Testiranje optičkih transformatora struje (OCT)

Sa razvojem moderne ekonomije i znanosti o tehnologiji, fotoelektrični transformatori struje (PECT) su u potpunosti prešli iz faze probnog korišćenja u praktičnu primenu. Kao lice na fronti testiranja, duboko osjećam njihovu važnost u sistemu snabdijevanja električnom energijom tokom svakodnevnog rada. Takođe shvaćam nužnost provedbe dubinskog istraživanja njihovih sistema testiranja i metoda kalibracije. To ne samo što promoviše inženjersku primenu PECT-a, već omogućava i točno otkrivanje i rešavanje tehničkih problema u stvarnoj operaciji.

1. Struktura i princip rada fotoelektričnih transformatora struje

Trenutno, dubina istraživanja PECT-a u industriji još uvek nije dovoljna, a postoje čak i greške u razumijevanju. Neki smatraju da su njihove metode izlaza i principi osetljivosti potpuno identični onima elektromagnetskih transformatora struje (oba imaju nominale izlaza od 5A/1A). Međutim, u praktičnoj primeni, PECT-ovi imaju jedinstvene prednosti - ne zavise od sekundarnih nominiranih krugova i mogu direktno emitirati digitalne signale. Strukturno, podijeljeni su na dva tipa: aktivni i pasivni. Ključna razlika leži u tome da li je potrebna vanjska napajanja na visokonaponskoj strani senzora. Zbog razlika u principima dizajna, postoji i značajna razlika u njihovoj strukturi i mehanizmima rada.

1.1 Pasivni fotoelektrični transformatori struje

Kao lice na fronti testiranja, često se susrećem sa ovakvim opremom tijekom testiranja. Njegov ključni princip temelji se na Faradayevom magneto-optičkom efektu: kada magneto-optički materijali šire u okruženju magnetskog polja, polarizacijsko stanje svjetlosti će se nagibati s intenzitetom magnetskog polja. Pražeći promjene u kutu polarizacije, može se uspostaviti korelacija između magneto-optične konstante, kuta rotacije i intenziteta magnetskog polja

i konačno, ostvaruje se kontaktno mjerenje signala struje. Ovaj dizajn bez napajanja ima značajne prednosti u scenariju detekcije izolacije na visokonaponskoj strani.

1.2 Aktivni fotoelektrični transformatori struje

U stvarnom testiranju, aktivni uređaji koriste koile s praznim jezgrom ili visokoprecizne male elektromagnetske transformatore za postizanje kondicioniranja signala. Njegov radni proces može se razbiti na sljedeće: prvo, veliki signal struje pretvara se u slabi signal napona putem elektromagnetske indukcije (koristeći mali elektromagnetski transformator), zatim se modulira u digitalni električni signal, a konačno se prebacuje u optički signal putem elektro-optične konverzije, koji se prenosi na niskonaponsku stranu za obradu putem optičke vlakne. Takvi uređaji su široko korišteni u projektima digitalnih pretvorilaca. Tijekom podešavanja, moram se fokusirati na kompatibilnost demodulacijskog modula na niskonaponskoj strani.

2. Sistem testiranja fotoelektričnih transformatora struje
2.1 Struktura sistema testiranja

Kompleksnost sistema testiranja PECT-a zahtijeva da lica na fronti imaju sistemski pristup. Njegova ključna logika je povezivanje osećalnika ispitivanog transformatora i standardnog transformatora u seriju, kako bi se nalazili u istom strujnom okruženju. Kao ključni dio testa, virtualni kalibrator treba da ostvari: prikupljanje signala računara, obradu algoritma greške i prikaz višedimenzionalnih podataka. U stvarnoj operaciji, test performansi u stabilnom stanju treba da bude usklađen s visokopreciznim standardnim transformatorom (poput 0.05-klase uređaja), a Hall sensor struje je preferiran za testiranje u privremenom stanju (brza vremenska odzivnost, pogodan za scenarije impulsnih struja).

2.2 Testiranje ključnih pokazatelja performansi

Tijekom testiranja PECT-a, moram se fokusirati na sljedeće ključne pokazatelje kako bih osigurao točne i pouzdane podatke:

2.2.1 Pokazatelji u stabilnom stanju

Test u stabilnom stanju fokusira se na koeficijent nominalnog omjera (ovaj parametar je nominalizovan od strane proizvođača). Tijekom testa, potrebno je istodobno prikupiti sekvencijalne podatke digitalnog prenosnog kanala i analognog izlaznog kanala, a grešku omjera izračunati upoređivanjem sa standardnim signalom kako bi se verificirala linearnost uređaja u uslovima mrežne frekvencije.

2.2.2 Fazna greška

Test fazne greške treba da uhvati faznu devijaciju fazora struje: koristi se digitalni algoritam (poput brze Furijeve transformacije) za analizu izlaznog signala, upoređuje se referentna faza sa stvarnom izlaznom fazom, i kvantifikuje se razlika između njih. Ovaj pokazatelj direktno utječe na točnost djelovanja relé-uređaja zaštite i treba ga strogo kontrolirati.

2.2.3 Temperaturne karakteristike

Utjecaj temperature na PECT-e treba ciklički testirati prema IEC standardu. U stvarnom testiranju, "konstanta termalne stabilnosti" je ključni parametar (kalibriran od strane proizvođača prema strukturi i volumenu uređaja). Simulirat ću temperaturni gradient putem okruženjske testne kamere, zabilježiću grešku drifta pod različitim radnim uvjetima, i verificirat ću temperaturnu adaptabilnost uređaja.

3. Virtualni kalibrator za fotoelektrične transformatore struje

Virtualni kalibrator je "živčani centar" sistema testiranja. Njegove funkcije prikaza podataka obuhvataju krive, vrijednosti, grafikone itd., što olakšava licima na fronti da brzo lokiraju probleme. Na osnovu razlika u performansama PECT-a, kalibrator se može derivirati u dva tipa: kalibrator performansi u stabilnom stanju i kalibrator performansi u privremenom stanju, s jasnim podjelom poslova:

3.1 Kalibrator performansi u stabilnom stanju

U svakodnevnom testiranju, često koristim kalibrator performansi u stabilnom stanju za završetak tri ključna zadatka:

• Izračunavanje fazne greške u stvarnom vremenu tijekom rada PECT-a u stabilnom stanju;

• Simuliranje uslova promjene temperature i procjena drifta indeksa;

• Analiza harmonijskih komponenti i verifikacija performansi uređaja pod nelinearnim opterećenjima.
  Tijekom rada, potrebno je unaprijed konfigurisati parametre poput izbora kanala i stopa uzorkovanja, a konačno, stabilne karakteristike uređaja intuitivno prikazati putem krivih grešaka.

3.2 Kalibrator performansi u privremenom stanju

Kalibrator performansi u privremenom stanju fokusira se na dinamički proces: može istovremeno prikazivati privremene talase kanala koji se kalibruju i standardnog kanala, i točno uhvatiti greške u scenarijima poput impulsnih struja i kratkog spoja. Pri analizi zapisivanja grešaka, koristit ću njegovu funkciju izračunavanja grešaka kako bih lokirao tačke distorzije u privremenom procesu i pružio podatkovnu podršku optimizaciji uređaja.

Zaključak

Kao lice na fronti testiranja, uvijek počinjem s praktičnog aspekta operacije: prvo, temeljito razumijem strukturu i princip PECT-a (razlike u dizajnu između aktivnih i pasivnih tipova), zatim savladam logiku izgradnje sistema testiranja (serijsko povezivanje osećalnika, konfiguracija kalibratora), a konačno, kroz diferencijaciju funkcija virtualnog kalibratora (stabilno/privremeno), ostvarujem točnu procjenu performansi uređaja. Ova tehnička putanja ne samo što osigurava pouzdano komisioniranje PECT-a, već pruža i praktičnu osnovu za inteligentno nadogradnju sistema snabdijevanja električnom energijom - čineći testne podatke svakog uređaja "temeljem" za sigurnost mreže.