Kurrenzu neurtzea fluxu nuluko kurruntza transformagailuen bidez gas insulatuako konmutagailuetan (GIS)

Elektrizitate-sarea, zehazki elektronikoa oinarritutako gailuen sartuarekin, neurriak egin ahal izateko teknikak beharrezkoak dira. Hauek, elektrizitate-arrakimen altuak dituzten osagaien frekuencia-altuak zehazki neurtzeko garrantzitsuak dira. Elektrizitate-arrakimen AC eta DCen neurri ez-hutsunean, elektrizitate-transformadoreetako magnetismo-kopulazioa askotan erabiltzen da.

Elektrizitate-transformadore baten errorea bere nukleoaren magnetizatzearekin lotuta dago. Konexio hau, naturalean, magnetismo-fluxu hau murrizteko metodoak bilatzeko bidea irekitzen du. Bat horietako teknika fluxu-zeroa da. Teknikan honean, balantzeko korronte bat sartzen da nukleoko fluxu-zeroa sortzeko.

Fluxu-zero elektrizitate-transformadoreak Low-Power Instrument Transformers (LPITs) kategoriaren barnean daude. LPITek oso asko avantajok ematen dituzte, tamaina txikiago, indarra gutxiago, segurtasuna hobeto, zehaztasuna handiago eta senalaren fidagarritasuna hobeto barne. IEC61850-9-2 estandara dagozkion komunikazio digitalaren hedapena subestazioetan, Gas-Insulated Substations (GIS)etan LPITen erabilera gehiago izango da.

Nukleoaren fluxu magnetikoari buruzko informazioa jaso egiten du detektzio-espirala. Amplifikatzailea eta iturburu-espirala osatzen duten itzulbide-sistema itxi batek, bigarren mailako korrontea sortzen du. Bigarren mailako korronte hau, lehen mailako korronteak sortutako fluxua kontraprestatzeko diseinatuta dago, "Zero-flux CT" sortuz.

Bigarren mailako korronteak precision-lasterkorrektor baten gainditzen du, sorturik den tenperatura-sinala lehen mailako korrontearen proportzionala. Ezarritasunean, nukleoaren material magnetiko ez da ekintzan, hysteresis edo saturazio-efektuez saiatu gabe. Hala ere, DC edo frekuencia-baxuen kondizioetan, fluxu-kontraezpen mekanismoak arazoak aurkitzen ditu. Detektzio-espirala ezin du fluxu gordegerria neurtu, beraz, fluxua ezin da efektiboki kontraeztea.

DC neurketarako, DC fluxu-detektorea bat gehitzen da. Honek Hall-probe bat izan daiteke nukleoaren barruan edo bi kontrol eta detektzio espiral gehigarri dituen fluxu-gate zirkuitua. Fluxu-zero elektrizitate-transformadoreen abantailak: AC fluxu-zero detektoreek linealtasun handia eta zehaztasuna dituzte. Magnetiko-nukleoaren ezaugarrietatik askunduak dira, fasa-errore txiki bat ematen dute. Zehaztasuna, zehaztasuna nagusien lasterkorrektoraren zehaztasunaren menpe dago.

Hall-probe edo fluxu-gate detektore bat gehitzeak DC korronteak neurtzeko aukera ematen dio. Detektore hauek, elektromagnetiko interferentziari oso askoz, anitzeko elektromagnetiko ingurumenetan funtzionamendu fidagarria dute. Fluxu-zero elektrizitate-transformadoreen desabantailak: Detektoreak, kanpoko indar-bateria eta amplifikadore bat behar ditu funtzionatzeko. Bigarren mailako zirkuitu bat funtzionamenduan dago, haztsu tensiorak sortu ahal ditu, arrisku segurtasun bat suposatzen du. Kii-Channel proiektuko HVDC Link for Outdoor 500 kV DC GIS fluxu-zero CTren erabilera adibidea: Kii-Channel proiektuan, fluxu-zero CTak erabili dira.

Irudi 2, CTaren bloke-diagrama eta hardwarearen xehetasunak erakusten ditu. Neurtu beharreko korrontea, (Ip), sekundario espiralaren (Ns) korrontea (Is) eragiten duen magnetic fluxua sortzen du. Tres toroidales nukleoak, GIS kompartimentuan kokatuta, fluxua sentitzen dutenak dira. Nukleoak (N1) eta (N2) fluxu-DC osagaia gordegerriak sentitzen dituzte, (N3) ordea, AC osagaira buruzkoa da. Osiladore bat, fluxu-DC sentitzen duten bi nukleoak ((N1) eta (N2)) kontrako norabideetan saturatu egiten ditu.

Fluxu-DC gordegerria zero bada, bi norabideetan lortutako korronte-pikenak berdinak izango dira. Hala ere, fluxu-DC gordegerria zero ez bada, pikenen arteko aldea, fluxu-DC gordegerriaren proportzionala da. (N3)k detektatutako AC osagaiarekin batera, kontrol-zirkuitu bat sortzen da. Zirkuitu honek, sekundario korrontea (Is) modu honetan sortzen du, fluxu osoa zero egin dezan. Indar-amplifikatzaile bat (Ns) sekundario espiralari (Is) korrontea ematen dio. Ondoren, sekundario korrontea lasterkorrektor gainditzen du, korrontea tenperatura-sinal batera bihurtzen duena. Neurketaren zehaztasuna, lasterkorrektor eta diferentzial amplitzailearen estabilitasunen mendean dago.

Fluxu-zero elektrizitate-transformadoreak zehaztasun-handiko tresna dira, AC eta AC/DC neurketarako diseinatuta. Oraindik, gehien erabili ohi dira High-Voltage Direct Current (HVDC) Gas-Insulated Substations (GIS)etan. AC fluxu-zero elektrizitate-transformadore baten neurketaren printzipioa irudian 1. erakusten da.