Selezzjoni tal-Kirkit Primarju ta’ Verifikazzjoni u Misurazzjoni tal-Parametri għal IEE-Business UHV GIS Current Transformers

Flim GIS, il-muturi tal-kurrent li huma essenzjali għal l-abbuż tar-reġistrazzjoni tal-enerġija elektrika. L-aċċurazzjoni tagħhom tiddetermina l-settlements tal-trading tal-enerġija, kif konsegwenza verification ta' erġa fuq is-sit bħala JJG1021 - 2007 huwa meħtieġ. Fuq is-sit, użu sorsi tal-enerġija, regolaturi tal-voltàġġ, u boosters tal-kurrent. Minħabba l-inkapsulament fl-GIS, ikun test circuits permezz tal-grounding knives, bushings, u return conductors esposti; dawk circuits semplifikaw il-wiring u zgħadrar l-aċċurazzjoni.

Sfidi kif il-kurrent tal-test kbir, circuits twil, u impedanza għoli, imma reactive compensation (bil-fittxar f’inductive reactance akbar fil-primary circuits tal-GIS) qiegħed jidher lil minnu rikjesti għan-necessita tas-sistemi. Il-meżura aċċurata tal-parametri tal-circuit primarji huwa essenzjali għad-dħul. Il-metodi eżistenti ma jissoddisfawx il-primary circuits tal-GIS, skont dan l-artiklu: jissoċjaw strutturi/caratteristiċi tal-current transformer primary circuits tal-UHV GIS biex jagħżel verification circuits; jilġu metodi intelligenti biex j żdied il-intelligenza/automatizzazzjoni tal-meżura tal-parametri.

1 Agħżel tal-Circuit Primarju għal Current Transformers tal-UHV GIS
1.1 Struttura & Karatteristiċi

Il-GIS jintegraw l-equipment primarju tal-substation (ekskludenti l-transformatori) fi otto komponenti (pereżempju, CB, DS). Inkapsulati fl-involucri metalici, il-GIS joffru: miniaturizzazzjoni (tramit SF₆), spazju infeqli); affidabilità għoli (l-partijiet live miftuħin resistenti għall-ambjent/terremoti); sigurtà (ebda riskju ta' shock elektriku/incendju); prestazzjonijiet superiors (scudi EM/static, ebda interferenza); instalazzjoni ħafifa (l-assamblaggio tal-fabrica qiegħed jniqsu l-ħin fuq is-sit); manutenzjoni ġenerali u longa (struttura ġoja, estinzjoni tal-arċ avvanzati).

1.2 Agħżel tal-Circuit

Il-circuit breakers huma fil-mezzu tal-pipelines tal-GIS, b’muturi tal-kurrent fuq it-tnejn is-siti. Id-disconnectors huma barra, bl-aggiunta ta' grounding switches għal protezzjoni. Il-pipelines użu (SF₆), u l-transformatori għandhom epoxy resin semi-casting. Minħabba l-inkapsulament, użu grounding switches/bushings + return conductors esposti. Jkollna erbgħa opzzjonijiet: grounding switches fil-lanġas tal-breaker, involucri tal-pipeline tal-GIS, conductors ta’ kurrent kbir, jew busbars tal-GIS adiacenti bħal return. Wara soluzzjoni ta’ reactive compensation, busbars tal-GIS adiacenti (siguri, semplici, operabili) huma agħżlut għad-dħul fuq is-sit.

2 Riċerka dwar is-Sistemi ta’ Meżura Intelligenti tal-Circuits Primarji tal-GIS
2.1 Analisi tal-Metodu ta’ Meżura tal-Parametri

Il-circuits primarji tal-GIS għandhom resistance ekwivalenti R u indutive reactance (Z_L). Il-metodi tradizzjonali (meżura R, applika AC, kalkula complex impedance Z u (Z_L) irridu dispożitivi ħafna, operazzjonijiet komplessi, u kalkuli ħafna. Dan l-artiklu jilġu sistemi intelligenti. Taski essenzjali: design tal-sistema (matching tal-komponenti, pianifikazzjoni tal-proċess); determina l-kollezzjoni tal-segnali (points, methods, circuits for voltage/current); trova kalkulu tad-differenza tal-faża tal-voltàġġ-kurrent; agħżel metodi tal-parametri tal-line (minn ampiezza/differenza tal-faża, għandhom resistance ekwivalenti/reactance induttiva); issara fuq harmonics/interference għal aċċurazzjoni.

2.2 Design Overarch tal-Sistema ta’ Meżura Intelligenti

Is-sistema ta’ meżura intelligenti se centraw madwar sistema tal-kompjuter bsieġgħa microcontroller, mhuxxa bbutonijiet, display, printer, u peripherals oħra. Is-segnali tal-voltàġġ u kurrent jiġu kapta mill-sistema ta’ kolezzjoni tal-segnali, meta jpassaw permezz ta’ filter, switch multiplexer, automatic signal gain amplifier, u analog-to-digital (A/D) converter qabel ma jarrabu l-microcontroller għal processament tal-segnali. Il-prinċipju hardware hija tillustrata fl-Figura 1.

Komponents tas-Sistema

• Sistema ta’ Kolezzjoni tal-Segnali: Kapta is-segnali tal-voltàġġ u kurrent mill-circuit.

• Filter: Elimina is-segnali tal-interferenza.

• Switch Multiplexer: Ipermetti lill-segnali tal-voltàġġ u kurrent li jagħmlu użu minn wieħed A/D converter, bil-għas ta’ riduzzjoni tal-kostijiet tal-hardware.

• Automatic Signal Gain Amplifier: Adjusts amplification automatically based on signal strength to ensure stable output.

• A/D Converter: Transforms analog signals into digital format for microcontroller processing.

• Display: Utilizes a direct-read digital screen for easy data viewing.

• Buttons: Simplifies system operation with user-friendly controls.

• Printer: Outputs measurement results on demand.

Proċess Operattiv

Is-segnali mal-akkwistati jiġu proċessa u trasmettu lill-microcontroller, li jirriġi programmi preinstallati ta’ processament tal-segnali. Is-sistema tanalizza l-data permezz ta’ software speċifiċ, tkalkula l-risultati, u tispibuha fuq is-skrin.

2.3 Design tal-Circuit ta’ Kolezzjoni tal-Segnali

F’dan il-każ li l-meżura tal-parametri primarji ma tiridx kurrent kbir, is-sistema tużu sors ta’ enerġija regolat b’output ta’ 200A. Wara li jpassa permezz ta’ current booster, il-kurrent induttiv fuq is-siti tal-line side huwa signifikantement infeqlu mill-rated current tal-GIS, bil-għas ta’ minna rikjesti għan-necessita ta’ apparati kbir. Din is-settup keep il-kurrent fil-range operattiv sigur tal-enkapsulament tal-GIS u grounding switches.

Aġġornamenti tal-Circuit

Il-circuit ta’ kolezzjoni tal-segnali tista’ tadopta l-un minn tleta circuits ta’ test diskuti hawn qabel (esklussivi l-circuit bsieġgħa grounding-switch, li ma jikkoprexxax l-GIS line affissi). Użu multiformi metodi simultaneament jista’ jżdied l-aċċurazzjoni tal-meżura. Waqt it-test, jiġu installati transformers tal-voltàġġ u kurrent biex ikonverttu l-valuri alti primarji għal segnali sekondarji manageabili għas-sistema ta’ kolezzjoni.

Design tal-Circuit għal Return Conductor tal-Busbar Adiacenti tal-GIS

Meta tużu busbar ta’ kurrent kbir adiacenti tal-GIS bħal return conductor:

• Ikollokka transformer tal-voltàġġ parallel fuq is-siti tal-line side tal-current booster.

• Installa transformer tal-kurrent serial bejn is-siti tal-line side tal-current booster u inlet bushing tal-GIS.

• Feed il-segnali sekondarji tal-voltàġġ u kurrent fis-sistema ta’ kolezzjoni.

Id-design tal-circuit ta’ kolezzjoni tal-segnali huwa tmostrat fl-Figura 2. Il-data tal-voltàġġ u kurrent magħżula tiġi timplika valuri totali tal-circuit.

2.4 Agħżel tal-Metodu ta’ Kalkulu għal Differenza tal-Faża tal-Voltàġġ u Kurrent

Dan is-sistema ta’ meżura tuża l-metodu ta’ zero-crossing phase angle biex jmeżura l-differenza tal-faża bejn il-voltàġġ u kurrent. Il-metodu ta’ zero-crossing phase angle huwa biex is-sigwal fundamentali tal-voltàġġ u kurrent jiġu modifikati f’square waves, jiġu ottieni l-pulses ta’ zero crossing permezz ta’ circuit differential, jiġu misurati l-differenzi tal-ħin bejn is-shtajn pulses, u meta tkalkulata l-differenza tal-faża bejn il-voltàġġ u kurrent.

Assumi li l-ħin tal-rising edge tal-square wave tal-voltàġġ huwa τ₁ u l-ħin tal-rising edge tal-square wave tal-kurrent huwa τ₂. Allura, il-formola ta’ kalkulu għal l-differenza tal-faża φ bejn is-shtajn sigwali huwa kif segue:

Minnhom: T huwa il-period tal-voltàġġ u kurrent. Skont li tfreqwenza tal-voltàġġ u kurrent huwa 50 Hz, il-period tagħha huwa 0.02 s. Il-formola ta’ kalkulu għal l-differenza tal-faża tal-voltàġġ u kurrent tista’ tissimplifikaw sikwit:

2.5 Metodu ta’ Kalkulu għal Parametri tal-Line

Dawn il-processi ta’ kalkulu kienu programmajt fit-memory tal-microcontroller. Software specializzati ta’ processament tal-segnali huwa użu biex jaħdem awtomatikament id-data, u l-risultati jintużaw fuq is-skrin tad-dispożitiv. Għal l-konvenjenza tal-analisi, il-voltàġġ u kurrent menzionati hawn taħt jiġu considerati b'default konvertiti għal voltàġġ u kurrent primarji.

Assumi li l-amplitud tal-voltàġġ totali tal-line magħżul mil-sistema ta’ kolezzjoni tal-segnali huwa U, u l-amplitud tal-kurrent tal-line huwa I. Allura, ir-resistanza totali tal-line R₁ u l-induttanza L₁ jiġu obtieni minn dawn if-formoli

Jekk ir-resistività tal-conductor tal-konezzjoni bejn il-busbars tal-outgoing line bushing tal-GIS jiġi misurat bħal ρ, l-area sezjonali effettiva hi s, u l-lunghezza tal-conductor jiġi misurat bħal l, allura l-formola ta’ kalkulu għal l-impedanza ta’ din il-conductor ta’ konezzjoni hi kif segue

Neglecting other connecting conductors, the equivalent resistance R and equivalent inductance L of the primary circuit of the GIS pipeline can be obtained from the following formulas.

Kontroll tal-Erġa & Ottimizzazzjoni

Kull metodu ta’ meżura għandu jiġi ripetut 3 darbiet f’different intervals biex iżdied l-erġa. Jekk possibli, użu kollox 3 metodi contemporanament u ikkonfrontaw l-erġa:

• Risultati konsistenti: Averaġġa l-valuri.

• Valur fuqer: Verifika x’jinsab hemm connections wiesa jew erġa ta’ wiring; idiscard il-valur fuqer jekk iproblemi persistu.

• Risultati inkonsistenti: Rikontrolla għal interferenza. Modifika l-circuit jekk necessarju; rivvedi l-parametri teorici jekk tkunu perservanti.

Biex tmitiga l-interferenza u l-harmonics:

• Installa filters ta’ hardware fis-sistema ta’ kolezzjoni tal-segnali.

• Applika software FFT biex tixtriġ il-komponenti fundamentali għal kalkulu.

3. Konkluzzjoni

Il-GIS UHV jintegra l-equipment primarju fl-involucri metalici miftuħin, offrendo immunità għal fatturi ambientali, affidabilità għoli, u footprint minimu. Għal verifikazzjoni tal-muturi tal-kurrent, l-użu tal-busbars adiacenti tal-GIS bħal return conductors semplifikaw l-wiring u assicuraraw is-sigurtà, li jagħmeluhom ideali għal circuits primarji ta’ deteccjoni.

Dan l-studju jintrodduċi sistema ta’ meżura intelligenti għal circuits primarji tal-GIS, jippermetti l-meżura preċisa tal-resistance ekwivalenti u l-induttanza. L-interfaccja tal-utent tal-sistema, l-aċċurazzjoni għoli, u l-kapaċità robusta ta’ anti-interferenza jafforzaw l-automatizzazzjoni fid-verifikazzjoni tal-GIS. Tiftix addizzjonali fuq is-sit huwa rekommandat għad-dħul u raffinement.