Pagsasaliksik sa mga Low-Voltage Anti-DC Current Transformers at ang Kanilang mga Paraan ng Pagmamasid

1. Buod ng mga Komponente at Isyu

Ang TA (low-voltage current transformer) at electric energy meters ay mga pangunahing komponente ng low-voltage electric energy metering. Ang load current ng mga ito ay hindi bababa sa 60A. Ang mga electric energy meters ay may iba't ibang uri, modelo, at anti-DC performance, at konektado nang serye sa metering device. Dahil sa kawalan ng kakayahan laban sa DC, sila ay nakakaranas ng pagkakamali sa pagsusuri sa ilalim ng DC component loads, na karaniwang dulot ng non-linear loads. Sa pagtaas ng paggamit ng DC o silicon-controlled equipment, lalo na sa electrified railways at plastics industry, ang panganib ng DC components ay tumataas. Ang pag-aaral ng low-voltage anti-DC current transformers at detection devices ay napakahalaga para sa pagtugon sa isyung ito.

2. Mga Dahilan ng Pagkakamali ng TA Dahil sa DC Components

Ang malawakang DC bias sa low-voltage current transformers ay nagmumula sa epekto ng primary-side DC components. Teoretikal na, ang harmonics na idinudulot ng DC ay nagbabago sa transmission ng pagsusuri, at ang pagbabago sa excitation current ng iron core ay hindi nagpapabago ng magnetic flux, na humahantong sa pagkakamali ng TA. Gamit ang half-wave current tests (32% ng DC components ay half-wave currents), ang magnetic permeability ay bumababa pagkatapos ng primary winding, na lumalaki nang significant ang mga error (na may negatibong shift, lumalapit sa saturation). Ang displacement ng secondary winding ay lumalaking binabago ang waveform. Ang mga test ay nagpapakita na ang half-wave currents ay nagdudulot ng malalaking, geometrically increasing errors sa traditional transformers; kahit maliit na DC components ay maaaring makaapekto sa low-voltage anti-DC transformers, na nagreresulta sa mga error na lumalampas sa allowable range.

3. R&D ng Anti-DC Low-Voltage Current Transformers

Ang mga tradisyonal na low-voltage transformers ay gumagamit ng annular magnetic cores (mainly amorphous ribbons, na may mataas na magnetic permeability, mababang saturation coefficients, at hindi naapektuhan ng primary-side DC). Ang iron-based amorphous cores, bagama't medyo mas mababa ang magnetic permeability, ay malawakang ginagamit sa power transformers dahil sa mababang iron loss. Mayroon silang matibay na initial magnetic susceptibility at mababang coercivity, na may excellent anti-DC capability. Ang mga electric waves mula sa secondary winding ay maaaring ibalik ang primary current waveform. Sa pamamagitan ng pagsasama ng complementary magnetic properties ng iron-based amorphous at ultra-microcrystalline materials upang mabuo ang composite cores, maaaring mapabuti ang metering accuracy ng traditional low-voltage anti-DC transformers.

4. Pag-aaral sa Metodong Paggamit ng Anti-DC Performance Detection Methods

Ang umiiral na anti-DC low-voltage current transformers ay karaniwang may problema sa kawalan ng detection methods. Ang dating standards ay hindi standardized at hindi maaaring ma-judge ayon sa iisang set ng rules at specifications. Kaya, mahalaga na gawin nang mabuti ang anti-DC performance detection method at i-optimize ito.

4.1 Paghahambing ng Electric Energy

Pagkatapos gamitin ang low-voltage current transformer, ang internal performance ng AC electric energy meter ay magbabago, at ang proporsyon ng even harmonics ay magbabago din. Para makapagbigay ng malinaw na assessment dito, kailangang gamitin ang half-wave rectification electric energy comparison test line. Bago ang test, ang half-wave rectification electric energy comparison method experimental line ay dapat mapabuti nang angkop sa aktwal na sitwasyon upang masiguro na ito ay tugma sa anti-DC performance ng low-voltage current transformer, na nagpapabuti sa accuracy ng electric energy detection.

4.2 1/1 Self-Calibration

Ang circuit diagram na pinili para sa test na ito ay batay sa data ng JJ G1021-2007 "Regulations for the Verification of Power Transformers", at ang detalye ay ipinapakita sa Figure 1.

Para i-optimize ang 1/1 self-calibration, ang eksperimento ay binabalik ang secondary winding na may parehong bilang ng turns ng in-test na low-voltage current transformer. Ito ay nag-iwas sa pagpasok ng error mula sa standard transformers. Ang circuit ay nagsusukat ng half-wave current at nagbibigay ng klaridad sa mga error. Tandaan: ang current transformer sa circuit ay gumagamit ng 10/1 ratio upang tumaas ang current ng verifier, kaya ang mga test values ay kailangang imultiply ng 10 para sa accuracy.

Ang mga eksperimento ay nagpapatunay na ang metodyo na ito ay epektibong nakakadetect ng anti-DC performance, na nagbibigay ng pagkakataon para sa circuit testing at self-calibration habang nag-iwas sa mga measurement errors. Gayunpaman, kinakailangan ang rewinding bago ang pagsukat. Ang kasalukuyan at detection efficiency ay inversely related: habang tumaas ang current, bumababa ang efficiency ngunit tumaas ang intensity ng trabaho. Kaya, ang half-wave DC composite error ay hindi maaaring accurately reflect ang individual anti-DC performance.

5. Test Verification
5.1 Test Method

Sa pamamagitan ng simulation ng half-wave DC electricity theft ng mga electric furnace users, ang test ay nag-install ng tatlong distinct na energy metering devices. Ang paulit-ulit na pagsusuri ng performance results ay nagpapakita na ang manganin-resistance energy meters ay may mas mataas na anti-DC shunting ability, na sumasagot sa on-site stability needs.

5.2 Test Data

Ang sapat na preparasyon, siyentipikong plano, at pre-test site verification ay mahalaga. Sa loob ng 80-day assessments, ang energy ay paulit-ulit na in-compare/in-calculate, na may detalyadong records.Resulta: Ang mga ordinaryong transformer meters ay nagpapakita ng 40.08% relative error, na tumaas hanggang 90.58% pagkatapos ng 80 days. Ang manganin meters ay nagsasagawa ng error ≤1% kahit sa harsh conditions, samantalang ang mga traditional devices ay lumalampas sa 90% sa huling bahagi. Mahalaga ang pag-aaral ng anti-DC transformers para sa on-site demands.

6. Kasunodan

Ang bagong composite-core low-voltage anti-DC current transformer ay nagsasagawa ng accurate na pagsukat ng current, na sumasagot sa standards kahit sa ilalim ng DC loads. Hindi tulad ng mga tradisyonal na disenyo, ito ay nagpapanatili ng kilalang proseso ng winding/pouring para sa madaling pagpromote.Ang mga DC-AC standard-based transformers ay nagbibigay ng malakas na operability, na nagreresolba ng traceability issues at nagpapataas ng detection accuracy.