Mga Teknolohiya ug Hamong Pinaka Importante sa mga High-Voltage Electronic Transformers

Ang mga tradisyonal nga mga transformer sa kuryente adunay inhinyentong mga problema tungod sa ilang mga sensor. Kritikal kini para sa pag-monitor, kontrol, ug proteksyon sa power plant (e.g., pag-record sa kasagaran, kontrol sa kalambitan). Subalit ang dako nga transmision sa kuryente pinaagi sa mga carrier sa impormasyon ug ang kakulangan sa digital nga output sa mga sistema digital komplikado ang sekondaryang komunikasyon. Ang komplikado nga sekondaryang wiring nagkompensarha sa mataas nga reliabilidad sa mga mikrokompyuter, na nagpapahinay sa proteksyon ug mga sekondaryang aparato. Kini nga inobasyon mag-integrate sa mga sekondaryang equipment sa mga sistema, nagpasabot sa pag-accelerate sa digitization/computerization sa substation ug nagtransforma sa automation/proteksyon sa sistema sa kuryente.

Ang mga electronic transformers naghantod og optical transmission isolation, pero ang mga high-voltage lines para sa pag-record/pagtransmit sa signal nanginahanglan og stable, reliable DC power—usa ka pangunehang teknikal nga hamong gipangutanaan sa physics. Ang variable electromagnetic field sa palibot sa sukat nga high-voltage conductor, makukuha pinaagi sa electromagnetic induction, ideal (ang energy "self-stimulating," gitrayekta gikan sa ug gamiton alang sa isyuha, batas sa AC electromagnetic stimulation). Subalit ang teknikal nga hantudanan naghimo sa pag-uli sa costly nga mga metodo (e.g., lasers, microwaves). Kini nga papel moadto sa self-regulation sa power supply pinaagi sa cutting-edge electronic tech, nakakubos sa optical communication ug magnetic materials.

1 Air-core Coil

Sa karon, ang high-voltage ETA gigamit ang air-core coils isip sensing elements. Ang low-voltage semiconductor lasers, powered by optical fibers sa high-voltage modulated lines, convert voltage signals. Ang sukat nga electrical info (input isip digital signals) drive LEDs, ngadto sa optical fibers ang pag-transmit sa signals sa low-voltage side isip optical pulses.

Kontra sa tradisyonal nga winding sa transformer, ang air-core coils sumala sa mahigpit nga mga rule: Ang secondary windings evenly distributed sa non-metallic magnetic skeletons (uniform cross-section); ang coils sama ang shape; ang horizontal plane sa bawg winding kinahanglang perpendicular sa tangent sa coil shell (kon dili, mas taas ang measurement errors). Ang semi-manual winding madalas magfail sa mga criteria niining praktikal, nagpadayon sa pag-consume sa kuryente sa mass production. Kasagaran, ang air-core coil structural accuracy taas sa 0.1% (average 2%).

Bagama't simple ang temperature-related operation, ang IEC standards nagmandat og clear quantitative requirements sa secondary output sa rated current—all initial deviations count toward measurement errors. Dili pwede ang pag-solve sa air-core transformer atomization sa produksyon. Ang mga transformer nga may resistance labels nanginahanglan og special approval (gikan sa Electrical and Mechanical Services Department) para sa secondary output, nagdumol sa industrialization. Busa, kini nga bag-o nga air-core coil optical sensor structures nanginahanglan. Pinaagi sa PCB tech, ang mga mananaliksik nagsugyot og bag-ong disenyo, nagboost sa measurement accuracy ug stability.

2 Transient Characteristics

Sa high-voltage grids, ang dako nga kapasidad sa sistema naghimo sa constant, relatively long primary cycle. Ang relay protection activate sa transitions, uban sa long-duration short-circuit currents. Para siguraduhon ang operasyon sa mga device sa proteksyon, ang mga transformer kinahanglan stay slightly distorted; ang second output signal replace ang first interrupt current, ug ang transient defects within set time dili mog-exceed limits. Ang transient performance sa air-core coil-based electronic power transformers usa ka key strength.

Ang integrator, uban sa limited time constant, recover measured electrical signals. Kon ang circuits adunay iodine-periodic components, ang error characteristics depend more sa low-end frequencies. Mas taas ang tracking ug reduce errors (e.g., ang system's opening element weakening sa 0.5s requires ang power converter's low-frequency to stay below 2Hz for better damping cycle tracking). Mas slow ang transient decay ug output signal attenuation kon ang air-core current transformers ug integrators shut off sa zero primary current. Ang incompatibility sa zero-position shutdown systems naghimo sa measurement errors. Busa, ang design ug optimization sa integrator critical para sa performance sa air-core transformer.

3 High-Voltage Side Power Supply

Ang air-core power transformers gigamit ang "energy-taking power supplies" aron makuha ang energy gikan sa primary conductor sa high voltage. Ang electronic circuits maghatod og power, pero ang very low primary currents (e.g., ≤5% rated current) prevent ang current converters from maintaining normal excitation o pag-transmit sa energy, nag-create og power dead zone. Ang pag-design sa fiber-optic power para sa low-side semiconductor lasers' high-voltage modulation circuits nagaface sa high power consumption (≈60mW).

Balancing energy use ug performance key: kon 30% photoelectric conversion efficiency, ang semiconductor lasers nanginahanglan og at least 180mW output—shortening their lifespan ug raising costs. Hybrid energy carriers solve this: KT supplies power for high primary currents; laser-based supplies extend lifespans for low currents. Ang pag-rely sa lasers risks transformer failure if they stop, so two optical modulators ug smart control strategies (to predict mode switching ug handle short-circuits) nanginahanglan, adding cost but ensuring reliable power.

4 Reliability Design

Ang electronic dampers outperform traditional ones pero rely on complex technologies (e.g., tech transfer, high-voltage expertise), eventually replacing them. Redundancy boosts reliability: protection channels use dual-redundant air-core coils ug converters. Key tools (e.g., power module converters) need simple automation. Protective measures address short-circuit impacts on sampling cycles ug high-performance lasers in ATM protection channels. High-performance lasers pose operator risks pero shut off with power modules to prevent hazards.