Elektroņu strāvas transformatoru veiktspējas struktūra un testēšana

1 Veiktspējas priekšrocības

Pēdējos gados elektroniskie strāvas transformatora (EST) kļuvuši par galveno nozares tendenci. Nacionālie standarti tos sadala divos veidos: Aktīvie optiskie strāvas transformatora (AOCT, aktīvā hibrīda veida) un Optiskie strāvas transformatora (OCT, pasīvā optiskā veida). Aktīvie hibrīda EST izmanto zema jaudas elektromagnētiskos transformatorus un Rogowski spūles kā galvenos sensora elementus (Attēls 1).

Rogowski spūles pārsniedz tradicionālos sensorus ar nesaturēšanu un plašiem dinamiskajiem diapazoniem, paaugstinot strāvas transmisijas efektivitāti. Tomēr tām ir zemas pretiesejumu spējas (ievainojamas ārējiem magnētiskajiem laukiem, temperatūras/mitruma maiņai) un kļūdas riski manuālā/multilayer viršanā. Starp elektromagnētiskajiem EST izcelas zema jaudas modeļi: pilnveidotā tehnoloģija, stabila veiktspēja, augsta jūtība, masveida ražošanas gatavība un plaša pieņemšana enerģētikas sistēmās.

2 Struktūra & Darbības princips
2.1 LPCT: Struktūra & Darbība

LPCT (zema jaudas elektromagnētisks EST) tiek definēts GB/T 20840.8—2007 kā EST realizācija. Kā pārstāvis elektromagnētiskajiem transformatoriem, LPCT veiktspēja un tehnoloģiskā pilnveidošanās pieaug katru gadu, piedāvājot plašas lietošanas iespējas.

LPCT sniedz priekšrocības enerģētikas sistēmām ar zemu sekundāro slodzes un atvieglotiem mērījuma prasībām. Izmantojot augstu permeabilitātes materiālus (piem., dzelzs bāzes nanokristāliskos ligoņus), tā sasniedz precīzus mērījumus ar mazām kodolām.

Sastāvā no mērīšanas rezistora Rs, elektromagnētiskā transformatora un signāla transmisijas vienības, LPCT darbojas šādi: Primārā māju strāva tiek pārveidota uz sekundāro strāvu, ko mērīšanas rezistors pārveido par sprieguma signālu, kas proporcionalās primārajai strāvai. Dviejām aizsargājošām apgrieztām vadiņu transmisijas vienībai nosūta šo signālu uz Intelektuālo Elektronisko Ierīci (IEE-Business), aizsargājot no ārējās elektromagnētiskās ietekmes laikā transmisijas.

2.2 Rogowski spūļu struktūra un darbības princips

Rogowski spūles pārsniedz citas AC strāvas mērīšanas metodes ar priekšrocībām, piemēram, izcilu lineāritāti, plašus frekvences diapazonus, neirona kodolu, zemu cenu, mazu svaru un vieglu instalāciju/pārvaldību. Būtiski, tās izvairās no histerezes un satura, nodrošinot plašus, precīzus mērījumus.

Parasti blakus virzītos dārgmetālos vadiņus cieši apvija aplī non-magnetic skeletus (sk. Attēls 2), lai veidotu spūles. Pamatojoties uz Ampēra likumu, magnētiskās laukstarpes H integrālis pa slēgtu konturu vienāds ar iekļautām strāvām. Tomēr praksē ir grūti sasniegt precīzu, vienmērīgu apvijumu (konsekventa skerssekcija), kas ierobežo stabilitāti.

Lai risinātu šo problēmu, optimizējiet spūles sistēmas vajadzībām. Piemēram, izmantojiet PCB balstītas dizainus ar datora/IT rīkiem, lai nodrošinātu vienmērīgu vadiņu izkārtojumu un digitālo skerssekcijas apstrādi. Divu spūļu apgrieztā virzienā apvijums var samazināt elektromagnētisko ietekmi, paaugstinot sprieguma iznākumu un precizitāti, kompensējot garuma magnētiskos laukus.

Uzlabotās PCB Rogowski spūles pārvar tradicionālās trūkumus (piem., zemas pretiesejumu, neprecīzi mērījumi). Ar vienkāršākām struktūrām, zinātniskiem dizainiem un precīzu ražošanu tās ir ideālas enerģētikas sistēmu veicināšanai.

3 Mērīšanas rezistora un Rogowski spūles iekšējās rezistances temperatūras koeficientu testēšana
3.1 LPCT mērīšanas rezistances temperatūras koeficienta tests

Praksē neatbilstošas materiālu īpašības/procesi rada rezistances vērtību novirzes, ietekmējot mērījumu precizitāti. Rezistances arī mainās ar temperatūru, ievērojami ietekmējot strāvas transformatora attiecības kļūdas.

Secinājums: PCB Rogowski spūles un LPCT mērīšanas rezistances vērtības mainās ar temperatūru, radot drošības riskus enerģētikas sistēmām. Tādēļ, zinātniski testējiet temperatūras ietekmi uz PCB Rogowski spūlēm un izvēlieties mērīšanas rezistorus, lai nodrošinātu, ka transformatori atbilst projektēšanas/darbības stabilitātes vajadzībām.

3.2 Rogowski spūles rezistances plūsmas un attiecības kļūdas tests

Operators simulē temperatūras vides, palaista PCB Rogowski spūles dažādās temperatūrās, ieraksta datu maiņas, analizē temperatūras ietekmi un optimizē dizainu, lai uzlabotu efektivitāti.

Šis tests novērtē PCB Rogowski spūļu veiktspēju/līdzīgumu enerģētikas sistēmām. Izmantojot konstantas temperatūras kameru un LCR testētāju: ievietojiet spūli kamērā, tad izmantojiet LCR/elektroniskās strāvas testēšanas sistēmas, lai mērītu rezistances plūsmu un attiecības kļūdu, nodrošinot derīgus datus kontrolētās temperatūras apstākļos (piem., -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Pēc testa analīze: PCB iekšējā rezistānce ir temperatūras jūtīga, bet temperatūra minimāli ietekmē leņķa/attiecības kļūdas—nodrošinot enerģētikas sistēmu aizsardzību.

4 Secinājums

Strāvas transformatora ir kritiski svarīgi enerģētikas sistēmu aizsardzībai/mērījumiem. To veiktspēja tieši ietekmē sistēmas stabilitāti un lietotāju elektroenerģijas piegādi. Tādēļ, stipriniet pētījumus par 10 kV elektroniskajiem strāvas transformatoriem, lai atbalstītu Ķīnas enerģētikas nozares veselīgu izaugsmi.