Структура продуктивності та тестування електронних трансформаторів струму

1 Переваги продуктивності

Останніми роками електронні трансформатори струму (ECTs) стали ключовою тенденцією в галузі. Національні стандарти поділяють їх на два типи: Активні Оптичні Трансформатори Струму (AOCTs, активний гібридний тип) та Оптичні Трансформатори Струму (OCTs, пасивний оптичний тип). Активні гібридні ECTs використовують низьковаттні електромагнітні трансформатори та котушки Роговського як основні сенсорні елементи (Рисунок 1).

Котушки Роговського перевершують традиційні датчики завдяки відсутності насичення та широкому динамічному діапазону, що збільшує ефективність передачі струму. Однак вони мають низьку стійкість до інтерференції (вразливі до зовнішніх магнітних полів, змін температури/влаги) та ризики помилок при ручному/многоповерховому намотуванні. Серед електромагнітних ECTs виділяються низьковаттні моделі: зріла технологія, стабільна робота, висока чутливість, готовність до масового виробництва та широке використання в енергетичних системах.

2 Будова та принцип роботи
2.1 LPCT: Будова та функціонування

LPCT (низьковаттний електромагнітний ECT) визначено в GB/T 20840.8—2007 як реалізація ECT. Як представник електромагнітного трансформатора, продуктивність та технічна зрілість LPCT зростають щороку, обіцяючи широке застосування.

LPCT надає переваги енергетичним системам з низькими вторинними навантаженнями та послабленими вимогами до вимірювання. Використовуючи матеріали з високою пермеабельністю (наприклад, на основі залізно-нанокристалічних сплавів), він забезпечує точне вимірювання з маленькими серцевинами.

Складається з вибіркового опору Rs, електромагнітного трансформатора та блоку передачі сигналу, LPCT працює так: первинний струм шини перетворюється на вторинний струм, який вибірковий опір перетворює на напружнення, пропорційне первинному струму. Двократно захищений заплетений провід передає цей сигнал до Інтелектуального Електронного Приладу (IED), захищаючи від зовнішньої електромагнітної інтерференції під час передачі.

2.2 Будова та принцип роботи котушок Роговського

Котушки Роговського перевершують інші методи вимірювання альтернативного струму завдяки перевагам, таким як відмінна лінійність, широкі частотні діапазони, відсутність залізного сердечника, невисока вартість, легка вага та простота встановлення/обслуговування. Ключово, вони уникнути гістерезису та насичення, забезпечуючи широкий, точний діапазон вимірювань.

Зазвичай, м'які дроти туго намотуються навколо немагнітних каркасів (див. Рисунок 2) для формування котушок. Згідно з законом Ампера, інтеграл магнітної індукції H вздовж замкнутого контура дорівнює охопленому струму. Однак, точне, рівномірне намотування (для постійного перерізу) важко досягти на практиці, що обмежує стабільність.

Для вирішення цього, оптимізуйте котушки для потреб системи. Наприклад, використовуйте дизайн на основі ППМ з комп'ютерними/ІТ-інструментами для рівномірного розташування дротів та цифрової обробки перерізів. Обернена серійна намотка двох котушок може зменшити електромагнітну інтерференцію, підвищуючи вихід напруги та точність, відміняючи продовжувані магнітні поля.

Вдосконалені ППМ-котушки Роговського подолують традиційні недоліки (наприклад, слабка стійкість до інтерференції, неточні вимірювання). З більш простими конструкціями, науковим дизайном та точним виробництвом, вони є ідеальними для просування в енергетичних системах.

3 Випробування температурних коефіцієнтів вибіркового опору та внутрішнього опору котушки Роговського
3.1 Випробування температурного коефіцієнту вибіркового опору LPCT

На практиці, неоднакові властивості матеріалів/процесів призводять до відхилення значень опору, що впливає на точність вимірювання. Опори також змінюються зі зміною температури, значно впливаючи на похибки коефіцієнта трансформації струму.

Висновок: значення опору ППМ-котушки Роговського та вибіркового опору LPCT змінюються зі зміною температури, що становить загрозу безпеці енергетичних систем. Тому, науково випробуйте вплив температури на ППМ-котушки Роговського та вибирайте вибіркові опори, щоб забезпечити відповідність трансформаторів проектним та експлуатаційним вимогам стабільності.

3.2 Випробування дрейфу опору та похибки коефіцієнта котушки Роговського

Оператори моделюють температурні середовища, запускають ППМ-котушки Роговського при різних температурах, записують зміни даних, аналізують вплив температури та оптимізують дизайн для покращення ефективності.

Це випробування оцінює продуктивність та придатність ППМ-котушок Роговського для енергетичних систем. Використовуючи термокамеру з постійною температурою та LCR-тестер: розміщуєте котушку в камері, потім використовуєте LCR/електронні системи вимірювання струму для вимірювання дрейфу опору та похибки коефіцієнта, забезпечуючи валідні дані за контролюваних температурних умов (наприклад, -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Аналіз після випробування: внутрішній опір ППМ чутливий до температури, але температура майже не впливає на кутові/похибки коефіцієнта — забезпечуючи захист енергетичної системи.

4 Висновок

Трансформатори струму є критичними для захисту та вимірювання енергетичних систем. Їхня продуктивність безпосередньо впливає на стабільність системи та постачання електроенергії користувачам. Тому, підвищуйте дослідження 10 кВ електронних трансформаторів струму, щоб підтримати здоровий розвиток енергетичної галузі Китаю.