Recerca sobre transformadors de corrent contínua a baixa tensió i els seus mètodes de detecció

1. Resum de components i problemes

El TA (transformador de corrent de baixa tensió) i els comptadors d'energia elèctrica són components clau en la mesura de l'energia elèctrica de baixa tensió. La corrent de càrrega d'aquests comptadors no és inferior a 60A. Els comptadors d'energia varien en tipus, model i capacitat anticorriente, i es connecten en sèrie al dispositiu de mesura. Degut a la falta de capacitat anticorriente, patixen errors de mesura en presència de càrregues amb component DC, sovint causades per càrregues no lineals. Amb l'ús creixent d'equips DC o controlats per silici, especialment en ferrocarrils electrificats i la indústria del plàstic, el risc de components DC ha augmentat. L'anàlisi dels transformadors de corrent de baixa tensió anticorriente i els dispositius de detecció té una gran importància per abordar aquest problema.

2. Raons de la inexactitud del TA causada pels components DC

La bias DC generalitzada en els transformadors de corrent de baixa tensió prové de l'influència dels components DC primaris. Teòricament, les harmoniques generades pel DC pertorbem la transmissió de la mesura, i els canvis en la corrent d'excitació del nucli de ferro no produeixen canvis corresponents en el flux magnètic, finalment conduint a la inexactitud del TA. Utilitzant proves de corrent semionda (el 32% dels components DC són corrents semionda), la permeabilitat magnètica disminueix després de l'enrotllament primari, incrementant significativament els errors (amb un desplaçament negatiu, proper a la saturació). El desplaçament de l'enrotllament secundari amplifica els canvis de forma d'ona. Les proves mostren que les corrents semionda causen errors grans i geomètricament creixents en els transformadors tradicionals; fins i tot components DC minuts poden afectar els transformadors de baixa tensió anticorriente, produint errors que superen el rang permès.

3. I+D de transformadors de corrent de baixa tensió anticorriente

Els transformadors de baixa tensió tradicionals utilitzen nuclis magnètics anulars (principalment fitxes amorfs, amb alta permeabilitat magnètica, baixos coeficients de saturació i no afectats pels components DC primaris). Els nuclis amors basats en ferro, encara que tenen una mica menys de permeabilitat magnètica, s'utilitzen àmpliament en transformadors de potència degut a la baixa pèrdua de ferro. Tenen una forta susceptibilitat magnètica inicial i coercivitat baixa, amb excel·lentes capacitats anticorriente. Les ones elèctriques de l'enrotllament secundari poden restaurar la forma d'ona de la corrent primària. Combinant les propietats magnètiques complementàries dels materials amors basats en ferro i ultra-microcristallins per formar nuclis compostos, es pot millorar la precisió de mesura dels transformadors de baixa tensió anticorriente tradicionals.

4. Recerca sobre mètodes de detecció de la capacitat anticorriente del TA

Els transformadors de corrent de baixa tensió anticorriente existents generalment tenen el problema de la falta de mètodes de detecció. Les normes anteriors no estan estandarditzades i no es poden jutjar segons regles i especificacions unificades. Per tant, és urgència fer bé el treball en el mètode de detecció de la capacitat anticorriente i optimitzar-lo.

4.1 Comparació d'energia elèctrica

Després d'utilitzar el transformador de corrent de baixa tensió, el rendiment intern del comptador d'energia AC canvia, i també ho fa la proporció d'armòniques parells. Per realitzar una avaluació clara, s'ha d'aplicar una línia de prova de comparació d'energia elèctrica de semionda. Abans de la prova, la línia experimental de comparació d'energia elèctrica de semionda s'hauria d'ajustar adequadament segons la situació real per assegurar-se que coincideixi amb la capacitat anticorriente del transformador de corrent de baixa tensió, millorant així la precisió de la detecció d'energia elèctrica.

4.2 Autocalibratge 1/1

El diagrama de circuit seleccionat per a aquesta prova es basa en les dades de JJ G1021-2007 "Regulacions per a la verificació de transformadors de potència", i els detalls es mostren a la Figura 1.

Per optimitzar l'autocalibratge 1/1, l'experiment reenrotlla l'enrotllament secundari amb el mateix nombre de voltes que el transformador de corrent de baixa tensió de prova. Això evita l'introducció d'errors pels transformadors estàndard. El circuit mesura la corrent de semionda i clarifica els errors. Nota: el transformador de corrent al circuit utilitza una relació de 10/1 per augmentar la corrent del verificador, per tant, els valors de prova s'han de multiplicar per 10 per a la precisió.

Els experiments demostren que aquest mètode detecta eficientment la capacitat anticorriente, permetent la prova del circuit i l'autocalibratge mentre s'eviten errors de mesura. No obstant això, cal reenrotllar abans de la mesura. La corrent i l'eficiència de detecció estan inversament relacionades: com més augmenta la corrent, més cau l'eficiència, però augmenta l'intensitat laboral. Així, l'error compost de semionda DC no pot reflectir exactament la capacitat anticorriente individual.

5. Verificació de proves
5.1 Mètode de prova

Simulant el frau d'electricitat de semionda DC per usuaris de fornaces elèctriques, la prova instal·la tres dispositius de mesura d'energia diferents. Les comparacions repetides dels resultats de rendiment mostren que els comptadors d'energia de resistència de mangani tenen una millor capacitat anticorriente, complint les necessitats d'estabilitat in situ.

5.2 Dades de prova

Una preparació adequada, plans científics i la verificació in situ previa són clau. Durant les avaluacions de 80 dies, l'energia es compara i calcula repetidament, amb registres detallats.Resultats: Inicialment, els comptadors de transformadors normals mostren un error relatiu del 40,08%, que augmenta fins al 90,58% després de 80 dies. Els comptadors de mangani mantenen errors ≤1% fins i tot en condicions adverses, mentre que els dispositius tradicionals superen el 90% amb el temps. Millorar la recerca en transformadors anticorriente és vital per a les necessitats in situ.

6. Conclusió

El nou transformador de corrent de baixa tensió anticorriente amb nucli compost mesura la corrent amb precisió, complint les normes fins i tot sota càrregues DC. A diferència dels dissenys tradicionals, manté processos familiars d'enrotllament i col·locació per facilitar la promoció.Els transformadors basats en estàndards DC-AC oferen una forta operativitat, resolent problemes de traçabilitat i augmentant la precisió de la detecció.