Структура и испытания электронных токовых трансформаторов

1 Преимущества производительности

В последние годы электронные трансформаторы тока (ECT) стали ключевым трендом в отрасли. Национальные стандарты классифицируют их на два типа: активные оптические трансформаторы тока (AOCT, активный гибридный тип) и оптические трансформаторы тока (OCT, пассивный оптический тип). Активные гибридные ECT используют низковольтные электромагнитные трансформаторы и катушки Роговского в качестве основных датчиков (Рисунок 1).

Катушки Роговского превосходят традиционные датчики по отсутствию насыщения и широкому динамическому диапазону, что повышает эффективность передачи тока. Однако они обладают низкой устойчивостью к внешним воздействиям (внешние магнитные поля, изменения температуры и влажности) и рисками ошибок при ручной или многослойной намотке. Среди электромагнитных ECT выделяются низковольтные модели: зрелая технология, стабильная производительность, высокая чувствительность, готовность к массовому производству и широкое применение в энергетических системах.

2 Структура и принцип работы
2.1 LPCT: Структура и принцип работы

LPCT (низковольтный электромагнитный ECT) определен в GB/T 20840.8—2007 как реализация ECT. Как представительный электромагнитный трансформатор, LPCT ежегодно демонстрирует рост производительности и технологической зрелости, обещая широкое применение.

LPCT полезен для энергетических систем с низкими вторичными нагрузками и менее строгими требованиями к измерениям. Используя материалы с высокой магнитной проницаемостью (например, железо-основные нанокристаллические сплавы), он обеспечивает точные измерения с малыми сердечниками.

Состоящий из резистора выборки \(R_s\), электромагнитного трансформатора и блока передачи сигнала, LPCT работает следующим образом: ток первичной шины преобразуется во вторичный ток, который резистор выборки преобразует в напряжение, пропорциональное первичному току. Дважды экранированный блок передачи сигнала по проводам с двойной изоляцией передает этот сигнал устройству интеллектуальной электроники (IED-Business), защищая от внешних электромагнитных помех во время передачи.

2.2 Структура и принцип работы катушек Роговского

Катушки Роговского превосходят другие методы измерения переменного тока благодаря таким преимуществам, как отличная линейность, широкие частотные диапазоны, отсутствие железного сердечника, низкая стоимость, легкий вес и простота установки и обслуживания. Важно, что они избегают гистерезиса и насыщения, обеспечивая широкий и точный диапазон измерений.

Обычно мягкие провода плотно наматываются на немагнитные каркасы (см. Рисунок 2) для формирования катушек. На основе закона Ампера интеграл магнитного поля \(H\) вдоль замкнутого контура равен охватываемому току. Однако в практике трудно достичь точной и равномерной намотки (для постоянного сечения), что ограничивает стабильность.

Для решения этой проблемы катушки оптимизируются под нужды системы. Например, используются проекты на основе печатных плат с использованием компьютерных/ИТ-инструментов для равномерного расположения проводов и цифровой обработки сечения. Обратная последовательная намотка двух катушек может снизить электромагнитные помехи, увеличивая выходное напряжение и точность за счет компенсации продольных магнитных полей.

Усовершенствованные катушки Роговского на базе печатных плат克服了传统罗氏线圈的缺点（如抗干扰性差、测量不准确）。通过更简单的结构、科学的设计和精确的制造，它们非常适合电力系统的推广。 由于原文中包含了一些特定的技术术语和内容，以下是翻译成俄语的内容：

Усовершенствованные катушки Роговского на базе печатных плат克服了传统罗氏线圈的缺点（如抗干扰性差、测量不准确）。通过更简单的结构、科学的设计和精确的制造，它们非常适合电力系统的推广。

Усовершенствованные катушки Роговского на базе печатных плат преодолевают недостатки традиционных катушек, такие как низкая устойчивость к помехам и неточность измерений. Благодаря более простой конструкции, научному подходу к проектированию и точному изготовлению, они идеально подходят для внедрения в энергетические системы.