Struktura in preizkušanje elektronskih tokovnih transformatorjev

1 Prednosti učinkovitosti

V zadnjih letih so elektronski tokovi (ECTs) postali ključna industrijska trenda. Nacionalni standardi jih razvrščajo v dve vrsti: Aktivne optične tokove (AOCTs, aktivno hibridno vrsto) in Optične tokove (OCTs, pasivno optično vrsto). Aktivni hibridni ECT-i uporabljajo nizkoenergijske elektromagnetne preobrazovalnike in Rogowske črke kot osnovne elemente za merjenje (Slika 1).

Rogowske črke premočijo tradicionalne senzorje z nezasičenostjo in širokim dinamičnim obsegom, kar povečuje učinkovitost prenosa toka. Vendar pa imajo nizko odpornost proti motnji (oslabljene zaradi zunanjih magnetnih polj, sprememb temperature/vlage) in tveganja za napake pri ročnem ali večplastnem navijanju. Med elektromagnetskimi ECT-ji se izstopajo nizkoenergijski modeli: zrelo tehnologijo, stabilno delovanje, visoko občutljivost, pripravljenost na masovno proizvodnjo in široko uporabo v sistemih za zagotavljanje energije.

2 Struktura & Načelo delovanja
2.1 LPCT: Struktura & Delovanje

LPCT (nizkoenergijski elektromagnetski ECT) je definiran v GB/T 20840.8—2007 kot implementacija ECT-a. Kot predstavnik elektromagnetskih preobrazovalnikov raste leto za letom zmogljivost in tehnološka zrela LPCT-a, kar omogoča široko uporabo.

LPCT koristi sistemu za zagotavljanje energije s nizkimi sekundarnimi bremenami in poenostavljenimi zahtevami za merjenje. S uporabo materialov z visokim permeabilnostjo (npr. železne nanokristalne legure) doseže točna merjenja z majhnimi jedri.

Sestavljen iz vzorčnega upornika Rs, elektromagnetskega preobrazovalnika in enote za prenos signala, LPCT deluje tako, da pretvori primarni tok v sekundarni tok, ki ga vzorčni upornik pretvori v napon, sorazmeren s primarnim tokom. Dvojno oštitena skrčena vodna enota prenaša ta signal do Pametnega Elektronskega Naprave (IED-Business), oščitna proti zunanji elektromagnetski motnji med prenosom.

2.2 Struktura in načelo delovanja Rogowske črke

Rogowske črke premočijo druge metode za merjenje AC toka z prednostmi, kot so odlična linearnost, široki frekvenčni pasovi, brez železnega jedra, nizka cena, lahka teža in preprosta namestitva/varnost. Ključno je, da se izognete histerezi in zasičenosti, kar omogoča široko in točno merjenje.

Običajno so mehke vodiče tesno oviti okoli nemagnetnih kostr (glej Sliko 2) za oblikovanje črk. Na podlagi Ampèrov zakona integral moči magnetnega polja H vzdolž zaprtih kontur enaka zaprti tok. V praksi pa je težko doseči točno in enakomerno ovitev (za konstantne prereze), kar omejuje stabilnost.

Zato optimizirajte črke glede na potrebe sistema. Na primer, uporabite PCB bazirane dizajne z računalniškimi/IT orodji za enakomerno razporeditev vodov in digitalno obdelavo prereza. Obratno serijno ovitev dveh črk lahko zmanjša elektromagnetsko motnjo, poveča izhodni napon in točnost z odstranitvijo dolžinskega magnetnega polja.

Izboljšani PCB Rogowske črke premagajo tradicionalne pomanjkljivosti (npr. slaba odpornost proti motnji, netočna merjenja). Z enostavnimi strukturami, znanstvenimi dizajni in točno izdelavo so idealni za promocijo v sistemih za zagotavljanje energije.

3 Merjenje temperaturnih koeficientov vzorčnega upornika & notranjega upornika Rogowske črke
3.1 Test temperaturnega koeficienta vzorčnega upornika LPCT

V praksi nezanesljive lastnosti materialov/procesov povzročajo odstopanja vrednosti upornika, kar vpliva na točnost merjenja. Upornost se tudi spreminja z temperaturo, kar veliko vpliva na napake razmerja preobrazovalnika toka.

Zaključek: Vrednosti upornika vzorčnega upornika PCB Rogowske črke in LPCT se spreminjajo z temperaturo, kar predstavlja varnostno tveganje za sisteme za zagotavljanje energije. Zato znanstveno preverite vpliv temperature na PCB Rogowske črke in izberite vzorčne upornike, da zagotovite, da preobrazovalniki zadoščajo zahtevam za zasnovanje in stabilnost delovanja.

3.2 Test utrjevanja upornika Rogowske črke in napake razmerja

Operaterji simulirajo temperaturne okolice, izvajajo PCB Rogowske črke pri različnih temperaturah, beležijo spremembe podatkov, analizirajo vpliv temperature in optimizirajo dizajn za izboljšanje učinkovitosti.

Ta test oceni zmogljivost in primerenost PCB Rogowske črke za sisteme za zagotavljanje energije. S konstantno temperaturno komoro in LCR testiralnikom: postavite črko v komoro, nato uporabite LCR/elektronski sistem za merjenje toka, da izmerite utrjevanje upornika in napako razmerja, kar zagotavlja veljavne podatke v kontroliranih temperaturnih pogojih (npr. -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Analiza po testu: notranji upornik PCB je občutljiv na temperaturo, vendar minimalno vpliva na kotačne/razmerne napake – kar zagotavlja zaščito sistema za zagotavljanje energije.

4 Zaključek

Preobrazovalniki toka so ključni za zaščito in merjenje v sistemih za zagotavljanje energije. Njihova zmogljivost neposredno vpliva na stabilnost sistema in oskrbo z električno energijo. Zato posodobljajte raziskave 10 kV elektronskih preobrazovalnikov toka, da podprete zdravo rast kitajske industrije za zagotavljanje energije.