Struktur Prestasi dan Pengujian Penjana Arus Elektronik

1 Kelebihan Prestasi

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

Kumparan Rogowski unggul dibandingkan sensor tradisional dengan tidak jenuh dan rentang dinamis yang luas, meningkatkan efisiensi transmisi arus. Namun, mereka memiliki kemampuan anti-gangguan yang rendah (rentan terhadap medan magnet eksternal, perubahan suhu/kelembaban) dan risiko kesalahan dalam penyusunan manual/multi-lapis. Di antara ECT elektromagnetik, model daya rendah menonjol: teknologi matang, kinerja stabil, sensitivitas tinggi, siap untuk produksi massal, dan adopsi sistem tenaga yang luas.

2 Struktur & Prinsip Kerja
2.1 LPCT: Struktur & Operasi

LPCT (ECT elektromagnetik daya rendah) didefinisikan dalam GB/T 20840.8—2007 sebagai implementasi ECT. Sebagai transformer elektromagnetik yang representatif, kinerja dan kematangan teknologi LPCT tumbuh setiap tahun, menjanjikan aplikasi yang luas.

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

Terdiri dari resistor sampling Rs, transformer elektromagnetik, dan unit transmisi sinyal, LPCT beroperasi sebagai: Arus bus primer dikonversi menjadi arus sekunder, yang kemudian diubah oleh resistor sampling menjadi sinyal tegangan yang proporsional dengan arus primer. Unit transmisi kabel berpilin ganda yang dipelindung mengirim sinyal ini ke Perangkat Elektronik Cerdas (IED), melindungi 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 luar biasa, band frekuensi yang luas, tanpa inti besi, biaya rendah, berat ringan, dan pemasangan/pemeliharaan yang mudah. Yang penting, mereka menghindari histeresis dan jenuh, memastikan pengukuran yang luas dan akurat.

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

Untuk mengatasi ini, optimalkan kumparan sesuai kebutuhan sistem. Misalnya, gunakan desain berbasis PCB dengan alat komputer/IT untuk penataan kawat yang seragam dan pemrosesan penampang digital. Pelintiran seri-terbalik 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 terhadap gangguan yang buruk, pengukuran yang tidak akurat). Dengan struktur yang lebih sederhana, desain ilmiah, dan manufaktur yang tepat, mereka ideal untuk promosi sistem tenaga.

3 Pengujian Koefisien Suhu Resistansi Sampling & Resistansi Internal Kumparan Rogowski
3.1 Pengujian Koefisien Suhu Resistansi Sampling LPCT

Dalam praktek, sifat material/proses yang tidak konsisten menyebabkan deviasi nilai resistansi, mempengaruhi akurasi pengukuran. Resistansi juga berubah dengan suhu, sangat mempengaruhi kesalahan rasio transformer arus.

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

3.2 Pengujian Drift Resistansi & Kesalahan Rasio Kumparan Rogowski

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

Pengujian ini menilai kinerja/kelayakan kumparan Rogowski PCB untuk sistem tenaga. Menggunakan ruang suhu konstan dan tester LCR: tempatkan kumparan di dalam ruang, kemudian gunakan sistem pengujian LCR/arusk listrik untuk mengukur drift resistansi dan kesalahan rasio, memastikan data yang valid melalui kondisi suhu yang terkontrol (misalnya, -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Analisis pasca-pengujian: resistansi internal PCB peka terhadap suhu, tetapi suhu minim mempengaruhi kesalahan sudut/rasio—memastikan perlindungan sistem tenaga.

4 Kesimpulan

Transformer arus sangat penting untuk perlindungan/pengukuran sistem tenaga. Kinerja mereka secara langsung mempengaruhi stabilitas sistem dan pasokan listrik pengguna. Oleh karena itu, tingkatkan penelitian pada transformer arus elektronik 10 kV untuk mendukung pertumbuhan sehat industri tenaga China.