Kern tegnologieë en uitdagings van hoogspane elektromagnetiese transformateurs

Tradisionele kragtransformers het inherente probleme as gevolg van hul sensore. Dit is krities vir die monitering, beheer en beskerming van kragstasies (bv. foute opname, veiligheidsbeheer). Groot elektriese energie-oorsewing deur inligtingdragers en die gebrek aan digitale seinuitset van digitale stelsels maak sekondêre kommunikasie meer kompleks. Komplekse sekondêre bedraad kompenseer vir hoë betroubaarheid van mikrorekenaars, wat beskerming en sekondêre toestelle vereenvoudig. Hierdie innovasie sal sekondêre toerusting in stelsels integreer, substation-verdigiting/verrekenaarisering versnel en kragstelsel-automatisering/beskerming transformeer.

Elektroniese transformers hanteer optiese oordragisolering, maar hoëspanningslyne vir seinopname/oorsewing benodig stabiele, betroubare DC-krag – 'n sleuteltegniese uitdaging wat in fisika gewortel is. 'n Veranderlike elektromagnetiese veld om die gemeet hoëspanningsgeleider, verkrygbaar deur elektromagnetiese induksie, is ideaal (energie is "self-stimulerend", onttrek en gebruik vir die gemeete voorwerp, gebaseer op AC-elektromagnetiese stimulasie). Tog dwing tegniese hindernisse afhanklikheid van kostebare metodes (bv. lasers, mikrogolwe). Hierdie artikel verken kragvoorsiening self-regulering deur middel van vernouende elektroniese tegnologie, wat optiese kommunikasie en magnetiese materiaal behels.

1 Lugspool

In hierdie fase gebruik hoëspannings ETA lugspole as sensorelemente. Laagspannings halfgeleiderslasers, aangedryf deur optiese vesels op hoëspanningsmoduleerde lyne, konverteer spanningsseine. Gemeete elektriese inligting (ingang as digitale seine) dryf LEDs, met optiese vesels wat seine na die laagspanningskant as optiese pulse oorsee.

Gegelyk aan tradisionele transformerwindings, volg lugspole streng reëls: Sekondêre windings word ewe verdeel op nie-metale magnetiese raamwerke (uniforme doorsnyding); spole het dieselfde vorm; elke winding se horisontale vlak moet loodreg met die spoelomhulsel se raaklyn uitlyn (andersins neem meetfout toe). Semi-handmatige winding mis dikwels hierdie kriteria in praktyk, wat kragverbruik tydens massaproduksie verhoog. Tipies bereik lugspoelstrukturele akkuraatheid 'n piek van 0,1% (gemiddeld 2%).

Terwyl temperatuurrelateerde operasie eenvoudig is, dwing IEC-standaarde duidelike kwantitatiewe vereistes vir sekondêre uitset onder gerate stroom af – alle aanvanklike afwykings tel tot meetfout. Die oplossing van lugspool-transformer atomisering in produksie is krities. Transformers met weerstandsetikette benodig spesiale goedkeuring (vanaf die Elektriese en Mekaniese Diensdepartement) vir sekondêre uitset, wat industrialisering bemoeilik. Dus, nuwe lugspool-optiese sensorstrukture is nodig. Deur PCB-tegnologie het navorsers vernouende ontwerpe ontwikkel, wat meetakkuraatheid en stabiliteit verhoog.

2 Oorgangskenmerke

In hoëspanningsnetwerke lei groot stelselkapasiteit tot 'n konstante, relatief langer primêre siklus. Relaisbeskerming aktiveer tydens oorgange, met langdurige kortsluitstrome. Om beskermtoesteloperasie te verseker, moet transformers min of meer vervorm bly; die tweede uitsetsein vervang die eerste onderbrekingstroom, en oorgangsdefekte binne gestelde tyd moet nie grense oorskry nie. Die oorgangsprestasie van lugspool-gedrae elektroniese kragtransformers is 'n sleutelsterkte.

'n Integrator, met 'n beperkte tydkonstante, herstel gemeete elektriese seine. As sirkuite jood-periodiese komponente het, hang foutkenmerke meer af van lae-eind frekwensies. Laer frekwensies verbeter volg en verminder foute (bv. 'n stelsel se oop element wat in 0,5s verzwak, vereis dat die kragkonverter se lae frekwensie onder 2Hz bly vir beter demping siklus volg). Langsaam oorgangsbederf en uitsetseinvermindering vind plaas wanneer lugspool-stroomtransformers en integrators by nul primêre stroom afskop. Onverenigbaarheid met nul-posisie afskopstelsels veroorsaak meetfout. Dus, integratorontwerp en optimalisering is krities vir lugspool-transformerprestasie.

3 Hoëspanningskant Kragvoorsiening

Lugspool-kragtransformers gebruik "energie-neem kragvoorsieninge" om energie van die primêre geleider by hoëspanning te onttrek. Elektroniese sirkuite verskaf krag, maar baie lae primêre strome (bv. ≤5% gerate stroom) verhinder stroomkonverters om normale opwinding te handhaaf of energie te oorseun, wat 'n kragdoodzone skep. Ontwerp van vezeloptiese krag vir laagspannings halfgeleiderslasers se hoëspanningsmodulasiekroninge staan voor hoog kragverbruik (≈60mW).

Balansering van energiegebruik en prestasie is krities: met 30% foto-elektriese omskakelingseffeksiëntjie, benodig halfgeleiderslasers ten minste 180mW-uitset – wat hul leeftyd verkort en koste verhoog. Hibrïde energiedragers los dit op: KT verskaf krag vir hoë primêre strome; laser-gebaseerde voorsieninge verleng leeftyde vir lae strome. Afhanklikheid van lasers risiko transformervaling indien hulle stop, dus twee optiese modulator en slim beheerstrategieë (om modal switsoorgang te voorspel en kortsluitings te hanteer) is nodig, wat koste verhoog maar betroubare krag verseker.

4 Betroubaarheidontwerp

Elektroniese dempers presteer beter as tradisionele een, maar is afhanklik van komplekse tegnologie (bv. tegnologie-oordrag, hoëspanningskennis), wat uiteindelik hulle vervang. Redundansie verhoog betroubaarheid: beskermingskanale gebruik dubbel-redundante lugspoolspole en konverters. Sleutelinstrumente (bv. kragmodule konverters) benodig eenvoudige outomatisering. Beskermmaatreëls hanteer kortsluitingseffek op monsteringssiklusse en hoëprestasie lasers in ATM-beskermingskanale. Hoëprestasie lasers bied risiko's vir operateurs, maar sluit af met kragmodules om risiko's te vermy.