Struktur Kinerja dan Pengujian dari Transformer Arus Elektronik

1 Keunggulan Performa

Dalam beberapa tahun terakhir, transformator arus elektronik (ECTs) telah muncul sebagai tren industri utama. Standar nasional mengklasifikasikan mereka menjadi dua jenis: Transformator Arus Optik Aktif (AOCTs, tipe hibrid aktif) dan Transformator Arus Optik (OCTs, tipe optik pasif). ECT hibrid aktif menggunakan transformator elektromagnetik daya rendah dan kumparan Rogowski sebagai elemen sensor inti (Gambar 1).

Kumparan Rogowski unggul dibandingkan sensor tradisional dengan non-saturasi dan rentang dinamis yang luas, meningkatkan efisiensi transmisi arus. Namun, mereka memiliki kapabilitas anti-interferensi yang rendah (rentan terhadap medan magnet eksternal, perubahan suhu/kelembaban) dan risiko kesalahan dalam pemasangan/pelilitan lapisan ganda. Di antara ECT elektromagnetik, model daya rendah menonjol: teknologi matang, performa stabil, sensitivitas tinggi, siap untuk produksi massal, dan adopsi luas di sistem tenaga listrik.

2 Struktur & Prinsip Kerja
2.1 LPCT: Struktur & Operasi

LPCT (transformator arus elektronik daya rendah) didefinisikan dalam GB/T 20840.8—2007 sebagai implementasi ECT. Sebagai transformator elektromagnetik yang representatif, performa dan kematangan teknologi LPCT meningkat setiap tahun, menjanjikan aplikasi yang luas.

LPCT bermanfaat bagi sistem tenaga listrik dengan beban sekunder rendah dan persyaratan pengukuran yang lebih longgar. Dengan menggunakan bahan permeabilitas tinggi (misalnya, paduan nanokristalin berbasis besi), ia mencapai pengukuran yang akurat dengan inti kecil.

Terdiri dari resistor sampling Rs, transformator elektromagnetik, dan unit transmisi sinyal, LPCT beroperasi sebagai: Arus bus primer dikonversi menjadi arus sekunder, yang kemudian diubah oleh resistor sampling menjadi sinyal tegangan proporsional dengan arus primer. Unit transmisi kabel berpilin ganda terlindungi mengirim sinyal ini ke Perangkat Elektronik Cerdas (IED-Business), melindungi dari gangguan elektromagnetik eksternal selama transmisi.

2.2 Struktur dan Prinsip Kerja Kumparan Rogowski

Kumparan Rogowski unggul dibandingkan metode pengukuran arus AC lainnya dengan keunggulan seperti linieritas yang baik, band frekuensi yang luas, tidak ada inti besi, biaya rendah, berat ringan, dan mudah dipasang/diperbaiki. Yang penting, mereka menghindari histeresis dan saturasi, memastikan pengukuran yang luas dan akurat.

Secara umum, kawat lembut dipilin rapat di sekitar rangka non-magnetik (lihat Gambar 2) untuk membentuk kumparan. Berdasarkan hukum Ampère, integral dari kekuatan medan magnet H sepanjang kontur tertutup sama dengan arus yang terkandung. Namun, pelilitan yang tepat dan seragam (untuk penampang yang konsisten) sulit dicapai dalam praktik, membatasi stabilitas.

Untuk mengatasi hal ini, optimalkan kumparan sesuai kebutuhan sistem. Misalnya, gunakan desain berbasis PCB dengan alat komputer/IT untuk tata letak kawat yang seragam dan pemrosesan penampang digital. Pelilitan seri balik dari dua kumparan dapat mengurangi gangguan elektromagnetik, meningkatkan output tegangan dan akurasi dengan membatalkan medan magnet longitudinal.

Kumparan Rogowski PCB yang ditingkatkan mengatasi kekurangan tradisional (misalnya, ketahanan interferensi yang buruk, pengukuran yang tidak akurat). Dengan struktur yang lebih sederhana, desain ilmiah, dan manufaktur yang presisi, mereka ideal untuk promosi sistem tenaga listrik.

3 Pengujian Koefisien Suhu Resistor Sampling & Hambatan Internal Kumparan Rogowski
3.1 Pengujian Koefisien Suhu Resistor Sampling LPCT

Dalam praktik, sifat material/proses yang tidak konsisten menyebabkan penyimpangan nilai hambatan, mempengaruhi akurasi pengukuran. Hambatan juga berubah dengan suhu, sangat mempengaruhi kesalahan rasio transformator arus.

Kesimpulan: Nilai hambatan kumparan Rogowski PCB dan resistor sampling LPCT berubah dengan suhu, menimbulkan risiko keamanan bagi sistem tenaga listrik. Oleh karena itu, uji secara ilmiah dampak suhu pada kumparan Rogowski PCB dan layar resistor sampling untuk memastikan transformator memenuhi kebutuhan stabilitas desain/operasional.

3.2 Uji Drift Hambatan & Kesalahan Rasio Kumparan Rogowski

Operator mensimulasikan lingkungan suhu, menjalankan kumparan Rogowski PCB pada suhu berbeda, merekam perubahan data, menganalisis dampak suhu, dan mengoptimalkan desain untuk meningkatkan efisiensi.

Uji ini mengevaluasi kinerja/kelayakan kumparan Rogowski PCB untuk sistem tenaga listrik. Menggunakan ruang suhu konstan dan tester LCR: tempatkan kumparan di ruang, lalu gunakan sistem uji LCR/arus elektronik untuk mengukur drift hambatan dan kesalahan rasio, memastikan data valid melalui kondisi suhu yang terkontrol (misalnya, -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Analisis pasca-uji: hambatan internal PCB sensitif terhadap suhu, tetapi suhu minim mempengaruhi kesalahan sudut/raiso—menjamin perlindungan sistem tenaga listrik.

4 Kesimpulan

Transformator arus sangat penting untuk perlindungan/pengukuran sistem tenaga listrik. Performanya langsung mempengaruhi stabilitas sistem dan pasokan listrik pengguna. Oleh karena itu, tingkatkan penelitian tentang transformator arus elektronik 10 kV untuk mendukung pertumbuhan sehat industri tenaga listrik China.