Elektronik yüksek gerilim trafolarının kilit teknolojileri və çətinlikləri

Gədənəvi enerji transformatorları, sensorlarına görə məhdudluqlarla üzləşir. Onlar elektrik stansiyalarının monitorinqi, idarə edilməsi və himayası (məsələn, xəta qeydiyyatı, təhlükəsizlik idarəedilməsi) üçün nisbətən vacibdir. Ancaq, məlumat daşıyıcıları vasitəsilə böyük elektrik enerjisinin uzun məsafələrdən köçürülüşü və rəqəmsal sistemlərin rəqəmsal sinyal çıxışının olmaması, ikinci kommunikasiyanı mürəkkəbləşdirir. Mürəkkəl ikinci şəbəkələr, mikrokompyuterlərin yüksək etibarlılığını kompensasiya edir və himayayı və ikinci cihazları optimallaşdırır. Bu innovasiya, ikinci ehtiyatları sistemlərə inteqrasiya edəcək, substationların rəqəmsallaşmasını və avtomatlaşmasını tezələyəcək və enerji sisteminin avtomatlaşmasını/himayasını dəyişdirəcəkdir.

Elektron transformatorlar, optik ötürmə izolyasiasını həll edir, lakin sinyal qeydiyyatı/ötürməsi üçün yüksək voltajlı xətlər istikrarlı və etibarlı DC enerjiyə ehtiyac duyar - bu, fizikanın asılı bir texniki çətinlikdir. Ölçülməli olan yüksək voltajlı kənar yaranan dəyişən elektromaqnit sahəsi, elektromaqnit induksiyadan alınmaqdadır (enerji "öz-istimaya" əsaslanır, ölçülən obyektin AC elektromaqnit stimulyasinya əsasında çıxarılır və istifadə olunur). Amma, texniki çətinliklər, maliyyəni çox yerinə yetirən metodlara (məsələn, lazerlər, mikrodalğalar) güvəncə mecbur edir. Bu məqalə, son texnologiyalı elektron texnologiyanın vasitəsi ilə enerji təmininin öz-üzə-bəraar edilməsini araşdırır, optik kommunikasiya və maqnit materialları daxil olmaqla.

1 Hava-nüvəli bobin

Bu mərhələdə, yüksək voltajlı ETA, hava-nüvəli bobinləri sensor elementləri kimi istifadə edir. Düşük voltajlı yarı-məhsullu lazerlər, yüksək voltajlı modulyasiya xətlərində optik liflərlə enerji təmin edir və voltaj sinyallarını çevirir. Ölçülmüş elektrik məlumatları (rəqəmsal sinyal kimi daxil olunan) LED-ləri sürət verir və optik liflər sinyalları optik impuls kimi düşük voltaj tərəfində ötürür.

Gədənəvi transformator bükümlərinə müqayisədə, hava-nüvəli bobinlər, sərt qaydalara riayət edir: İkinci büküm, metaldan olmayan maqnit iskeletlərdə (bərabər kesiti) düzgün şəkildə paylanır; bobinlər eyni formaya malikdir; hər bir bükümün orizontal sathı, bobin qabığın tangensinə perpendikulyar olmalıdır (aksi halda, ölçmə səhvləri artar). Yarı-avtomatik büküm, praktikada bu kriteriyaları qorumaqda çox zaman axırda, massiv istehsal zamanı enerji sarflamasını artırır. Adi, hava-nüvəli bobin strukturlarının dəqiqliyi 0.1% (ortalaması 2%) səviyyəsinə çatır.

İstemal temperaturuna bağlı operasiya sadədir, amma IEC standartları, nominal akım altında ikinci çıxış üçün açıq kimi kvantitatif tələblər qoymur - bütün ilk sapmalar ölçmə səhvlərinə girməlidir. İstehsal zamanı hava-nüvəli transformatorların atomlaşması problemini həll etmək çox vacibdir. Direnç etiketi olan transformatorlar, ikinci çıxış üçün xüsusi icazəye (Elektrik və Mekanik Xidmətlər Şöbəsindən) ehtiyac duyar, bu da endüstrileşməyə mane olur. Bu səbəbdən, yeni hava-nüvəli bobin optik sensor strukturları lazımdır. PCB texnologiyası vasitəsilə, araşdırmacılar innovativ dizaynlar yaratmış və ölçmə dəqiqliyini və stabiilliyini artırmışlardır.

2 Geçici xüsusiyyətlər

Yüksək voltajlı şəbəkələrdə, böyük sistem kapasitesi, uzun və nisbətən uzun ilk dövrəyə səbəb olur. Rely himayası, keçid mərhələlərində aktiv olur, uzun müddətli qısaldılmış akım var. Himaya cihazlarının işləməsini təmin etmək üçün, transformatorlar nisbətən deformed olmalı; ikinci çıxış sinyali, ilk kesinti akımını əvəz edir və belirlənmiş vaxt daxilindəki geçici defektler limitləri aşmamalıdır. Hava-nüvəli bobinlərə əsaslanan elektron enerji transformatorlarının geçici performansı, əsas güclü tərəfidir.

Məhdud vaxt sabiti olan integrator, ölçülən elektrik sinyallarını bərpa edir. Əgər elektrik şəbəkələr iod-periyodik komponentlərə malikdirsə, səhv xüsusiyyətlər daha az frekvanslardan asılı olur. Daha aşağı frekvanslar, izləməni yaxşılaşdırır və səhvləri azaldır (məsələn, bir sistemin 0.5 saniyədə açılan elementinin zayıflaması, enerji çeviricisinin aşağı frekvansının 2Hz-dan aşağı olmasına ehtiyac duyulur, daha yaxşı sönüm dövrünü izləmək üçün). Hava-nüvəli akım transformatorları və integratorlar, sıfır ilk akımı zamanı söndürüldüyü kimi, yavaş geçici sönmə və çıxış sinyalinin zayıflaması baş verir. Sıfır pozisiya söndürmə sistemləri ilə uyğunsuzluq, ölçmə səhvlərinə səbəb olur. Bu səbəbdən, hava-nüvəli transformatorların performansı üçün integrator dizaynı və optimallaşdırılması çox vacibdir.

3 Yüksək voltaj tərəfindən enerji təminatı

Hava-nüvəli enerji transformatorları, "enerji alıcısı" enerji təminatlarından, yüksək voltajda ilk kənarından enerji alır. Elektron devreleri enerji təmin edir, amma əhəmiyyətli olaraq aşağı ilk akımlar (məsələn, nominal akımdan ≤5%) akım çeviricilərinin normal stimulyasiyasını saxlamaq və ya enerji ötürmək imkanı vermir, bu da enerji ölü zonanın yaradılmasına səbəb olur. Düşük tərəfdəki yarı-məhsullu lazerlər üçün optik liflər vasitəsilə enerji təminatının dizaynı, yüksək enerji sarfiyyatına (≈60mW) səbəb olur.

Enerjinin istifadəsi və performansı arasında balans qurmaq çox vacibdir: 30%-lik fotoelektrik çevrilmə effektivliyi ilə, yarı-məhsullu lazerlər ən az 180mW çıxışa ehtiyac duyar - bu, onların ömrünü qısaldır və maliyyə məsələlərinə səbəb olur. Hibrid enerji daşıyıcıları, bu problemi həll edir: KT, yüksək ilk akımlar üçün enerji təmin edir; lazerlər, aşağı akımlar üçün ömrü uzadır. Lazerlərə asılı olma riski, onların durdurulmasından sonra transformatorun çöküşünə səbəb olur, bu səbəbdən iki optik modulator və ağıllı idarəetmə strategiyaları (rezim dəyişikliyini öncədən təxmin etmək və qısaldılmış şəbəkələri idarə etmək üçün) lazımdır, bu da maliyyə məsələlərini artırır, amma etibarlı enerji təmin edir.

4 Etibarlılıq dizaynı

Elektron demperlər, gədənəvi demperlərdən daha yaxşı performans göstərir, amma mürəkkəl texnologiyalara (məsələn, texnologiya transferi, yüksək voltajlı mütəxəssislilik) asılıdır və sonunda onları əvəz edir. Redundansiya, etibarlılığı artırır: himaya kanalları, iki reduntant hava-nüvəli bobin və çeviricilərdən istifadə edir. Növbəti alətlər (məsələn, enerji modulu çeviriciləri) sadə avtomatlaşdırma ehtiyacı duyar. Göstərici dövrələrinə və ATM himaya kanallarında yüksək performanslı lazerlərə olan qısa şəbəkə təsiri, himaya tədbirləri ilə həll edilir. Yüksək performanslı lazerlər, operatorlara risk yaradır, amma enerji modulları ilə birlikdə söndürülür ki, təhlükələr önənək olsun.