščne črke ali visokonatančne majhne elektromagnetne transformatorje za doseganje usmerjanja signalov. Njegov postopek dela lahko razbiješ na naslednje korake: najprej se veliki tokovni signal pretvori v šibko napetostni signal skozi elektromagnetsko indukcijo (z uporabo majhnega elektromagnetnega transformatorja), nato se modulira v digitalni električni signal, in na koncu se pretvori v optični signal skozi elektro-optično pretvorbo, ki se prenese na nizkonapetostno stran za obdelavo preko vlaknenega kabela. Takšne naprave so široko uporabljene v projektih digitalnih podstacionih. Med odpravljanjem težav moram posvetiti pozornost združljivosti demodulatornega modula na nizkonapetostni strani.

2. Testni sistem fotoelektričnih tokovnih transformatorjev
2.1 Struktura testnega sistema

Zloženost testnega sistema PECT-jev zahteva, da delavci na prvi liniji imajo sistemsko razumevanje. Njegova ključna logika je, da se senzorske glave testiranega transformatorja in standardnega transformatorja zaporedno povežejo, tako da se nahajata v istem tokovnem okolju. Kot ključni del testa, mora virtualni kalibrator doseči: zajemanje signalov računalnika, obdelavo algoritmov napak in večdimenzionalno prikazovanje podatkov. V dejanski operaciji je potrebno, da se test stabilnega delovanja ujema s visokonatančnim standardnim transformatorjem (na primer napravo 0.05 razreda), in za prehodno testiranje je preferenten Hall-jev tokovni senzor (hitra odzivna hitrost, primerna za situacije impulznega toka).

2.2 Testiranje ključnih kazalnikov zmogljivosti

Pri testiranju PECT-jev moram posvetiti pozornost naslednjim ključnim kazalnikom, da zagotovim točne in zanesljive podatke:

2.2.1 Stabilni kazalniki

Test stabilnega stanja se osredotoča na imenovano ratijsko koeficiento (ta parameter je nominalen proizvajalcem). Med testom je potrebno hkrati zbrati zaporedne podatke digitalnega prenosnega kanala in analognega izhodnega kanala, nato pa izračunati napako razmerja z primerjavo s standardnim signalom, da se preveri linearnost naprave pod frekvenčnimi pogoji.

2.2.2 Fazna napaka

Test fazne napake zahteva zajemanje fazne odstopanja tokovnega fazora: uporaba digitalnega algoritma (na primer hitra Fourierova transformacija) za analizo izhodnega signala, primerjava referenčne faze z dejansko izhodno fazo, in kvantifikacija razlike med njima. Ta kazalnik neposredno vpliva na točnost dejanja relayske zaščitne naprave in mora biti strogo nadzorovan.

2.2.3 Temperaturne lastnosti

Vpliv temperature na PECT-je je potrebno cikelno testirati v skladu s standardom IEC. V dejanski preizkusi je "časovna konstanta termalne stabilnosti" ključni parameter (kalibriran proizvajalcem glede na strukturo in volumen naprave). Simuliral bom temperaturni gradient skozi okoljsko testno komoro, zabeležil odmike napak v različnih delovnih pogoji, in preveril temperaturno prilagodljivost naprave.

3. Virtualni kalibrator za fotoelektrične tokovne transformatorje

Virtualni kalibrator je "možganski center" testnega sistema. Njegove funkcije prikaza podatkov vključujejo krivulje, vrednosti, grafikone itd., kar olajša delavcem na prvi liniji hitro lokacijo težav. Na podlagi razlik v zmogljivosti PECT-jev, se kalibrator lahko razdeli na dva tipa: stabilni kalibrator in prehodni kalibrator, z jasno razdeljenimi dolžnostmi:

3.1 Kalibrator stabilne zmogljivosti

Med vsakodnevnim testiranjem pogosto uporabljam stabilni kalibrator za dokončanje treh ključnih nalog:

• Izračun fazne napake v realnem času med stabilnim delovanjem PECT-ja;

• Simulacija sprememb temperature in ocena odmika kazalnikov;

• Analiza harmonskih komponent in preverjanje zmogljivosti naprave pod nelinearnimi bremenom.
  Med delovanjem je potrebno predhodno nastaviti parametre, kot so izbira kanala in stopnja vzorčenja, in na koncu intuitivno prikazati stabilne značilnosti naprave preko krivulj napak.

3.2 Kalibrator prehodne zmogljivosti

Kalibrator prehodne zmogljivosti se osredotoča na dinamični proces: lahko hkrati prikaže prehodne talase kanala, ki ga je potrebno kalibrirati, in standardnega kanala, ter natančno zajame napake v situacijah, kot so hitri tok in kratkopojavni tok. Pri analizi zapisov težav bom uporabil njegovo funkcijo izračuna napak, da bi lokiral distorzije v prehodnem procesu in ponudil podatkovno podporo za optimizacijo naprave.

Zaključek

Kot delavec na prvi liniji, se vmeram v praktično operativno perspektivo: najprej temeljito razumem strukturo in načelo PECT-jev (razlike v dizajnu med aktivnimi in pasivnimi tipi), nato ovladam logiko gradnje testnega sistema (zaporedno povezovanje senzorskih glav, konfiguracija kalibratorja), in na koncu preko funkcijske razlikovanja virtualnega kalibratorja (stabilno/prehodno), dosežem točno vrednotenje zmogljivosti naprave. Ta tehnična pot ne le zagotavlja zanesljivo uvajanje PECT-jev, ampak tudi ponuja praktično meritveno podlago za inteligentno nadgradnjo električnega sistema - s tem, da so testni podatki vsake naprave "temelj" za varnost električnega omrežja.