Elektronik Akım Dönüşümcülerinin Performans Yapısı ve Testi

1 Performans Avantajları

Son yıllarda, elektronik akım dönüştürücüler (ECT'ler) endüstri trendi haline gelmiştir. Ulusal standartlar, onları ikiye ayırır: Aktif Optik Akım Dönüştürücüler (AOCT'ler, aktif hibritleşmiş tip) ve Optik Akım Dönüştürücüler (OCT'ler, pasif optik tip). Aktif hibritleşmiş ECT'ler düşük güçli elektromanyetik dönüştürücüler ve Rogowski bobinleri olarak çekirdek algılama elemanlarını kullanır (Şekil 1).

Rogowski bobinleri, doygunluk olmaması ve geniş dinamik aralıkları sayesinde geleneksel sensörlere göre daha iyi performans gösterir, bu da akım iletim verimliliğini artırır. Ancak, dış manyetik alanlara, sıcaklık/nem değişikliklerine karşı düşük dayanıklılığa sahiptirler ve elle çok katlı sarım yapma sırasında hata riskleri vardır. Elektromanyetik ECT'ler arasında, düşük güç modeller dikkat çekicidir: olgun teknoloji, istikrarlı performans, yüksek duyarlılık, toplu üretim hazırlığı ve geniş güç sistem uygulamaları.

2 Yapı & Çalışma Prensibi
2.1 LPCT: Yapı & İşlem

LPCT (düşük güçli elektromanyetik bir ECT) GB/T 20840.8—2007'de bir ECT uygulaması olarak tanımlanmıştır. Temsilci elektromanyetik bir dönüştürücü olarak, LPCT'nin performansı ve teknolojik olgunluğu her yıl artmaktadır, geniş uygulamalar vaat ediyor.

LPCT, düşük ikincil yüklerle ve gevşek ölçüm gereksinimleriyle güç sistemlerine fayda sağlar. Yüksek geçirgenlik malzemeleri (örneğin, demir tabanlı nanokristal alaşımalar) kullanarak, küçük çekirdeklere sahip hassas ölçümler gerçekleştirir.

Örnekleme direnci Rs, elektromanyetik dönüştürücü ve sinyal iletim birimi olmak üzere LPCT, şu şekilde çalışır: Birincil otobüs akımı, ikincil akıma dönüştürülür, bu da örnek alma direnci tarafından birincil akıma orantılı bir voltaj sinyale dönüşür. İki kez kalkanlanmış bükülmüş tel iletim birimi, bu sinyali bir Zeki Elektronik Cihaza (IED-Business) gönderir, iletim sırasında dış manyetik interferanslardan korur.

2.2 Rogowski Bobinlerinin Yapısı ve Çalışma Prensibi

Rogowski bobinleri, diğer AC akım ölçüm yöntemlerine göre, mükemmel doğrusallık, geniş frekans bandları, demir çekirdeği olmaması, düşük maliyet, hafiflik, kolay montaj/bakım gibi avantajlarla öne çıkmaktadır. Önemli olarak, bu bobinler, histeresis ve doygunluğu önler, geniş ve hassas ölçümlere olanak tanır.

Genellikle, yumuşak telle non-manyetik iskeletler etrafına sıkıca sarılır (Şekil 2) bobin oluşturmak için. Ampère yasasına göre, kapalı bir kontür boyunca manyetik alan gücü H'nin integrali, içeren akımın eşittir. Ancak, pratikte, kesit alanlarının tutarlı olması için hassas, düzgün sarım gerçekleştirmek zordur, bu da istikrarı sınırlar.

Bunu çözmek için, bobinleri sistem ihtiyaçlarına göre optimize edin. Örneğin, bilgisayar/IT araçlarıyla PCB tabanlı tasarımlar kullanarak, tel yerleşimini düzgünleştirin ve dijital kesit işleme yapın. İki bobinin ters serisi sarımı, elektromanyetik interferansı azaltabilir, uzunlamasına manyetik alanları iptal ederek voltaj çıkışı ve doğruluğu artırır.

Geliştirilmiş PCB Rogowski bobinleri, geleneksel kusurları (örneğin, zayıf interferans karşıtlığı, yanlış ölçümler) aşar. Daha basit yapılar, bilimsel tasarımlar ve hassas üretimle, güç sistemi teşvikinde idealdir.

3 Örnekleme Direnç ve Rogowski Bobin İç Direncinin Sıcaklık Katsayılarının Testi
3.1 LPCT Örnekleme Direnci Sıcaklık Katsayısı Testi

Pratikte, tutarsız malzeme özellikleri/süreçleri nedeniyle direnç değerleri sapmalarına uğrar, ölçüm doğruluğunu etkiler. Ayrıca, sıcaklıkla birlikte direnç de değişir, bu da akım dönüştürücüsü oran hatasını önemli ölçüde etkiler.

Sonuç: PCB Rogowski bobin ve LPCT örnekleme direnç değerleri sıcaklıkla değişir, bu da güç sistemlerine güvenlik riskleri oluşturur. Bu nedenle, PCB Rogowski bobinler üzerindeki sıcaklığın etkilerini bilimsel olarak test edin ve örnekleme dirençlerini ekranlayın, böylece dönüştürücüler tasarım ve işletim istikrar gereksinimlerini karşılayacak şekilde çalışsın.

3.2 Rogowski Bobin Direnç Kayması & Oran Hatası Testi

Operatörler, sıcaklık ortamlarını simüle eder, PCB Rogowski bobinlerini çeşitli sıcaklıklarda çalıştırır, veri değişimlerini kaydeder, sıcaklık etkilerini analiz eder ve tasarımları iyileştirmek için optimize ederler.

Bu test, PCB Rogowski bobinlerinin güç sistemleri için performans ve uygunluğunu değerlendirir. Sabit sıcaklık odası ve LCR test cihazı kullanarak: bobini odaya yerleştirin, ardından LCR/elektronik akım test sistemlerini kullanarak direnç kaymasını ve oran hatasını ölçün, kontrol edilen sıcaklık koşulları altında (-50 °C, 250 °C, 450 °C) geçerli verileri sağlayın.

Test sonrası analiz: PCB iç direnci sıcaklığa duyarlıdır, ancak açısal/oran hatalarına sıcaklık çok az etki eder - bu, güç sistemlerinin korunmasını sağlar.

4 Sonuç

Akım dönüştürücüler, güç sistemlerinin koruması ve ölçümü için kritiktir. Performansları, sistemin istikrarını ve kullanıcıya elektrik sağlamanı doğrudan etkiler. Bu nedenle, Çin'in güç endüstrisinin sağlıklı büyümesini desteklemek için 10 kV elektronik akım dönüştürücüler üzerindeki araştırmaları geliştirin.