Wat zijn de toepassingen van GIS-voltagesversterkers in digitale elektriciteitscentrales?

Hallo iedereen, ik ben Echo en ik werk al 12 jaar met spanningstransformatoren (VTs).

Van het leren van het bedraden en fouttesten onder de waakzame ogen van mijn mentor, tot nu deelnemen aan allerlei slimme substationprojecten — ik heb de energie-industrie zien evolueren van traditionele systemen naar volledig digitale. Vooral in de laatste jaren nemen steeds meer 220 kV GIS-systemen elektronische spanningstransformatoren (EVTs) over, langzaam de ouderwetse elektromagnetische types vervangend.

Enkele dagen geleden vroeg een vriend mij:

“Echo, ze zeggen steeds dat digitale substations de toekomst zijn — wat is dan eigenlijk de rol van elektronische spanningstransformatoren? Zijn ze betrouwbaar?”

Geweldige vraag! Dus vandaag wil ik praten over:

Welke voordelen brengen elektronische spanningstransformatoren mee voor 220 kV GIS en digitale substations — en waaraan moeten we letten bij praktische toepassingen?

Geen ingewikkelde termen — gewoon eenvoudige taal gebaseerd op mijn 12 jaar praktijkervaring. Laten we beginnen!

1. Wat is een elektronische spanningstrafo?

Kort gezegd is een Elektronische Spanningstransformator (EVT) een nieuw type apparaat dat gebruik maakt van elektronische technologie om hoge spanningssignalen te meten.

In tegenstelling tot traditionele elektromagnetische VTs, die afhankelijk zijn van kernen en windingen om spanning te meten, gebruiken EVTs resistieve of capacitive spanningsdelers, of zelfs optische principes, om spanningssignalen te vangen. Vervolgens worden deze analoge signalen door ingebouwde elektronica omgezet in een digitaal uitvoersignaal.

2. Waarom hebben digitale substations dit nodig?
2.1 Het spreekt “digitaal” van nature — perfect voor slimme systemen

Traditionele VTs produceren analoge signalen, die nog moeten worden omgezet naar digitaal voordat ze kunnen worden gebruikt door beschermingsrelais of monitoring systemen. Maar EVTs produceren direct digitaal data, waardoor de tussenstap wordt overgeslagen. Dit verbetert zowel de nauwkeurigheid van de gegevens als de transmissiesnelheid.

Denk eraan als het verschil tussen een vaste telefoonlijn en een video-app — duidelijker, sneller en gemakkelijker te beheren.

2.2 Geen verzadiging, geen angst voor harmonischen

Traditionele VTs kunnen gemakkelijk magnetisch verzadigen tijdens storingen of in omstandigheden met veel harmonischen, wat leidt tot meetfouten of zelfs valse trips. Maar omdat EVTs geen ijzeren kern hebben, lijden ze helemaal niet aan verzadiging — waardoor ze ideaal zijn voor complexe omgevingen met frequente harmonischen of storingstromen.

2.3 Compact ontwerp — perfect passend voor GIS

GIS-systemen draaien allemaal om ruimtebesparing. Omdat EVTs geen dikke kernen en windingen hebben, zijn ze veel kleiner en lichter dan traditionele VTs. Dat maakt ze een geweldige match voor strakke GIS-installaties.

3. Praktische toepassing in 220 kV GIS-systemen

In de afgelopen jaren heeft ons bedrijf meegewerkt aan verschillende 220 kV digitale substationprojecten, en bijna allemaal gebruikten elektronische spanningstransformatoren. Samen met merging units (MUs) en intelligente terminals was de systeemprestatie vrij solide.

Hier is één voorbeeld: We hebben ooit gewerkt aan een stedelijke substation waar ruimte extreem beperkt was, maar er werd hoge precisie metering en snelle beschermingsreactie vereist. We kozen een capacitive EVT met een glasvezelinterface. Niet alleen bespaarde het ruimte, maar het bereikte ook milliseconden-precisie in gegevensreactie, en de beschermingsacties waren super responsief.

4. Zaken om rekening mee te houden bij praktische toepassingen

Ook al hebben EVTs veel voordelen, er zijn nog steeds enkele punten om in gedachten te houden bij de werkelijke toepassing:

4.1 Gevoelig voor voeding en temperatuur

Omdat EVTs elektronische componenten bevatten, zijn ze gevoelig voor temperatuurveranderingen en voedingstabiliteit. In gebieden met extreme temperatuurschommelingen of hoge luchtvochtigheid, is het beter modellen te kiezen met verwarming en ontwateringsfuncties.

4.2 Betrouwbaarheid van de Merging Unit (MU) is belangrijk

EVTs werken meestal samen met merging units. Als de MU faalt, gaat het hele systeem kapot. Daarom gebruiken we in de meeste van onze projecten dubbele redundante MUs om de systeembreedte te waarborgen.

4.3 Kalibratie vereist speciale tools

Traditionele foute-testers werken mogelijk niet goed met EVTs omdat ze digitaal signaal uitvoeren. Je hebt gespecialiseerde digitale kalibratiemiddelen nodig, zoals digitale standaardbronnen of netwerkanalyzers.

5. Concluderende gedachten

Als iemand die al meer dan tien jaar in dit vak zit, hier is mijn mening:

“Elektronische spanningstransformatoren zijn geen futuristische technologie — ze zijn er al, en ze worden elke dag rijper.”

Vooral in de context van digitale substations en slimme netwerken zijn hun voordelen duidelijk. Zolang je het juiste model kiest, het correct installeert en regelmatig onderhoudt, kunnen EVTs zeker de meet- en beschermingsopdrachten in 220 kV GIS-systemen aan.

Als je werkt aan digitale substationprojecten of gewoon nieuwsgierig bent naar elektronische spanningstransformatoren, aarzel dan niet om contact op te nemen. Ik zou graag meer praktijkervaring en praktische tips delen.

Hiermee hoop ik dat elke elektronische spanningstransformator soepel en veilig loopt, helpend bij de bouw van slimmere, efficiëntere substations!

— Echo