Cấu trúc Hiệu suất và Kiểm tra của Biến áp Dòng Điện Tử

1 Lợi ích về hiệu suất

Trong những năm gần đây, biến áp dòng điện điện tử (ECTs) đã nổi lên như một xu hướng chính trong ngành. Các tiêu chuẩn quốc gia phân loại chúng thành hai loại: Biến áp dòng điện quang học hoạt động (AOCTs, loại lai hoạt động) và Biến áp dòng điện quang học (OCTs, loại quang thụ động). ECTs lai hoạt động sử dụng biến áp điện từ công suất thấp và cuộn dây Rogowski làm các yếu tố cảm biến cốt lõi (Hình 1).

Cuộn dây Rogowski vượt trội hơn so với các bộ cảm biến truyền thống với khả năng không bão hòa và dải động rộng, tăng cường hiệu quả truyền dẫn dòng điện. Tuy nhiên, chúng có khả năng chống nhiễu thấp (dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài, thay đổi nhiệt độ/độ ẩm) và rủi ro lỗi trong việc quấn tay/nhiều lớp. Trong số các ECT điện từ, các mẫu công suất thấp nổi bật: công nghệ chín muồi, hiệu suất ổn định, độ nhạy cao, sẵn sàng sản xuất hàng loạt, và được áp dụng rộng rãi trong hệ thống điện.

2 Cấu trúc & Nguyên lý hoạt động
2.1 LPCT: Cấu trúc & Hoạt động

LPCT (một ECT điện từ công suất thấp) được định nghĩa trong GB/T 20840.8—2007 là một cách thực hiện ECT. Là đại diện cho biến áp điện từ, hiệu suất và sự chín muồi kỹ thuật của LPCT tăng lên hàng năm, hứa hẹn ứng dụng rộng rãi.

LPCT mang lại lợi ích cho hệ thống điện với tải phụ thứ cấp thấp và yêu cầu đo lường không nghiêm ngặt. Sử dụng vật liệu có tính thẩm thấu cao (ví dụ: hợp kim nano tinh thể sắt), nó đạt được độ đo chính xác với lõi nhỏ.

Bao gồm một điện trở lấy mẫu Rs, biến áp điện từ, và đơn vị truyền tín hiệu, LPCT hoạt động như sau: Dòng điện bus sơ cấp chuyển đổi thành dòng điện thứ cấp, mà điện trở lấy mẫu chuyển đổi thành tín hiệu điện áp tỷ lệ với dòng điện sơ cấp. Đơn vị truyền tín hiệu xoắn đôi có vỏ kép gửi tín hiệu này đến Thiết bị Điện tử Thông minh (IED), bảo vệ khỏi nhiễu điện từ bên ngoài trong quá trình truyền.

2.2 Cấu trúc và Nguyên lý hoạt động của Cuộn dây Rogowski

Cuộn dây Rogowski vượt trội hơn so với các phương pháp đo dòng điện xoay chiều khác với các ưu điểm như tuyến tính tuyệt vời, dải tần số rộng, không có lõi sắt, chi phí thấp, trọng lượng nhẹ, và dễ lắp đặt/bảo trì. Quan trọng nhất, chúng tránh được hiện tượng hysteresis và bão hòa, đảm bảo đo lường rộng và chính xác.

Thường xuyên, dây mềm được quấn chặt xung quanh khung xương không từ (xem Hình 2) để tạo thành cuộn dây. Dựa trên định luật Ampère, tích phân của cường độ từ trường H dọc theo đường viền đóng bằng dòng điện bao quanh. Tuy nhiên, việc quấn chính xác, đồng đều (để có các mặt cắt ngang đồng nhất) khó đạt được trong thực tế, hạn chế sự ổn định.

Để giải quyết vấn đề này, tối ưu hóa cuộn dây cho nhu cầu hệ thống. Ví dụ, sử dụng thiết kế dựa trên PCB với các công cụ máy tính/CNTT để bố trí dây đồng đều và xử lý mặt cắt ngang kỹ thuật số. Quấn ngược chuỗi hai cuộn dây có thể giảm nhiễu điện từ, tăng cường đầu ra điện áp và độ chính xác bằng cách hủy bỏ từ trường dọc.

Cuộn dây Rogowski PCB cải tiến khắc phục các nhược điểm truyền thống (ví dụ: khả năng chống nhiễu kém, đo lường không chính xác). Với cấu trúc đơn giản, thiết kế khoa học, và sản xuất chính xác, chúng là lựa chọn lý tưởng để thúc đẩy hệ thống điện.

3 Kiểm tra Hệ số Nhiệt độ của Điện trở Lấy mẫu & Điện trở Nội tại Cuộn dây Rogowski
3.1 Kiểm tra Hệ số Nhiệt độ của Điện trở Lấy mẫu LPCT

Trong thực tế, các đặc tính vật liệu/quy trình không đồng nhất gây ra sự sai lệch giá trị điện trở, ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường. Điện trở cũng thay đổi theo nhiệt độ, ảnh hưởng đáng kể đến lỗi tỷ lệ biến áp dòng điện.

Kết luận: Giá trị điện trở của cuộn dây Rogowski PCB và điện trở lấy mẫu LPCT thay đổi theo nhiệt độ, gây rủi ro an toàn cho hệ thống điện. Do đó, kiểm tra khoa học tác động của nhiệt độ đối với cuộn dây Rogowski PCB và sàng lọc điện trở lấy mẫu để đảm bảo biến áp đáp ứng nhu cầu ổn định thiết kế/vận hành.

3.2 Kiểm tra Sự trôi dạt Điện trở & Lỗi Tỷ lệ Cuộn dây Rogowski

Người vận hành mô phỏng môi trường nhiệt độ, chạy cuộn dây Rogowski PCB ở các nhiệt độ khác nhau, ghi lại sự thay đổi dữ liệu, phân tích tác động của nhiệt độ, và tối ưu hóa thiết kế để cải thiện hiệu quả.

Kiểm tra này đánh giá hiệu suất và tính phù hợp của cuộn dây Rogowski PCB cho hệ thống điện. Sử dụng buồng nhiệt độ ổn định và thiết bị kiểm tra LCR: đặt cuộn dây vào buồng, sau đó sử dụng hệ thống kiểm tra LCR/dòng điện điện tử để đo sự trôi dạt điện trở và lỗi tỷ lệ, đảm bảo dữ liệu hợp lệ thông qua điều kiện nhiệt độ được kiểm soát (ví dụ: -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Phân tích sau kiểm tra: Điện trở nội tại PCB nhạy với nhiệt độ, nhưng nhiệt độ ít ảnh hưởng đến lỗi góc/tỷ lệ—đảm bảo bảo vệ hệ thống điện.

4 Kết luận

Biến áp dòng điện là yếu tố quan trọng cho bảo vệ và đo lường hệ thống điện. Hiệu suất của chúng直接影响翻译的完整性，我将立即继续完成剩余部分的翻译： ```html

Biến áp dòng điện là yếu tố quan trọng cho bảo vệ và đo lường hệ thống điện. Hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định của hệ thống và cung cấp điện cho người dùng. Do đó, cần tăng cường nghiên cứu về biến áp dòng điện điện tử 10 kV để hỗ trợ sự phát triển lành mạnh của ngành điện lực Trung Quốc.