การวิจัยเกี่ยวกับหม้อแปลงกระแสตรงต้านทานแรงดันต่ำและวิธีการตรวจจับ

1. ภาพรวมของส่วนประกอบและปัญหา

TA (ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำ) และมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบสำคัญในการวัดพลังงานไฟฟ้าแรงดันต่ำ กระแสโหลดของมิเตอร์เหล่านี้ไม่น้อยกว่า 60A มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ามีความหลากหลายในประเภท รุ่น และประสิทธิภาพในการป้องกันกระแสตรง และเชื่อมต่อแบบอนุกรมในอุปกรณ์วัด เนื่องจากขาดความสามารถในการป้องกันกระแสตรง ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดภายใต้โหลดที่มีส่วนประกอบของกระแสตรง โดยส่วนใหญ่เกิดจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น ด้วยการใช้งานอุปกรณ์กระแสตรงหรือซิลิคอนคอนโทรลมากขึ้นโดยเฉพาะในรถไฟไฟฟ้าและอุตสาหกรรมพลาสติก ความเสี่ยงจากส่วนประกอบของกระแสตรงได้เพิ่มขึ้น การวิเคราะห์ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรงและอุปกรณ์ตรวจจับมีความสำคัญอย่างยิ่งในการแก้ไขปัญหานี้

2. สาเหตุของการไม่แม่นยำของ TA ที่เกิดจากส่วนประกอบของกระแสตรง

การเบี่ยงเบนกระแสตรงที่แพร่หลายในตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำมาจากการกระทบของส่วนประกอบของกระแสตรงบนด้านหลัก ทฤษฎีแล้ว ฮาร์โมนิกที่เกิดจากกระแสตรงทำให้การส่งผ่านการวัดถูกแทรกแซง และการเปลี่ยนแปลงของกระแสกระตุ้นของแกนเหล็กไม่สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่สอดคล้อง นำไปสู่ความไม่แม่นยำของ TA การทดสอบด้วยกระแสครึ่งวงจร (32% ของส่วนประกอบของกระแสตรงคือกระแสครึ่งวงจร) ทำให้ความซึมผ่านทางแม่เหล็กลดลงหลังจากขดลวดหลัก ทำให้ความผิดพลาดเพิ่มขึ้นอย่างมาก (มีการเลื่อนไปในทางลบ ใกล้เคียงกับภาวะอิ่มตัว) การเปลี่ยนตำแหน่งของขดลวดรองเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่น ผลทดสอบแสดงให้เห็นว่ากระแสครึ่งวงจรทำให้เกิดความผิดพลาดที่เพิ่มขึ้นอย่างเรขาคณิตในตัวแปลงกระแสแบบดั้งเดิม แม้แต่ส่วนประกอบของกระแสตรงเล็ก ๆ ก็สามารถส่งผลกระทบต่อตัวแปลงกระแสแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรง ทำให้เกิดความผิดพลาดที่เกินขอบเขตที่ยอมรับได้

3. งานวิจัยและพัฒนาตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรง

ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำแบบดั้งเดิมใช้แกนแม่เหล็กทรงแหวน (ส่วนใหญ่เป็นริบบิ้นอะมอร์ฟัส ซึ่งมีความซึมผ่านทางแม่เหล็กสูง ค่าสัมประสิทธิ์การอิ่มตัวต่ำ และไม่ได้รับผลกระทบจากส่วนประกอบของกระแสตรงบนด้านหลัก) แกนอะมอร์ฟัสที่มีฐานเหล็ก แม้มีความซึมผ่านทางแม่เหล็กน้อยกว่า แต่ถูกใช้แพร่หลายในตัวแปลงกระแสไฟฟ้าเนื่องจากมีการสูญเสียเหล็กต่ำ พวกมันมีความไวแม่เหล็กเริ่มต้นสูงและค่าความบังคับต่ำ พร้อมด้วยความสามารถในการป้องกันกระแสตรงที่ยอดเยี่ยม คลื่นไฟฟ้าจากขดลวดรองสามารถฟื้นฟูรูปคลื่นของกระแสหลักได้ โดยการรวมสมบัติแม่เหล็กที่เสริมกันของแกนอะมอร์ฟัสที่มีฐานเหล็กและวัสดุอัลตราไมโครคริสตาล เพื่อสร้างแกนคอมโพสิต สามารปรับปรุงความแม่นยำในการวัดของตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรงแบบดั้งเดิมได้

4. การวิจัยวิธีการตรวจสอบสมรรถนะการป้องกันกระแสตรงของ TA

ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรงที่มีอยู่โดยทั่วไปมีปัญหาขาดวิธีการตรวจสอบ มาตรฐานเดิมไม่ได้มาตรฐานและไม่สามารถตัดสินตามกฎและข้อกำหนดที่เป็นเอกภาพ ดังนั้น การทำงานให้ดีในวิธีการตรวจสอบสมรรถนะการป้องกันกระแสตรงและการปรับปรุงให้เหมาะสมจึงเป็นเรื่องที่เร่งด่วน

4.1 การเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้า

หลังจากใช้ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำ สมรรถนะภายในของมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าสลับจะเปลี่ยนแปลง รวมถึงสัดส่วนของฮาร์โมนิกคู่ก็จะเปลี่ยนแปลงเช่นกัน เพื่อประเมินอย่างชัดเจน จำเป็นต้องใช้สายทดสอบการเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าที่ผ่านการปรับปรุงครึ่งวงจร ควรปรับปรุงสายทดลองการเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าที่ผ่านการปรับปรุงครึ่งวงจรตามสถานการณ์จริงก่อนทดสอบ เพื่อให้สอดคล้องกับสมรรถนะการป้องกันกระแสตรงของตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำ ทำให้เพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับพลังงานไฟฟ้า

4.2 การสอบเทียบตนเอง 1/1

วงจรที่เลือกสำหรับการทดสอบนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลจาก JJ G1021-2007 "ข้อกำหนดสำหรับการตรวจสอบตัวแปลงกระแสไฟฟ้า" และรายละเอียดแสดงในรูปที่ 1.

เพื่อปรับปรุงการสอบเทียบตนเอง 1/1 การทดลองทำการหมุนขดลวดรองด้วยจำนวนรอบที่เท่ากับตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ทดสอบ ซึ่งหลีกเลี่ยงการนำเข้าข้อผิดพลาดจากตัวแปลงกระแสมาตรฐาน วงจรวัดกระแสครึ่งวงจรและชี้แจงข้อผิดพลาด โปรดทราบว่าตัวแปลงกระแสในวงจรใช้อัตราส่วน 10/1 เพื่อเพิ่มกระแสของเครื่องตรวจสอบ ดังนั้น ค่าทดสอบต้องคูณด้วย 10 เพื่อความแม่นยำ

การทดลองพิสูจน์ว่าวิธีนี้สามารถตรวจจับสมรรถนะการป้องกันกระแสตรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถทดสอบวงจรและทำการสอบเทียบตนเองได้โดยไม่ต้องมีข้อผิดพลาดในการวัด แต่จำเป็นต้องทำการหมุนใหม่ก่อนวัด กระแสและความมีประสิทธิภาพในการตรวจจับมีความสัมพันธ์ผกผัน เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น ความมีประสิทธิภาพลดลง แต่ความหนักหน่วงในการทำงานเพิ่มขึ้น ดังนั้น ความผิดพลาดผสมของกระแสครึ่งวงจรไม่สามารถสะท้อนสมรรถนะการป้องกันกระแสตรงของแต่ละตัวได้อย่างแม่นยำ

5. การทดสอบตรวจสอบ
5.1 วิธีการทดสอบ

การทดสอบจำลองการขโมยพลังงานไฟฟ้าด้วยกระแสครึ่งวงจรโดยผู้ใช้เตาไฟฟ้า ติดตั้งอุปกรณ์วัดพลังงานไฟฟ้าสามแบบที่แตกต่างกัน การเปรียบเทียบผลการดำเนินงานซ้ำ ๆ แสดงให้เห็นว่ามิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแบบแมงกานีน-ต้านทานมีความสามารถในการป้องกันกระแสตรงที่ดี ตอบสนองความต้องการความมั่นคงในสถานที่

5.2 ข้อมูลการทดสอบ

การเตรียมตัวอย่างเพียงพอ การวางแผนอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ และการตรวจสอบสถานที่ก่อนทดสอบเป็นสิ่งสำคัญ ในระหว่างการประเมิน 80 วัน พลังงานถูกเปรียบเทียบและคำนวณซ้ำ ๆ พร้อมบันทึกอย่างละเอียดผลลัพธ์: มิเตอร์ที่ใช้ตัวแปลงกระแสแบบธรรมดาแสดงความผิดพลาดสัมพัทธ์ 40.08% ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 90.58% หลังจาก 80 วัน มิเตอร์แมงกานีนสามารถรักษาความผิดพลาด ≤1% แม้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก ในขณะที่อุปกรณ์แบบดั้งเดิมเกิน 90% ตลอดเวลา การเพิ่มการวิจัยตัวแปลงกระแสที่ป้องกันกระแสตรงมีความสำคัญสำหรับความต้องการในสถานที่

6. สรุป

ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ป้องกันกระแสตรงแบบแกนคอมโพสิตใหม่สามารถวัดกระแสได้อย่างแม่นยำ ตรงตามมาตรฐานแม้ภายใต้โหลดกระแสตรง ต่างจากการออกแบบแบบดั้งเดิม ยังคงกระบวนการขดลวดและเทกรอกที่คุ้นเคย ทำให้สามารถส่งเสริมได้ง่าย ตัวแปลงกระแสที่ใช้มาตรฐานกระแสตรง-สลับมีความปฏิบัติงานที่แข็งแกร่ง แก้ปัญหาการติดตามและเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับ