Жоғары деңгейдегі электр трансформаторлардың Негізгі Технологиялары және Шешімдері

Традициондық электр трансформаторларының датчиктеріне байланысты маңызды көйгөүлерге туындап шығады. Олар энергетикалық станкалардың көздейтуіне және қолдауына (мисалы, ақырынды оқу, қауіпсіздік бақылауы) маңызды рөл атқарады. Бірақ, ақпаратты негізде отыру арқылы электр энергиясының үлкен сапасын өткізу және цифирлік системалардан цифирлік сигнал шығысынң жоқтығы екіншілік байланысты қиындастыратын. Татаң екіншілік сымдары микрокомпьютерлердің жоғары ұсымына компенсация болады, қорғау және екіншілік приборларды қысуға мүмкіндік береді. Бұл инновация екіншілік техникаларды системаларға интегралдау, подстанциялардың цифирлендіруін/компьютерлендіруін жылдамдатып, электр қызметтерінің автоматтауын/қорғауын өзгертеді.

Электронды трансформаторлар оптикалық өткізілу изоляциясын басқарады, бірақ сигналды оқу/өткізу үшін жоғары напруга линияларына стабильді, ұсынымды DC энергиясы қажет—бұл физикадан шыққан маңызды техникалық көйгөү. Олметті жоғары напруга проводшының айналу магниттық өрісі, электромагниттік индукция арқылы алуға ыңғайлы (энергия «өз-өзін қозғайтын», оқылатын нысандан алынатын және пайдаланылатын, AC электромагниттік қозғауға негізделген). Бірақ, техникалық көйгөүлер қымбат методтарға (мисалы, лазерлер, микроволналар) тәуелділікті талап етеді. Бұл мақала қарапайым электронды технологиялар арқылы энергия қамқорлауын зерттейді, оптикалық байланыс және магниттік материалдарды қамтиды.

1 Ауызша керне

Бұл этапта, жоғары напруга ETA ауызша кернелерді сенсор элементтер ретінде қолданады. Жоғары напруга модуляциясындағы оптикалық сымдармен қаржыландырылған төмен напруга полупроводников лазерлер, напруга сигналдарын айналдырады. Оқылатын электрлық ақпарат (цифирлік сигналдар түрінде енгізілген) LED-дерді іске қосады, оптикалық сымдар төмен напруга жағына оптикалық пульстар ретінде сигналдарды өткізеді.

Құбылыс трансформаторларының сымдарына қарағанда, ауызша кернелер строгий ережелерге сәйкес болады: Екіншілік сымдар металды емес магниттік каркастарда (бірдей көлемді) теңдетілетін; сымдар бірдей формада; әрбір сымдың горизонталдық жазықтығы сым шелектің дотасына перпендикуляр болуы керек (басқа жағдайда, өлшемдердің қателері артады). Аралық ручной намотки практикада бұл талаптарды қанағаттандыруда қиыншылықтар туындатады, массалы өндіруде энергия жұмсалады. Көбінесе, ауызша керне құрылымының дәлдігі 0,1% (орташа 2%) болады.

Жылуына байланысты иштеу қарапайым, бірақ IEC стандарттары ескертуге қойылатын төмен напруга сызықтың өлшемдеріне туралы анық сандық талаптар қойылады—бәрі алғашқы өзгерістер өлшемдердің қателеріне қосылады. Өндірістерде ауызша трансформаторлардың атомизациясын шешу маңызды. Резистивті этикеткалары бар трансформаторлар өнімдік шығыс үшін өзгеше рұқсат (Электр және механикалық қызметтер департаментінен) қажет, бұл индустриализацияға ауыспақ. Сондықтан, жаңа ауызша керне оптикалық сенсор құрылымдары қажет. PCB технологиясы арқылы зерттеушілер жаңа дизайндерді қалыптады, өлшемдердің дәлдігі мен стабилдігін арттырып, қалыптады.

2 Уақытша қасиеттер

Жоғары напруга тармандарында, үлкен системалық қабілеттер бірнеше ұзақ уақытқа созылған негізгі циклға әкеледі. Реңкілік қорғау өзгерістер арқылы ишке қосылады, ұзақ уақытқа созылған жоғары напруга ағымдары. Қорғау құралдарының иштеуін қамтамасыз ету үшін, трансформаторлар әлі де айырмашылықты сақтайтын болуы керек; екінші шығыс сигналы бірінші бөлшектеу ағымын орнатады, және белгіленген уақыт ішіндегі уақытша қатаулар шектерінен асмауы керек. Ауызша керне негізінде құрастырылған электронды электр трансформаторлардың уақытша қасиеттері маңызды қасиеті болып табылады.

Интегратор, шектеулі уақыттық тұрақтылықпен, өлшенетін электрлық сигналдарды қалпына келтіреді. Егер схемалар йод-периодты компоненттерге ие болса, қата қасиеттері төмен частоталарға байланысты болады. Төмен частоталар трекингді жақсартып, қателерді азайтады (мисалы, 0,5 секунд ішінде жүйенің ашу элементінің қысқаруы үшін, энергия конвертерінің төмен частотасы 2 Гц-ден төмен болуы қажет, өйткені жақсартылған демпферлеу циклін трекинг ету үшін). Ауызша керне ағым трансформаторлары және интеграторлар нөлдік негізгі ағыммен өткенде, уақытша заттың және шығыс сигналдың қысқаруы жайында өтуі болады. Нөлдік орнында төмендету жүйелерімен сәйкестігінің жоктығы өлшемдердің қателеріне әкеледі. Сондықтан, ауызша трансформаторлардың ишмерділігі үшін интеграторлардың дизайны және оптимизациясы маңызды.

3 Жоғары напруга жағындагы энергия қамқорлауы

Ауызша керне электр трансформаторлары "энергия алу энергия қамқорлауы" арқылы жоғары напругада негізгі проводшыдан энергия алады. Электрондық схемалар энергия қамқорлады, бірақ өте төмен негізгі ағымдар (мисалы, ≤5% есептеу ағымы) ағым конвертерлерін нормалды арттыру немесе энергия өткізу үшін қолданылмайды, энергиялық өлтіріс пайда болады. Төмен напруга полупроводников лазерлері үшін оптикалық сымдармен қамқорлау дизайны үшін өте жоғары энергия қолданылады (≈60mW).

Энергия қолдануы мен ишмерділікті бірлесіру маңызды: 30% фотогальваникалық айналу үшін, полупроводников лазерлерге 180mW шығыс қажет—олардың мерзімін қысқартып, құнын арттырады. Комбинді энергиялық носителдер бұл проблеманы шешеді: KT жоғары негізгі ағымдар үшін энергия қамқорлады; лазерлер үшін энергия қамқорлауы төмен ағымдарда мерзімді ұзартады. Лазерлер құтылған жағдайда трансформаторлар бұзылуы мүмкін, сондықтан екі оптикалық модулятор және ақылды басқару стратегиялары (режим ауыстыруын болжау және қысқа сымдармен басқару үшін) қажет, бұл құнын арттырады, бірақ қамқорлықты қамтамасыз етеді.

4 Ишмерділікті дизайн

Электронды демпферлер традиционды демпферлерге қарағанда жақсы ишлейді, бірақ татаң технологияларға (мисалы, технологияларды тасымалдау, жоғары напруга экспертизасы) тәуелді, соңында оларды алмастырады. Ишмерділікті арттыру үшін резервті қолдану: қорғау каналдары екі резервті ауызша кернелер және конвертерлер қолданылады. Негізгі құралдар (мисалы, энергия модуль конвертерлері) қарапайым автоматтау үшін қажет. Қорғау шығармалары өлшеу циклдеріне және ATM қорғау каналдарындағы жоғары ишмерділікті лазерлерге қысқа сымдар таасыретін. Жоғары ишмерділікті лазерлер операторларға қауіп тудырады, бірақ энергия модулдерімен бірге өткізілген кезде қауіпсіздікке қолдау көрсетеді.