Mesaŭro de fluo per nul-flua transformiloj en gaz-insulita kommutaĵaro (GIS)
La pligrandiĝo de la komplekseco de la elektra reto, speciale pro la enkonduko de aparatoj bazitaj sur potenco-elektroniko, necesigas sekveblajn mezurmetodojn. Tiuj estas esencaj por akurate determini la altfrekvencajn komponantojn de forta elektra fluo. En la neintruziva mezuro de ambaŭ AC kaj DC elektraj fluoj, magneta kunligo en fluotransformiloj estas ekstense uzata.
La eraro de fluotransformilo estas direktrelema al la magnetizado de ĝia kernio. Tiu naturla ligo nature spurtas la esploron de metodoj por malpliigi tiun magnetan flukson. Unu tia propono estas la nul-fluxa tekniko. En tiu tekniko, balanciga kompensa fluo estas enkondukita por indukti nulan flukson ene de la magneta kernio.
Nul-fluxaj fluotransformiloj apartenas al la kategorio de Malpotentaj Instrumentaj Transformiloj (LPITs). LPITs oferas multajn avantaĝojn, inkluzive pli malgrandan grandon, pli malaltan energokonsumadon, plibonigitan sekurecon, pli altan precizecon, kaj plibonigitan signalfidindon. Kun la realigo de cifera komunikado en substaro laŭ la normo IEC61850-9-2, la uzo de LPITs en Gaz-Insultitaj Substaroj (GIS) estos pli disvastiĝinta.
Detektada vikolo estas respondeca pri sensado de la magneta flukso ene de la kernio. Fermcirkla regilsistemo, konsistanta el amplifilo kaj retroalimenta vikolo, generas duan fluon. Tiu dua fluo estas dezinita por kontraŭstarigi la flukson produktitan de la unua fluo, tiel kreante "Nul-fluxan CT".
Tiu dua fluo tiam pasas tra alta-preciza ŝarĝa rezistoro, generante tensiosignalon, kiu estas proporcia al la unua fluo. En tiu aranĝo, la magnetika materialo de la kernio restas neekscitita, certigante ke ĝi ne montras histeresan aŭ saturigan efikon. Tamen, je DC aŭ malaltfrekvencaj kondiĉoj, la mekanismo de fluksonulligo frontas defiojn. La detektada vikolo ne povas mezuri la restan flukson sub tiaj cirkonstancoj, kaj do, la flukso ne povas efektive esti nulligita.
Por trakti DC-mezurojn, DC-fluxa sensoro estas enkondukita. Tio povas esti Hall-probo enkonstruita en la kernion aŭ flux-gate cirkvo ekipita kun du aldona kontrola kaj sensada vikolo. Avantaĝoj de Nul-fluxaj Fluotransformiloj AC nul-fluxaj sensoroj montras altan linearitecon kaj precizecon. Ili estas imuna kontraŭ la ecoj de la magneta kernio, rezultigante malgrandan fazan eraron. La precizeco de tiuj sensoroj estas ĉefe determinita per la precizeco de la ŝarĝa rezistoro.
La aldono de Hall-probo aŭ flux-gate detektoro ebligas la mezuron de DC fluoj. Tiuj sensoroj estas tre rezistantaj kontraŭ elektromagnetaj interferoj, certigante fidindan operacion en diversaj elektromagnetaj medioj. Mankoj de Nul-fluxaj Fluotransformiloj La sensoro bezonas eksteran energofonton kaj amplifilon por funkcii. Defekta dua cirkvo havas la potencialon generi danĝerajn tensiojn, prezenti sekurecan riskon. Ekzemplo de Uzo de Nul-fluxa Fluotransformilo en la Kii-Channel Projekto HVDC Ligilo por Ekstera 500 kV DC GIS En la Kii-Channel projekto, nul-fluxaj CTs estas uzataj.
Bildo 2 prezentas la blokkonstruan diagramon kaj la hardvarajn detalojn de la CT. La fluo, kiun oni volas mezuri, (Ip), generas magneta flukson, kiu estas influata de la fluo (Is) en la dua vikolo ((Ns)). Tri toroidaj kernioj, situantaj ene de la GIS kompartimento, estas uzataj por sensi la flukson. Kernioj (N1) kaj (N2) estas dediĉitaj al la sensado de la DC komponantoj de la restanta flukso, dum (N3) estas respondeca pri la detektado de la AC komponanto. Osciililo dirigeas la paron de DC-flux-sensantaj kernioj ((N1) kaj (N2)) al saturaĵo en kontraŭaj direktoj.
Se la restanta DC-flukso estas nula, la rezultantaj fluopeako en ambaŭ direktoj estos egalaj. Tamen, se la DC-flukso ne estas nula, la diferenco inter tiuj peako estas proporcia al la restanta DC-flukso. Per kombinado de la AC-komponanto detektita de (N3), estas etablitaj regilo. Tiu regilo generas la duan fluon (Is) tiel, ke ĝi anuligas la tutan flukson. Povamplifilo provizas la fluon (Is) al la dua vikolo (Ns). Poste, la dua fluo estas indirigita al la ŝarĝa rezistoro, kiu konvertas la fluon al ekvivalenta tensiosignalo. La mezurprecizeco estas determinita per la ŝarĝa rezistoro kaj la stabileco de la diferenciala amplifilo.
Nul-fluxaj fluotransformiloj estas precizaj instrumentoj dizajnitaj por AC kaj AC/DC mezuroj. Aktuale, ili plej ofte estas uzataj en Alta-Volta Directa Courant (HVDC) Gaz-Insultitaj Substaroj (GIS). La mezurprincipo de AC nul-fluxa fluotransformilo estas ilustrita en Figuro 1.
