Onderzoek naar laagspannings anti-gelijkstroom transformatoren en hun detectiemethoden

1. Overzicht van componenten en problemen

TA (laagspanningsstroomtransformator) en elektriciteitsmeters zijn belangrijke componenten van laagspanningsmetering. Het belastingsstroom van dergelijke meters is niet minder dan 60A. Elektriciteitsmeters variëren in type, model en anti-DC-prestaties, en worden in serie verbonden in het meetapparaat. Vanwege het gebrek aan anti-DC-capaciteit ervaren ze meetfouten onder DC-componentlast, meestal veroorzaakt door niet-lineaire lasten. Met de toenemende gebruik van DC of siliciumgecontroleerde apparatuur, vooral in geëlektrificeerde spoorwegen en de plasticsindustrie, is het risico van DC-componenten gestegen. Het analyseren van laagspanningsanti-DC-stroomtransformators en detectieapparatuur is van groot belang voor het aanpakken van dit probleem.

2. Redenen voor onnauwkeurigheid van TA veroorzaakt door DC-componenten

De wijdverspreide DC-bias in laagspanningsstroomtransformators komt voort uit de invloed van primaire zijde DC-componenten. Theoretisch gezien verstoren harmonische golven die door DC worden gegenereerd de meetoverdracht, en wijzigingen in de magnetisatiestroom van de ijzeren kern leiden niet tot overeenkomstige veranderingen in de magnetische flux, wat uiteindelijk resulteert in onnauwkeurigheid van de TA. Bij gebruik van halfgeleiderstroomtests (32% van DC-componenten zijn halfgeleiderstromen), neemt de magnetische doordringbaarheid na de primaire winding af, waardoor fouten aanzienlijk toenemen (met een negatieve verschuiving, naderend verzadiging). De verschuiving van de secundaire winding vergroot de veranderingen in de golfvorm. Tests tonen aan dat halfgeleiderstromen grote, geometrisch toenemende fouten veroorzaken in traditionele transformators; zelfs kleine DC-componenten kunnen laagspanningsanti-DC-transformators beïnvloeden, wat resulteert in fouten die de toegestane grens overschrijden.

3. Ontwikkeling en onderzoek naar anti-DC laagspanningsstroomtransformators

Traditionele laagspanningstransformators gebruiken ringvormige magnetische kernen (voornamelijk amorfe banden, met hoge magnetische doordringbaarheid, lage verzadigingscoëfficiënten en onbeïnvloed door primaire zijde DC). IJzergebaseerde amorfe kernen, hoewel iets lager in magnetische doordringbaarheid, worden breed toegepast in krachttransformators vanwege de lage ijzerverlies. Ze hebben een sterke initiële magnetische susceptibiliteit en lage coercitiviteit, met uitstekende anti-DC-prestaties. Elektrische golven van de secundaire winding kunnen de primaire stroomgolfvorm herstellen. Door de complementaire magnetische eigenschappen van ijzergebaseerde amorfe en ultramicrokristallijne materialen te combineren om composietkernen te vormen, kan de meetnauwkeurigheid van traditionele laagspanningsanti-DC-transformators worden verbeterd.

4.Onderzoek naar methoden voor de detectie van anti-DC-prestaties van TA

Bestaande anti-DC laagspanningsstroomtransformators hebben over het algemeen het probleem van een gebrek aan detectiemethoden. De eerdere normen zijn niet gestandaardiseerd en kunnen niet worden beoordeeld volgens unifieerde regels en specificaties. Daarom is het dringend nodig om een goede methode voor de detectie van anti-DC-prestaties te ontwikkelen en deze te optimaliseren.

4.1 Vergelijking van elektriciteit

Na het gebruik van de laagspanningsstroomtransformator zal de interne prestatie van de AC-elektriciteitsmeter veranderen, evenals de verhouding van even harmonischen. Om hier een duidelijke beoordeling van te maken, moet een halve golfrectificatie elektriciteitsvergelijkingsproeflijn worden toegepast. Voordat de test wordt uitgevoerd, moet de halve golfrectificatie elektriciteitsvergelijkingsmethode experimentele lijn op basis van de werkelijke situatie worden aangepast om ervoor te zorgen dat deze overeenkomt met de anti-DC-prestaties van de laagspanningsstroomtransformator, waardoor de nauwkeurigheid van de elektriciteitsdetectie wordt verbeterd.

4.2 1/1 zelfcalibratie

Het schema dat voor deze test is gekozen, is gebaseerd op de gegevens van JJ G1021-2007 "Regels voor de verificatie van krachttransformators", en de details staan weergegeven in Figuur 1.

Om de 1/1 zelfcalibratie te optimaliseren, wordt de secundaire winding in het experiment teruggewikkeld met hetzelfde aantal windingen als de geteste laagspanningsstroomtransformator. Dit voorkomt de introductie van fouten van standaardtransformators. Het circuit meet halve golfstroom en maakt de fouten duidelijk. Let op: de stroomtransformator in het circuit gebruikt een 10/1-verhouding om de stroom van de verifier te verhogen, dus de testwaarden moeten worden vermenigvuldigd met 10 voor nauwkeurigheid.

Experimenten bewijzen dat deze methode effectief de anti-DC-prestaties detecteert, waardoor circuittesten en zelfcalibratie mogelijk zijn zonder meetfouten. Echter, er is rewind nodig voordat de meting plaatsvindt. Stroom en detectie-efficiëntie staan in omgekeerde verhouding: naarmate de stroom stijgt, daalt de efficiëntie, maar de arbeidsintensiteit neemt toe. Daarom kan de halve golf DC-composite fout niet nauwkeurig de individuele anti-DC-prestaties weergeven.

5. Testverificatie
5.1 Testmethode

Door halfgeleider DC-elektriciteitsdiefstal door elektrische ovengebruikers te simuleren, installeert de test drie verschillende energiemetingapparaten. Herhaalde vergelijkingen van prestatieresultaten laten zien dat manganin-weerstandselektriciteitsmeters superieure anti-DC-scheidingcapaciteit hebben, die voldoet aan de behoeften van ter plaatse stabiliteit.

5.2 Testgegevens

Adequate voorbereiding, wetenschappelijke plannen en voorafgaande testplaatsverificatie zijn cruciaal. Tijdens 80-daagse evaluaties wordt energie herhaaldelijk vergeleken/berekend, met gedetailleerde records.Resultaten: Initieel laten gewone transformatormeters een relatieve fout van 40,08% zien, die na 80 dagen stijgt tot 90,58%. Manganin-meters houden fouten ≤1% zelfs in extreme omstandigheden, terwijl traditionele apparaten over tijd meer dan 90% overschrijden. Het verbeteren van het onderzoek naar anti-DC-transformators is essentieel voor de behoeften ter plaatse.

6. Conclusie

De nieuwe composietkern laagspanningsanti-DC-stroomtransformator meet stroom nauwkeurig, zelfs onder DC-last, en voldoet aan de normen. In tegenstelling tot traditionele ontwerpen behoudt het bekende winding/gieten processen voor gemakkelijke promotie.DC-AC-standaard gebaseerde transformators bieden sterke bruikbaarheid, lossen traceerbaarheidsproblemen op en verhogen de detectienauwkeurigheid.