Istraživanje niskonaponskih protiv-DC transformatora struje i njihovih metoda otkrivanja

1. Pregled komponenti i problema

TA (niskonaponski transformator struje) i brojčići električne energije su ključne komponente niskonaponskog mjerenja električne energije. Struja opterećenja takvih brojčića ne smije biti manja od 60A. Brojčići električne energije variraju po tipu, modelu i sposobnosti otporne na jednosmjernu struju, te su povezani nizno u uređaju za mjerenje. Zbog nedostatka sposobnosti otporne na jednosmjernu struju, pod opterećenjem sastavnicama jednosmjerne struje, obično uzrokovanim nelinearnim opterećenjima, dolazi do grešaka u mjerenju. S porastom korištenja opreme sa jednosmjeranim tokom ili silicij-kontroliranom opremom, posebno u elektrificiranoj željeznici i industriji plastike, rizik od prisutnosti sastavnica jednosmjerne struje se povećao. Analiza niskonaponskih transformatora struje otpornih na jednosmjernu struju i uređaja za detekciju ima veliku važnost za rješavanje ovog problema.

2. Razlozi netočnosti TA-a uzrokovane sastavnicama jednosmjerne struje

Široko rasprostranjena DC prekomjerna naponitost u niskonaponskim transformatorima struje potječe od utjecaja sastavnica jednosmjerne struje na primarnoj strani. Teoretski, harmonici generirani od DC ometaju prijenos mjerenja, a promjene u strujnom pobudu željeznog jezgra ne proizvode odgovarajuće promjene magnetskog toka, što konačno vodi netočnosti TA-a. Koristeći testove poluvolne struje (32% sastavnica jednosmjerne struje su poluvolne struje), magnetska provodljivost pada iza primarnog zavoja, što značajno povećava greške (s negativnim pomakom, približavajući se nasycenju). Pomak sekundarnog zavoja usporava promjene valnih oblika. Testovi pokazuju da poluvolne struje uzrokuju velike, geometrijski rastuće greške u tradicionalnim transformatorima; čak i mala sastavnice jednosmjerne struje mogu utjecati na niskonaponske transformatore otporne na jednosmjernu struju, rezultirajući greškama koje prelaze dopušteni opseg.

3. Istraživanje i razvoj niskonaponskih transformatora struje otpornih na jednosmjernu struju

Tradicionalni niskonaponski transformatori koriste prstenaste magnetske jezgre (glavno amorfne trake, s visokom magnetskom provodljivošću, niskim koeficijentima nasycenja i neovisnim o sastavnicama jednosmjerne struje na primarnoj strani). Željezne baza amorfne jezgre, iako malo niže magnetske provodljivosti, široko se koriste u naponskim transformatorima zbog niske gubitke željeza. Imaju snažnu početnu magnetsku susjednost i nisku koercitivnu snagu, s izvanrednom sposobnošću otporne na jednosmjernu struju. Električni valovi iz sekundarnog zavoja mogu vratiti valni oblik primarne struje. Kombinirajući komplementarne magnetske osobine željezne baze amorfne i ultra-mikrokristalne materijale kako bi formirali složene jezgre, može se poboljšati točnost mjerenja tradicionalnih niskonaponskih transformatora otpornih na jednosmjernu struju.

4. Istraživanje metoda detekcije performansi TA-a otpornih na jednosmjernu struju

Postojeći niskonaponski transformatori struje otporni na jednosmjernu struju općenito imaju problem nedostatka metoda detekcije. Prethodni standardi nisu standardizirani i ne mogu se suditi prema unificiranim pravilima i specifikacijama. Stoga je nužno dobro obaviti metodu detekcije performansi otporne na jednosmjernu struju i optimizirati je.

4.1 Usporedba električne energije

Nakon upotrebe niskonaponskog transformatora struje, unutarnje performanse brojčića AC električne energije će se promijeniti, kao i proporcija parnih harmonika. Za jasnu procjenu toga, mora se primijeniti linija za usporedbu poluvolne struje. Prije testa, linija za eksperimentalnu usporedbu poluvolne struje treba se prilagoditi stvarnosti kako bi bila u skladu s performansama niskonaponskog transformatora struje otpornog na jednosmjernu struju, time poboljšavajući točnost detekcije električne energije.

4.2 1/1 samokalibracija

Shema kruga odabrana za ovaj test temelji se na podacima JJ G1021-2007 "Propisi za provjeru naponskih transformatora", a detalji su prikazani na slici 1.

Za optimizaciju 1/1 samokalibracije, eksperiment ponovno namota sekundarni zavoj s istim brojem zavojnica kao testirani niskonaponski transformator struje. To izbjegava uvod grešaka od strane standardnih transformatora. Krug mjeri poluvolnu struju i razjašnjava greške. Napomena: transformator struje u krugu koristi omjer 10/1 za povećanje struje verifikatora, tako da se vrijednosti testa moraju pomnožiti s 10 za točnost.

Eksperimenti dokazuju da ovaj metod učinkovito detektira performanse otporne na jednosmjernu struju, omogućujući testiranje kruga i samokalibraciju, izbjegavajući greške u mjerenju. Međutim, prije mjerenja potrebno je ponovno namotati. Struja i učinkovitost detekcije su obrnuto proporcionalni: kako struja raste, učinkovitost brzo pada, ali se intenzitet rada povećava. Stoga, poluvolna DC složena greška ne može točno odraziti pojedinačne performanse otporne na jednosmjernu struju.

5. Testiranje i potvrda
5.1 Metoda testiranja

Simulirajući poluvolnu DC krađu električne energije korisnika elektropećnice, test instalira tri različita uređaja za mjerenje energije. Ponovljena usporedba rezultata performansi pokazuje da manganin-odorni brojčići imaju superiornu sposobnost otporne na DC shunt, zadovoljavajući potrebe za stabilnošću na terenu.

5.2 Podaci testiranja

Dovoljna priprema, znanstveni planovi i predtestiranje na terenu su ključni. Tijekom 80-dne procjene, energija se ponovno uspoređuje/izračunava, s detaljnim zapisima.Rezultati: Početni obični transformatorski brojčići pokazuju relativnu grešku od 40,08%, koja narasta na 90,58% nakon 80 dana. Manganinskim brojčićima se greške zadržavaju ≤1% čak i u teškim uvjetima, dok tradicionalni uređaji prelaze 90% tijekom vremena. Poboljšanje istraživanja transformatora otpornih na jednosmjernu struju ključno je za potrebe na terenu.

6. Zaključak

Novi složeni jezgra niskonaponski transformator struje otporni na jednosmjernu struju točno mjeri struju, zadovoljavajući standarde čak i pod opterećenjima jednosmjerne struje. U suprotnosti s tradicionalnim dizajnima, zadržava poznate procese namotavanja i lisovanja za lakše promicanje.Transformatori temeljeni na standardima DC-AC nude snažnu operabilnost, rješavaju probleme praćenja i povećavaju točnost detekcije.