1. コンポーネントと問題の概要
TA(低電圧電流変換器)および電力計は、低電圧電力計測の主要なコンポーネントです。これらの計測器の負荷電流は60A以上です。電力計はタイプ、モデル、直流対策性能によって異なり、計測装置内では直列に接続されています。直流成分に対する対策が不足しているため、非線形負荷による直流成分負荷下で計測誤差が発生します。特に直流またはシリコン制御装置の使用が増加する中、特に電化鉄道やプラスチック産業において、直流成分のリスクが高まっています。低電圧直流対策電流変換器と検出装置の分析は、この問題を解決するために非常に重要です。
2. 直流成分によるTAの不正確さの原因
低電圧電流変換器における広範な直流バイアスは、一次側の直流成分の影響によるものです。理論的には、直流によって生成される高調波が計測伝送を乱し、鉄心の励磁電流の変化が対応する磁束変化を生じさせないため、最終的にTAの不正確さにつながります。半波電流試験(直流成分の32%が半波電流)を使用すると、一次巻線後の磁気透過率が低下し、誤差が大幅に増大します(負の方向にシフトし、飽和に近づく)。二次巻線のずれにより波形変化が拡大されます。試験結果によると、半波電流は従来の変圧器で大きな幾何学的に増大する誤差を引き起こし、わずかな直流成分でも低電圧直流対策変圧器に影響を与え、許容範囲を超える誤差を引き起こします。
3. 直流対策低電圧電流変換器の研究開発
従来の低電圧変圧器は、環状磁心(主に非晶質リボンを使用し、高い磁気透過率、低い飽和係数、一次側の直流への影響を受けない)を使用しています。鉄系非晶質コアは、磁気透過率がやや低いものの、鉄損が少ないため、電力変圧器に広く使用されています。それらは強い初期磁化率と低いコーシビリティを持ち、優れた直流対策能力があります。二次巻線からの電波は一次電流波形を復元することができます。鉄系非晶質と超微結晶材料の補完的な磁性を組み合わせて複合コアを作ることで、従来の低電圧直流対策変圧器の計測精度を向上させることができます。
4. TAの直流対策性能検出方法の研究
既存の直流対策低電圧電流変換器には一般的に検出方法が欠けている問題があります。以前の標準は標準化されておらず、統一されたルールと仕様に基づいて判断することはできません。そのため、直流対策性能検出方法を適切に行い、それを最適化することは急務です。
4.1 電力量の比較
低電圧電流変換器を使用した後、交流電力量計の内部性能が変化し、偶数高調波の割合も変わります。これを明確に評価するためには、半波整流電力量比較試験線を使用する必要があります。試験前に、実際の状況に基づいて半波整流電力量比較法実験線を適切に改良し、それが低電圧電流変換器の直流対策性能と一致することを確認することで、電力量検出の精度を向上させることができます。
4.2 1/1自己校正
この試験に選択された回路図は、JJ G1021-2007「電力変圧器の検定規程」のデータに基づいており、詳細は図1に示されています。
1/1自己校正を最適化するために、実験では試験用低電圧電流変換器と同じ巻数の二次巻線を巻き戻します。これにより、標準変圧器からの誤差導入を避けることができます。回路は半波電流を測定し、誤差を明確にします。注意:回路内の電流変換器は10/1の比率を使用して検証器の電流をブーストするため、試験値は正確にするために10倍する必要があります。
実験により、この方法が効果的に直流対策性能を検出し、回路試験と自己校正を行うことができ、測定誤差を避けることが証明されました。ただし、測定前に巻き戻す必要があります。電流と検出効率は逆関係であり、電流が上がると効率が急激に低下し、労働強度が増加します。したがって、半波直流合成誤差は個々の直流対策性能を正確に反映することはできません。
5. 試験検証
5.1 試験方法
電炉ユーザーによる半波直流電力窃盗をシミュレートし、試験では3つの異なるエネルギー計測装置を設置します。性能結果の反復比較により、マンガン抵抗エネルギー計が優れた直流シャント対策能力を持つことが示され、現場での安定性要件を満たしています。
5.2 試験データ
十分な準備、科学的な計画、事前試験場所の検証が鍵となります。80日間の評価期間中に、エネルギーは繰り返し比較/計算され、詳細な記録が行われます。結果:最初の普通の変圧器メーターは相対誤差40.08%を示し、80日後には90.58%に上昇しました。マンガンメーターは厳しい条件下でも誤差が1%以下を維持し、一方で従来の装置は時間とともに90%を超える誤差を示しました。現場の要件に対応するためには、直流対策変圧器の研究を強化することが重要です。
6. 結論
新しい複合コア低電圧直流対策電流変換器は、直流負荷下でも基準を満たす正確な電流測定が可能です。従来の設計とは異なり、馴染みのある巻線/注ぎ込みプロセスを保持しており、普及が容易です。DC-AC基準に基づく変圧器は、操作性が高く、トレーサビリティの問題を解決し、検出精度を向上させます。