Kalibrasietegnologie Uitdagings en Tegniese Maatreëls vir DC Elektroniese Stroomtransformateurs

In moderne kragstelsels speel DC-elektroniese stroomtransformateurs 'n kritieke rol. Hulle word nie net vir hoëakkurate stroommeting gebruik nie, maar dien ook as sleutelinstrumente vir roosteroptimalisering, foutopsporing en energiebestuur. Met die vinnige ontwikkeling van hoëspanning direkte stroom (HVDC) oordragtegnologie en sy wye uitrol op wêreldwye skaal, het die prestasievereistes vir DC-stroomtransformateurs steeds strenger geword, veral in terme van metingakkuraatheid en stelselverenigbaarheid. Daarom het die kalibrasietegnologie van DC-elektroniese stroomtransformateurs die sleutel tot die veilige, stabiele en doeltreffende bedryf van kragstelsels geword.

1 Analise van Kalibrasietegnologie vir DC-Elektroniese Stroomtransformateurs
1.1 Basiese Beginsels van Kalibrasie

Die kalibrasie van DC-elektroniese stroomtransformateurs is gebaseer op die beginsel van die magneetmodulasie DC-stroomvergelyker en optiese vezel digitale sinchronisasietegnologie. Onder ander maak die magneetmodulasie DC-stroomvergelyker gebruik van magneetmodulasietegnologie om die grootte van DC-stroom te meet. Hierdie tegnologie berus op die invloed van die magneetveld wat deur die stroom op die magneeteienskappe van die ijserkern gegenereer word. In praktyk, wanneer die stroom deur die hoofgeleier vloei, magnetiseer dit die omringende ijserkern. Die gemagnetiseerde ijserkern beïnvloed die stroom in 'n sekondêre spoel deur sy veranderinge, en hierdie invloed kan as grondslag vir die meting van die grootte van die stroom in die hoofgeleier gebruik word.

1.2 Samestelling van die Kalibrasisisteem

Die kalibrasisisteem vir DC-elektroniese stroomtransformateurs bestaan hoofsaaklik uit 'n DC-stroombron, die verbinding en sinchroniseringskonfigurasie van die standaardtoestel en die toetsapparaat, en 'n hoëakkurate data-verwerkingseenheid. Die ontwerp en funksie van elke deel speel 'n beslissende rol in die akkuraatheid en betroubaarheid van die kalibrasieproses.

• Die DC-stroombron is verantwoordelik vir die voorsiening van 'n stabiele en aanpasbare stroom vir kalibrasie. Sy ontwerp moet die vereistes van hoë stabiliteit en lae rippluiaanpassing bevredig om die prestasie van die stroomtransformator onder verskillende stroomtoestande te simuleer. Om hierdie doelwit te bereik, gebruik die stroombron gewoonlik presisie-krag-elektroniese komponente en 'n geslote-lus terugspeelbeheersisteem om die uitset in werklike tyd aan te pas en stroomstabiliteit te handhaaf. Selfs wanneer die belasting verander of die kragvoorsiening fluktuëer, kan dit die akkuraatheid van die uitsetstroom verseker.

• Wanneer die DC-stroombron die basisstroom verskaf, is die korrekte verbinding en sinchronisering van die standaardtoestel en die toetsapparaat kruispunte om die akkuraatheid van die kalibrasieresultate te verseker. Die standaardtoestel is gewoonlik 'n hoëakkurate instrument wat deur die staat geregistreer is, wat 'n stroomwaarde met bekende akkuraatheid as verwysing verskaf; die toetsapparaat is die stroomtransformator wat getoets word. Tydens die kalibrasieproses moet die standaardtoestel en die toetsapparaat in streng sinchronisering gebedryf word om te verseker dat alle metingdata onder dieselfde bedryfsomstandighede verkry word.

1.3 Kalibrasiemetodes

In die kalibrasieproses van DC-elektroniese stroomtransformateurs speel die keuse van kalibrasiemetodes 'n beslissende rol in die akkuraatheid en betroubaarheid van die metingresultate. Terplekke kalibrasie en laboratoriumkalibrasie het elk unieke voordele en nadele. Die hoëakkurate digitale direkte metodiek bied 'n doeltreffende kalibrasiemiddel. Die kalibrasiemetodes vir analoog- en digitale uitsette is spesifiek aangepas vir stroomtransformators van verskillende uitsettipes om aan verskeie toepassingscenario's aan te pas.

(1) Vergelyking tussen Terplekke Kalibrasie en Laboratoriumkalibrasie

Daar is beduidende verskille tussen die twee in terme van metodes en omgewings:

• Terplekke Kalibrasie: Dit word regstreeks by die installasieplek van die stroomtransformator uitgevoer en kan die invloed van omgewingsfaktore soos temperatuur, vochtigheid en elektromagnetiese interferensie weerspieël. Dit is geskik vir groot toerusting waarvan die installasieplek moeilik verskuif kan word of waarvan die prestasie verifieer moet word. Indien egter 'n groot aantal ongunstige faktore ter plekke voorkom en die omgewingsveranderlikes nie effektief beheer kan word nie, is die kalibrasieakkuraatheid waarskynlik beïnvloed.

• Laboratoriumkalibrasie: Die omgewing kan effektief beheer word, en die toetsomstandighede kan presies gereguleer word, wat die herhaalbaarheid en akkuraatheid van kalibrasie verbeter. Die laboratoriumomgewing kan egter nie volledig die werksituasie ter plekke simuleer nie, en dit is moeilik om die impak van die terplekke omgewing op die toerustingsprestasie alomtrent te analiseer.

(2) Hoëakkurate Digitale Direkte Metodiek

Met behulp van hoëakkurate digitale metingstoerusting word die uitset van die stroomtransformator direk gelees en vergelyk met die bekende standaardwaarde, sodat die kalibrasieresultaat vinnig en doeltreffend verkry kan word, en foute in tussengeleë skakels verminder word.

(3) Kalibrasiemetodes vir Analoog- en Digitale Uitsette

Die voordeel van hierdie metode lê daarin dat die uitsetkenmerke van verskillende tipes stroomtransformators volledig oorweeg word:

• Analoog Uitsetmetode: 'n Hoëakkurate stroommeetinstrument word gebruik om die uitsetwaarde te lees, en dan word dit met die standaardwaarde vergelyk vir kalibrasie om die akkuraatheid van analoogseintekenoversetting en -meting te verseker.

• Digitale Uitsetmetode: In die kalibrasieproses word analise sagteware en sinchroniseringstegnologie gekombineer vir dataoorsending en -verwerking om te verseker dat die kalibrasieakkuraatheid aan die vereistes voldoen, wat geskik is vir die kalibrasiebehoeftes van stroomtransformators met digitale uitset.

2 Uitdagings en Tegnieke in die Toepassing van DC-Elektroniese Stroomtransformator Kalibrasietegnologie
2.1 Terplekke Anti-interferensie

Wanneer DC-elektroniese stroomtransformator kalibrasie ter plekke toegepas word, ontstaan ernstige elektromagnetiese interferensie. Dit ontstaan uit die hoëspanningsroosters elektromagnetiese omgewing, insluitend straling van kabels/toerusting en stelsel-generasie lawaai. So 'n interferensie beïnvloed die metingakkuraatheid, veroorsaak afwykings in kalibrasiedata in HVDC-stelsels, en kan selfs komponente beskadig. Dit bring beide onmiddellike foute en langtermyn stabiliteit/betroubaarheidskwessies.

Om hierdie probleem te hanteer, is die optimalisering van die magneetverskermstruktuur die sleutel. Die beginsel is om hoë-permeabiliteit materiaal te gebruik om 'n verscherminglaag rond sensitiewe dele te bou, wat buitemagneetvelde blokkeer. Wanneer dit ontwerp word, evalueer die werklike omgewing (interferensietipe, intensiteit, frekwensie), omdat dit die effektiwiteit van die verscherming beïnvloed. 'n Lagenstruktuur met multi-laag, verskillende permeabiliteit materiaal werk beter. Byvoorbeeld, die buitelaaag gebruik hoë-permeabiliteit materiaal om die meeste magneetvelde te absorbeer, en die binnelaaag gebruik hoë-weerstand materiaal om residuele velde te blokkeer. Geoptimaliseerde magneetverskermontwerpdata is in Tabel 1.

2.2 Digitale Sinchronisasieakkuraatheid

In DC-elektroniese stroomtransformator kalibrasie is sinchronisasieakkuraatheid krities. Kalibrasie vereis dikwels die sinchronisering van verskeie toestelle/databronne in verspreide posisies. Dataakkuraatheid/betroubaarheid hang af van tydsinchronisering; klein afwykings veroorsaak onakkuraatheid, wat die doeltreffendheid/veiligheid van kragstelsels beïnvloed. Die keuse en optimalisering van sinchronisasiestegnologie en die vergelyking van optiese vezel en GPS-sinchronisering is belangrik.

By die keuse en optimalisering is die uitdaging om komplekse kragomgewings en wydverspreide geografiese verspreidings te beheer vir akkurate sinchronisering. In sterk-interferensie omgewings misluk tradisionele metodes. Oplossings sluit in die invoer van IEEE1588 Precision Time Protocol en die gebruik van presiese tydstempeling en moderne kommunikasie vir sinchronisering.

Optiese vezelsinchronisering, met hoë spoed en anti-interferensie, is geskik vir hoëakkuraatheid scenario's (bv. datacenters). Dit word nie deur elektromagnetiese interferensie beïnvloed nie, wat sinyalpuurheid verseker, maar het hoë inrigkoste. GPS-sinchronisering is koste-effektief, dek wyd areas, en is geskik vir verspreide netwerke. Dit gebruik satellietsignale vir tydstempels, maar is minder stabiel onder sterk interferensie. Sinchronisasieakkuraatheidvergelyking onder verskillende interferensie is in Figuur 1.

Om hierdie uitdagings te hanteer, kies geskikte sinchronisasiestegnologie gebaseer op toepassingsomgewing en kalibrasiebehoeftes. Gee voorrang aan glasvezelsinchronisering vir lae-EMI, hoëakkuraatheid scenario's. Vir geografies verspreide kragnetwerke, oorweeg GPS-sinchronisering en optimiseer ontvangerposisies om signaalinterferensie te verminder. Deur beide te kombineren, word redundansie bygevoeg, wat sinchronisatieakkuraatheid en stelselbetroubaarheid verhoog.

3 Gevolgtrekking

In die slot, deur dieptegang navorsing te doen op die kalibrasietegnologie van DC-elektroniese stroomtransformateurs en hul toepassings, is dit nie net van groot belang vir die verbetering van die prestasie en betroubaarheid van stroomtransformateurs nie, maar ook 'n sleutelfaktor in die drijwing van tegnologiese innovasie en duurbaar ontwikkeling van kragstelsels. In die toekoms, terwyl die kalibrasietegnologie voortgesit word om te optimaliseer, moet ook aandag gegee word aan die prestasie van hierdie tegnologieë in praktiese toepassings om te verseker dat hulle die hoëstandaardvereistes van moderne kragnetwerke kan bevredig.