Karatteristiċi tal-prestazzjoni u d-dizajn strutturali ta' switċi vakjuum montati fuq kolumna fl-aħważ
Minn 2009 sa 2010, il-Grid tal-Istat fuq fil-fażi pilota ta’ pianifikazzjoni tal-grid smart, koncentrandu ruħu fuq it-twaqqif ta’ pjan ta’ għaddija għal grid smart qawi, jikkonduċi riċerka u svilupp ta’ teknoloġiji u attrezzaturi ġewdili, u jiġi esegwitu proġetti pilota f’diversi setturi. Il-perjuodu minn 2011 sa 2015 segna l-fażi ta’ konsizzjoni fulla, fejn inizjat sistema ta’ kontrollo operattiv u servizi interattivi għal grid smart, u saru riformi sostanzjali f’teknoloġiji u attrezzaturi ġewdili, li wasslu għall-applikazzjoni estensiva tagħhom.
Minn 2016 sa 2020, daħal fil-fażi tal-lideranza u aġġornament, b’grid smart unifikat u qawi stabbilit fl-intera, u teknoloġiji u attrezzaturi li raggiunaw livelli avvanzati internazzjonali. F’din il-ħin, il-kapaċità tal-grid li t-oprimizza l-allocuzzjoni tas-sorsijiet tkun imbelliħa ħafna. Biex tirrispondi l-għoli tal-obiettivi nazzjonali tal-grid smart, il-vacuum circuit breakers montati fuq posti esterni fit-tramuntana prinċipali huma miftuħa biex jwieġbu għal protezzjoni intelligenti b’mikrokompjuter b’sensibilità għad-daqqs, li ifisser valur minimu operattiv primari ta’ korrent bażiku.
Għalhekk, dawn il-vacuum circuit breakers montati fuq posti esterni huma miftuħa biex jiġu ekwippati b’turrent transformers addizzjonali għal protezzjoni differenzjali, u wkoll b’rest current transformers għal protezzjoni b’mikrokompjuter biex jagħmlu protezzjoni tajba tal-mikrokompjuter. It-turrent transformers tradizzjonali huma kbir tal-ħajt, qieda, u b’prezzjoni żgħira.
Afektati minn fatturi kif l-spazju limitat ta’ installazzjoni u d-daqs tal-kabli tal-lead sekondarju, ma jistgħux jagħmlu l-applikazzjoni tal-protezzjoni b’mikrokompjuter tal-vacuum circuit breakers montati fuq posti esterni. F’dan il-ħin, kull vacuum circuit breakers esterni li jistgħu jagħmlu l-applikazzjoni tal-grid smart nazzjonali huma prodotti mill-bidni stranieri, li jaqsmu l-kost ta’ produzzjoni għad-daqqs. Biex jadapta l-għoli tal-grid smart nazzjonali, huwa neċessarju li jinventaw vacuum circuit breakers esterni li jissodisfaw l-ebda bisogna tal-grid smart nazzjonali.
Fl-ħal preżent, l-isfida teknika primarja li għandna nieħduha l-qalb hi l-iżvilupp ta’ rest current transformers għal protezzjoni b’mikrokompjuter li jistgħu jiġu użati fl-istess waqt mal-circuit breakers, li jissodisfaw l-ebda bisogna tal-installazzjoni f’ispazi żgħar, protezzjoni mikrokompjuter b’sensibilità għad-daqqs, u funzjonament preċiż, u wara l-kollox jagħmlu l-lokalizzazzjoni tal-rest current transformers għal protezzjoni b’mikrokompjuter.
Aplikazzjonijiet u Rekwiżiti ta’ Performanża tal-Rest Current Transformers għal Protezzjoni b’Mikrokompjuter
Il-rest current transformer (zero-sequence current transformer) huwa turrent transformer specializzat li jgħadil rest current (zero-sequence current). Huwa użat għal protezzjoni ta’ grounding singola f’sistemi neutral insulated. It-tlett fasi tal-konduċtori jimpassjaw permezz tal-finestra tal-core tal-transformer contemporanament, serwit bil-primary winding tal-transformer.
Meta s-sistema topera normalment, is-summa vettoriali tal-korrenti tat-tlett fasi hija zero, u ma jkunx output mill-lead sekondarju tal-rest current transformer. Meta jiġi verifikat fault ta’ grounding singola f’linja partikulari, il-korrent primari tal-rest current transformer irraggiung il-valur minimu operattiv tal-relay jew protezzjoni b’mikrokompjuter, li jiġġenera l-azzjoni tal-dispożitiv tal-protezzjoni.
F’l-każ kontrarju, jibqa’ inattiv. Fl-rest current transformers tradizzjonali, il-lead sekondarju huwa magħmuq direttament mal-relay. Bil-numru ta’ turns tal-primary winding tal-transformer tipikament huwa 1, il-numru ta’ turns tal-lead sekondarju huwa żgħir. Il-korrent primari minimu operattiv tal-rest current transformers tradizzjonali huwa ħafna bejn 2.4A u 10A, u l-korrent primari nominali tal-rest current transformers tradizzjonali huwa solitament selezzjonat bejn 15A u 300A. Biex jissodisfa l-rekwiżiti ta’ prezzjoni, l-area tal-cross-sectional tal-core tal-transformer hija disegnata relativament kbira, li tgħaddi għal dimenziuni kbiri, qieda, u prezzjoni żgħira, u lead sekondarju żgħir.
Meta l-korrent tal-fault huwa inferjur għal 2.4A, il-korrent tal-output tal-transformer tradizzjonali ma jkunx suffiċjent biex jattiva l-relay, li jħolqo “dead zone”. Għalhekk, biex jippermetti ll-transformer li jagħmel protezzjoni preċiża għal mikrokompjuter f’l-ambit tal-korrenti operattivi sensibbli mingħajr dead zone, huwa neċessarju li jiddisegna rest current transformer speciali li jistgħu jiġu użati fl-istess waqt mal-protezzjoni b’mikrokompjuter.
Limitat mill-spazju tal-installazzjoni tal-circuit breaker, il-rest current transformer speciali użat mal-protezzjoni b’mikrokompjuter għandu jkun żgħir tal-ħajt u qieda, u jirequirew output sekondarju b’prezzjoni għad-daqqs u load sekondarju kbir. Ġeneralement, il-korrent primari operattiv tal-transformer huwa richiest biex ikun bejn 0.2A u 10A. Jekk il-transformer jista’ jgaranti linearity u sensibilità għad-daqqs fid-daqqs ta’ load sekondarju kbir, jista’ jissodisfa l-ebda rekwiżiti tal-protezzjoni b’mikrokompjuter u jivita l-avveniment ta’ dead zone.
Dissign Strutturali tal-Rest Current Transformers għal Protezzjoni b’Mikrokompjuter
Selezzjoni tal-Parametri ta’ Load Nominali tal-Transformer
Il-vacuum circuit breakers montati fuq posti esterni huma solitament installati barra u huma lontani mid-dispożitiv tal-automazzjoni suportati. Imma l-load richiesta għal protezzjoni b’mikrokompjuter hija żgħira. Waqt id-dissign tal-rest current transformer, il-load nominali jikkonsidra l-load tal-lead sekondarju tal-transformer. Minħabba li l-dispożitiv tal-protezzjoni b’mikrokompjuter huwa solitament lontan mill-circuit breaker montat fuq posti esterni, il-load nominali tal-transformer solitament jikkunsidrat biex ikun kbir, u l-maksimu jirraggiung afakkur 200Ω (dan il-load jista’ jiġi determinat skond is-sitwazzjoni reali tal-utent).
Selezzjoni tal-Numru ta’ Turns tal-Primary u Sekondarju Windings, Forma tal-Core, u Materjal
Ir-rest current transformers għal protezzjoni b’mikrokompjuter jirequirew sensibilità eċċessivament għad-daqqs u għandhom jiġibu rapidament u preċiżament. Is-sensibilità tiferri għal kapabilità tal-lead sekondarju tal-transformer biex jiġibu għal korrent tal-leakage, li tista’ tiġi descrivuta hekk: meta jkun hemm cert ammont ta’ korrent tal-leakage, aktar mhuxxejta l-eletromotiv indotta ta’ transformers differenti, aktar għad-daqqs huwa ssensibilità tagħhom.
Is-sensibilità hija relata mal-numru ta’ turns tal-primari u sekondarju windings tal-transformer. Aktar turns fi l-lead sekondarju, aktar għad-daqqs huwa ssensibilità. Ir-rest current transformer jikkonnessa direttament mat-tlett fasi tal-konduċtori primari, u l-kablu primari huwa l-inneb, bl-ammont ta’ turns primari huwa 1. L-aument tal-ammont ta’ turns primari mhux prattikabil.
L-eletromotiv indotta tal-lead sekondarju, U2=4.44f⋅N2⋅μ⋅I1⋅S, fejn:
I1 rappresenta l-korrent primari nominali.
S huwa l-area tal-cross-sectional tal-core tal-ferru.
μ huwa l-permeabilità magnetika.
f huwa l-frequenza.
N2 huwa l-ammont ta’ turns tal-lead sekondarju.
Minn dan l-formula, għal effett tal-limiti tal-pożizzjoni tal-installazzjoni tal-transformer, l-dimensjonijiet esterni tal-transformer ma jistgħux ikunu kbira. Għalhekk, l-area tal-cross-sectional tal-core tal-ferru tal-transformer hija relativament żgħira. Biex jirringaċċja s-sensibilità tal-transformer, huwa neċessarju li jżidu l-ammont ta’ turns tal-lead sekondarju jew jiżbedu l-permeabilità magnetika tal-core tal-ferru tal-transformer.
Il-korrent primari nominali tal-vacuum circuit breakers esterni huwa bsicillament inferjur għal 630A. F’dan is-silġ tal-area tal-cross-sectional tal-core tal-ferru tal-transformer, biex jgarantu s-sensibilità għad-daqqs, permezz ta’ esperimenti, l-ammont ta’ turns tal-lead sekondarju solitament huwa settjat bejn 1500 u 2000 turns. Il-numru speċifiċi ta’ turns jista’ jiġi determinat skond il-load sekondarju u l-volttagġ tal-output tal-lead sekondarju tal-transformer richiesti mill-mikrokompjuter.
Waqt li l-area tal-cross-sectional tal-core, l-ammont ta’ turns, u l-load sekondarju huma determinati, il-parametru li jaffetta l-eletromotiv indotta tal-lead sekondarju (ossia s-sensibilità) tal-transformer hija relata biss mal-permeabilità magnetika tal-core tal-ferru. Għalhekk, l-determinazzjoni tal-materjal tal-core tal-ferru użat fit-transformer hija essenzjali. Il-linearity u l-caratteristiċi ta’ residual tal-transformer menzjonati wara huma relati strettament mal-materjal tal-core tal-ferru.
Analizzand il-data fil-Tabela 1, kemm il-nanocrystalline alloy kemm il-Metglas għandhom permeabilità magnetika l-aktar għad-daqqs. Imma l-Metglas għandu intensità ta’ induction saturazzjoni relativament bassa u huwa ukoll kariss fil-merkat. Konsidrat komprensivament, nagħżlu preferenzjalment il-nanocrystalline alloy bħal materjal. S-sensibilità tal-transformer mhux biss proporzjonali mal-permeabilità magnetika tal-core tal-ferru, imma għandha wkoll relazzjoni diretta mal-forma tal-core tal-ferru u l-lunghezza tal-circuit tal-magnetismo.
Ġeneralement, aparut mill-użu ta’ materjal b’permeabilità għad-daqqs għal core tal-ferru biex jirringaċċja s-sensibilità tal-transformer, nessegwu anke biex nqasmu l-circuit tal-magnetismo tal-core tal-ferru b’mod massim biex nirringaċċjaw l-magnetic leakage u nassiguraw l-utilizzo tal-core tal-ferru. Normalment, il-core tal-ferruċircular għandu l-circuit tal-magnetismo l-iktar qasir. Imma, għalock li l-tlett fasi tal-konduċtori primari tal-vacuum circuit breaker montati fuq posti esterni huma disposti fiank ta’ fiank, meta l-spazju permieti, il-core tal-ferru għandu jiġi dissennat bħal ellipse bsedija fuq is-silġ u l-spazjar tal-tlett fasi tal-konduċtori primari tal-circuit breaker. Il-forma tal-transformer u r-rapport posizzjonali ma’ l-konduċtor primari huma mostrati fil-Figura 1.
Ir-rest current transformer għandu jkun jistgħu jiġibu rapidament għal stati abnormali ta’ leakage fil-circuit u jipprovdi signal tal-volttagġ azjonabbli għal dispożitiv tal-protezzjoni b’mikrokompjuter. Il-transformer għandu jkun jgħadil linearity eċċellenti biex jirrifletta l-istat operattiv tal-circuit. Il-linearity tiferri għal rapport konstant bejn l-ammont ta’ varjazzjoni tal-korrent tal-input u l-varjazzjoni tal-volttagġ tal-output tal-transformer, kif mostrat fil-Figura 2.
Il-transformer huwa relazjonat biss mal-permeabilità magnetika tal-core tal-ferru. Għalhekk, l-determinazzjoni tal-materjal tal-core tal-ferru użat fit-transformer hija essenzjali. Il-linearity u l-caratteristiċi ta’ residual tal-transformer menzjonati wara huma relati strettament mal-materjal tal-core tal-ferru.
Fil-circuit, il-korrent primari operattiv minimu tal-circuit breaker huwa solitament richiest biex ikun infejr għal 10A. Għalhekk, solitament huwa richiest biex meta l-korrent primari tal-transformer huwa infejr għal 10A, akbar huwa l-rapport bejn l-ammont ta’ varjazzjoni tal-korrent tal-input u l-ammont ta’ varjazzjoni tal-volttagġ tal-output tal-transformer linear, akbar huwa jissodisfa l-ebda requisiti tal-użu. Il-requisiti ta’ linearity tal-transformer jiġu testati ripetutament.
F’din il-kondizzjoni ta’ permeabilità magnetika definita tal-core tal-ferru u load sekondarju, l-output tal-volttagġ tal-transformer huwa assigurat biex jvarja linearment permezz tal-adjustment tal-area tal-cross-sectional tal-core tal-ferru jew numru ta’ turns sekondarji. Imma, fis-sistemi reali, huma sovent presenti fatturi oħra li jaffettaw il-transformer mill-provduta tal-volttagġ assolut tal-mikrokompjuter.
Meta l-transformer jiġi installat, huwa jittieħed permezz tal-tlett fasi tal-konduċtori disposti fiank ta’ fiank. Meta l-konduċtur primari jippassa l-korrent nominali, ir-rest current transformer jiġi interferit permezz tal-magnetic fields generati mil-korrenti tat-tlett fasi contemporanament, u l-density tal-flux magnetic lokali tal-core tal-ferru se tzejjed. Jiġi l-parti lokali tal-core tal-ferru oversaturated, l-linearity tal-transformer se tiddeteriora, affettant gravi l-magnitudini tal-volttagġ tal-output sekondarju. Bħal result, l-protezzjoni b’mikrokompjuter se tmur xejn jew tfali l-operazzjoni.
F’dan il-kontext, wara ir-rest current transformer jiġi impattat permezz tal-grandi ground-fault currents, u wara l-azzjoni tal-protezzjoni tkompli u l-forza tal-korrent tirkupra għal operazzjoni kontinwa, jekk l-parameters tecniki tal-transformer ma jistgħux jirritorna lill-statu qabel l-impatt, ossia jkun hemm residu magnetik fil-core tal-ferru tal-transformer, se taffettaw gravament l-azzjoni esatta tal-leakage protector l-ġejja.
Waqt id-dissign tal-rest current transformer, il-punti seguenti għandhom jintużaw:
Il-core tal-ferru għandu jkun magħmul mill-nanocrystalline alloy b’permeabilità magnetika għad-daqqs u residual magnetism bass. Dan il-materjal għandu overload characteristics tajba u jista’ jirritorna lill-statu magnetiku inizjali f’mod facili meta jkun hemm over-current impact. Il-volttagġ ta’ residual tal-transformer jista’ jiġi kontrollat u detektat biex ma jkunx ikbar minn xi ammont permezz tal-simulation ta’ passaggio ta’ diversi ground-fault currents fuq il-lead primari. Imma, l-volttagġ ta’ residual tal-transformer solitament jiżdied meta l-korrent primari nominali jiżdied. Wara l-core tal-ferru jirraggiung il-saturazzjoni magnetika, l-volttagġ ta’ residual fuq il-lead sekondarju tal-transformer se jiżdied drastikament.
Waqt id-dissinn tal-transformer, biex nimminimu l-influwenza tal-korrent primari fuq l-valur ta’ volttagġ ta’ residual tal-rest current transformer, meta jkunu selezzjonati l-nanocrystalline alloy b’permeabilità magnetika għad-daqqs u residual magnetism bass biex jagħmlu l-core tal-ferru, għandhom jiġu aċċessati misuri kif l-appropriata ziddija tal-area tal-cross-sectional tal-core tal-ferru jew l-minimized internal resistance tal-lead sekondarju permezz tal-joint effort biex jiżdied l-volttagġ ta’ residual tal-rest current transformer.
