Raziskave nizko napetostnih pretvornikov proti enosmerne straji in njihove metode zaznavanja

1. Pregled komponent in težav

TA (nizkonapetostni preoblikovalnik) in merilniki električne energije so ključne komponente nizkonapetostnega merjenja električne energije. Nalozna tokovna velikost takšnih merilnikov ni manjša od 60A. Merilniki električne energije se razlikujejo po vrsti, modelu in zmogljivosti za odpornost na enosmerno tok, ter so povezani v zaporedje v merilnem napravi. Zaradi pomanjkanja zmogljivosti za odpornost na enosmerno tok doživljajo merilne napake pod enosmernimi obremenitvami, ki so običajno povzročene nelinearnimi obremenitvami. S povečanjem uporabe enosmernih ali silicij-krmiljenih naprav, zlasti v elektrificiranih železnicih in plastmasnem industriji, je rastla tveganja zaradi enosmernih komponent. Analiza nizkonapetostnih preoblikovalnikov odpornih na enosmerno tok in odkritvenih naprav je zelo pomembna za reševanje tega problema.

2. Razlogi za netočnost TA, povzročene enosmernimi komponentami

Široko razširjeni enosmerni pristranost v nizkonapetostnih preoblikovalnikih izvira iz vpliva enosmernih komponent na strani vhoda. Teoretično generirane harmonike s strani enosmernega toka motijo prenos merjenja, spremembe v vzbuževalnem toku železne jedra ne morejo ustvariti ustreznih sprememb magnetnega toka, kar končno vodi do netočnosti TA. Uporabljajoči polvalni testiranje toka (32% enosmernih komponent so polvalni tokovi), magnečna prozornoost pada po primarnem viklanju, kar znatno poveča napake (s negativnim premikom, bližnjim nasititvi). Premik sekundarnega viklanja poveča spremembe valovne oblike. Testi kažejo, da polvalni tokovi povzročajo velike, geometrijsko narasčajoče napake v tradicionalnih preoblikovalnikih; celo majhne enosmerni komponente lahko vplivajo na nizkonapetostne preoblikovalnike odpornosti na enosmerno tok, kar vodi do napak, ki presega dopusten obseg.

3. Razvoj in raziskave preoblikovalnikov odpornosti na enosmerno tok

Tradicionalni nizkonapetostni preoblikovalniki uporabljajo kolobarne magnete (glavno amorfne trake, z visoko magnečno prozornoostjo, nizkimi koeficienti nasititve in nepodvrženi enosmernim komponentam na strani vhoda). Železo-bazne amorfne jedra, čeprav malo nižje magnečne prozornoosti, so široko uporabljeni v električnih preoblikovalnikih zaradi nizkih železnih izgub. Imajo močno začetno magnetno občutljivost in nizko koercitivnost, z odlično zmogljivostjo za odpornost na enosmerno tok. Električne valovne oblike iz sekundarnega viklanja lahko obnovijo valovno obliko primarnega toka. Z združevanjem komplementarnih magnetskih lastnosti železo-baznih amorfne in ultramikrokristalnih materialov za oblikovanje kombiniranih jedr, se lahko izboljša merilna točnost tradicionalnih nizkonapetostnih preoblikovalnikov odpornosti na enosmerno tok.

4.Raziskave o metodah za določanje zmogljivosti odpornosti na enosmerno tok

Obstoječi preoblikovalniki odpornosti na enosmerno tok običajno imajo težavo pri pomanjkanju metod za določanje. Prejšnji standardi niso standardizirani in ne morejo biti sodni po enotnih pravilih in specifikacijah. Zato je nujno, kako dobro opraviti delo pri metodah za določanje zmogljivosti odpornosti na enosmerno tok in jih optimizirati.

4.1 Primerjava električne energije

Po uporabi nizkonapetostnega preoblikovalnika se bo notranje delovanje AC merilnika električne energije spremenilo, spremenila se bo tudi delež soda harmonike. Za jasno oceno je potrebno uporabiti metodo polvalne pravokotne primerjave električne energije. Pred testom je treba glede na dejansko situacijo ustrezno izboljšati metodo eksperimentalne linije polvalne pravokotne primerjave električne energije, da zagotovi skladnost z zmogljivostjo odpornosti na enosmerno tok nizkonapetostnega preoblikovalnika, s tem pa izboljša točnost merjenja električne energije.

4.2 1/1 samokalibracija

Shema kruga, ki je bila izbrana za ta test, temelji na podatkih JJ G1021-2007 "Pravilniki za preverjanje električnih preoblikovalnikov", podrobnosti so prikazane na Sliki 1.

Za optimizacijo 1/1 samokalibracije je poskus ponovno ovil sekundarno viklanje z enakim številom viklov kot preskusni nizkonapetostni preoblikovalnik. To izogne napakam, ki bi jih vnesli standardni preoblikovalniki. Krug meri polvalni tok in pojasni napake. Opomba: preoblikovalnik toka v krugu uporablja razmerje 10/1 za povečanje toka verifikatorja, zato morajo biti preskusne vrednosti množene z 10 za točnost.

Poskusi dokazujejo, da ta metoda učinkovito določa zmogljivost odpornosti na enosmerno tok, omogoča preverjanje kruga in samokalibracijo, medtem ko se izogiba merilnim napakam. Vendar je pred merjenjem potrebno ponovno oviti. Trenutni in učinkovitost meritve sta obratno sorazmerna: ko se tok poveča, učinkovitost dramatično pada, toda intenziteta dela se poveča. Tako polvalne enosmerni složeni napake ne morejo natančno odraziti posameznih zmogljivosti odpornosti na enosmerno tok.

5. Preskusna preverjanje
5.1 Metoda preskušanja

Simulacija polvalnega enosmernega električnega krađe z uporabo pečnice, preskus namesti tri različne naprave za merjenje energije. Ponovna primerjava rezultatov delovanja kaže, da imajo manganski uporniški merilniki boljše zmogljivosti za odpornost na enosmerno tok, kar zadovoljuje potrebe za stabilnostjo na mestu.

5.2 Podatki preskusa

Dostatna priprava, znanstveni načrti in predpreskusna preverjanja na mestu so ključni. Med 80-dnevnimi ocenami se je večkrat primerjalo/izračunalo energijo, z detaljnimi zapisniki.Rezultati: Začetni običajni preoblikovalniki merilnikov prikazujejo 40,08% relativne napake, ki se po 80 dneh poveča na 90,58%. Manganski merilniki ohranjajo napake ≤1% tudi v zahtevnih pogojih, medtem ko tradicionalne naprave presežejo 90% s časom. Izboljšanje raziskav preoblikovalnikov odpornosti na enosmerno tok je ključno za potrebe na mestu.

6. Zaključek

Novi kombinirani jedro nizkonapetostni preoblikovalnik odpornosti na enosmerno tok natančno meri tok, ki izpolnjuje standarde, tudi pod enosmernimi obremenitvami. V nasprotju s tradicionalnimi dizajni ohranja znan postopek ovitja in livanja za lažjo promocijo. DC-AC standardni preoblikovalniki ponujajo močno operabilnost, rešujejo problem sledljivosti in povečujejo točnost določanja.