Principis Errors i Diagnòstic en Línia dels Circuits Secundaris del Transformador Electrònic de Corrent

1 Principi i Rol de les Transformacions Electròniques de Corrent
1.1 Principi de Funcionament de l'ECT

Una Transformació Electrònica de Corrent (ECT) és un dispositiu clau per gestionar operacions segures del sistema d'energia, convertint grans corrents en senyals de corrent petita manejable per mesura i control. A diferència de les transformacions tradicionals (que es basen en la interacció directa del camp magnètic entre els voltants primari i secundari), les ECT utilitzen sensors (per exemple, sensors d'efecte Hall) per detectar canvis en el camp magnètic del voltant primari. Aquests sensors emeten senyals analògics (proporcionals al corrent primari) per a la processament electrònica (amplificació, filtratge o digitalització). Les ECT modernes sovint emeten senyals digitals per a l'ús directe pels sistemes de protecció, mesurament i control. Les ECT superen les transformacions electromagnètiques tradicionals en precisió, gamma dinàmica i velocitat de resposta, mentre són més petites, més lleugeres i permeten una processament/communiació de dades avançada.

1.2 Rol de l'ECT en els Sistemes Elèctrics

Les ECT proporcionen mesures de corrent de alta precisió crítiques per al monitoratge, control i protecció dels sistemes d'energia (per exemple, prevenir sobrecàrregues/curtcircuits). Asseguren la seguretat de l'equip i el personal i reduïxen els tallats d'energia. Per al mesurament/facturació, la precisió de l'ECT assegura tarifes justes d'electricitat en línies d'alta tensió/gran corrent. Dades precises també ajuden a optimitzar l'eficiència i estabilitat del sistema.

1.3 Estructura del Circuit Secundari

El circuit secundari de l'ECT (component central) inclou sensors (per exemple, efecte Hall), circuits de processament de senyals, convertidors analògic-digital (ADCs) i interfícies de comunicació. Els components treballen junts per a una captura/transmissió de senyals precisa. Les ECT modernes tenen autodiagnostic per a monitorar el rendiment/defectes, adaptant-se a les demandes dels sistemes d'energia més intel·ligents.

2 Tipus de Defectes del Circuit Secundari en ECTs
2.1 Defectes de Circuit Obert

Causats per fils trencats, connexions suaus o aïllament vell, els defectes de circuit obert interrompen el flux de corrent, conduint a mesures anòmals (per exemple, zero/baixes). Això posa en risc accions incorrectes de protecció/control, peril·los per a la seguretat del sistema.

2.2 Defectes de Curtcircuit

Ocorren quan hi ha connexions no intencionades del conductor (per exemple, danys en l'aïllament) que causen punxes brusques de corrent, posant en risc l'escalfament/excés de calor del equipament. Desestabilitzen els sistemes, potencialment danificant dispositius o desencadenant malfuncionaments de protecció.

2.3 Defectes de Massa

Sorgeixen a partir d'un aterrament inadequat del circuit secundari (per exemple, fallida de l'aïllament). Alteren les rutes de corrent, causant errors de mesura, malfuncionaments de protecció o descàrregues elèctriques (perilloses per a la manteniment).

2.4 Defectes de Sobrecàrrega

Ocorren quan el corrent excedeix la capacitat de disseny (per exemple, degut a anomàlies del sistema). Les sobrecàrregues causen escalfament excessiu, degradació de l'aïllament o incendi del equipament. Identificades mitjançant el monitoratge de corrent/temperatura, posen en risc danos a llarg termini del sistema.

2.5 Interferència de Soroll Elèctric

Provenient de fonts externes/internes (per exemple, EMI, RFI), el soroll distorsiona els senyals, causant errors de mesura o accions incorrectes dels sistemes de protecció (per exemple, aturades innecessàries).

2.6 Defectes Influenciats per la Temperatura

Les temperatures extremes interrompen el rendiment: el calore elevat degrada semiconductors/aïllament (augmentant riscs de curt-circuit); baixes temperatures danifiquen components. Això causa errors de mesura o falles de protecció.

2.7 Defectes per Corrosió/Vellesc

La degradació gradual dels components (fils, aïllament) degut a factors ambientals (per exemple, humitat, productes químics) redueix el rendiment elèctric, augmentant riscs de curt-circuit o defectes de massa.

3 Mètodes de Diagnòstic en Línia per a Defectes del Circuit Secundari en ECTs
3.1 Adquisició de Senyals

Es basa en sensors (per exemple, efecte Hall/transformacions de corrent) i ADCs. Els sensors d'efecte Hall mesuren el corrent de manera no invasiva, assegurant seguretat i precisió. Els ADCs converteixen els senyals analògics a forma digital per a la processament. Els ADCs d'alta velocitat capturen canvis subtils dels senyals, permetent una detecció ràpida de defectes.

3.2 Anàlisi en el Domini Temporal

Involucren anàlisi de formes d'ona i estadístiques. L'anàlisi de formes d'ona comprova irregularitats (per exemple, assimetria/punxes, indicant falles de components). L'anàlisi estadística (per exemple, mitjana/desviació estàndard) identifica la estabilitat/distribució dels senyals, assenyalant fluctuacions provocades per defectes.

3.3 Detecció de Defectes Basada en Models

La detecció de llindars utilitza límits preestablerts per activar alarmes per a senyals anòmals (basat en dades històriques/coneixement expert). La comparació de models (avançada) compara dades en temps real amb un model de sistema “sani”, detectant desviacions per a un diagnòstic precís de defectes.

3.4 Localització de Defectes Basada en Coneixement

L'anàlisi de l'arbre de defectes (FTA) mapa la lògica de defectes per identificar causes radicals a través d'una anàlisi jeràrquica de sub-defectes. Els sistemes experts (simulant coneixement humà) utilitzen regles (dades històriques/coneixement previ) per a una localització precisa de defectes, gestionant escenaris complexos.

3.5 Monitoratge d'Imatges Tèrmiques

Els imagers tèrmics infrarojos detecten calor anormal (per exemple, degut a sobrecàrregues/aïllament vell) en ECTs. No invasius i en temps real, permeten un diagnòstic segur de defectes sense interrompre les operacions. Combinats amb altres mètodes, milloren la precisió (abordant limitacions com defectes no relacionats amb la temperatura).

Notes Clau

Les ECT ofereixen avantatges sobre les transformacions tradicionals però encara s'enfronten a defectes del circuit secundari (per exemple, circuits oberts/cortocircuits, soroll). El diagnòstic en línia (adquisició de senyals, anàlisi en el domini temporal, mètodes basats en models/coneixement, imatges tèrmiques) assegura una operació fiable, adaptant-se a les demandes dels sistemes d'energia moderns.