Miżur għall-kurrent meħtieg minn trasformazzjonijiet tal-kurrent ta’ flus zero f’sistema elektrika imqassma bl-aħwa (GIS)

Il-żid fl-komplikazzjoni tal-grid tal-enerġija, speċjalment meta jiġu inkorporati l-apparati bażati fuq il-power electronics, jħtieġ tekniki ta’ misurament trakkabbli. Din hija waħda essenzjali biex tiġi miftuħa s-silġ ta’ kumponenti ta’ frequenza għoli f’kurrenti elektrika għoli. Fl-misurament non-invażiv tal-kurrenti elektrika AC u DC, it-tieqa magneżika fil-current transformers tittieħed amministrat akbar.

L-errur ta’ current transformer hija direttament relata mal-magnetizazzjoni tal-core tagħha. Din il-kożjuntura inerenti tistimula s-silġ ta’ metodi biex tintibu din il-fluss magneżiku. Wieħed minn dawn il-modi huwa l-teknika ta’ zero-flux. F’din it-teknika, jintroduċi kurrent kompenzattiv ta’ bilanċi biex jagħmel zero-flux fil-core magneżiku.

I-zero-flux current transformers jappartanil kategorija ta’ Low-Power Instrument Transformers (LPITs). LPITs joffru n-numru ta’ avantagi, inkluż is-silġ, konsum ta’ energija inqas, sigurtà aċċessata, aċċuratzza aqra, u affidabilità mill-baħar segwanti. B’implementazzjoni ta’ komunikazzjoni dixitali fis-sottostazzjonijiet skont il-standard IEC61850-9-2, l-użu ta’ LPITs fi Gas-Insulated Substations (GIS) se ssir aktar diffuża.

Winding ta’ detizzjoni huwa responsabbli biex jissensja l-fluss magneżiku fil-core. Sistem ta’ kontrol loop magħmuq, li jikkonsisti minn amplifikatur u winding ta’ feedback, jġenera kurrent sekondari. Dak ikurrent sekondari huwa disegnat biex ikontra l-fluss prodott mil-kurrent primari, bl-għaddijiet li jikkrea “Zero-flux CT”.

Ikurrent sekondari jipprocedi permezz ta’ resistur ta’ onus preċiż, jġenera segnal ta’ volttagġ proporzjonali għal kurrent primari. F’din is-settatura, il-material magneżiku tal-core jibqa’ mhux emettut, jastgħu li ma jexhibixx hysteresis jew effetti ta’ saturazzjoni. Imma, fid-kundizzjonijiet ta’ DC jew ta’ frequenza baża, mekanismu ta’ kansellazzjoni tal-fluss ifeċċa sfidi. Il-winding ta’ detizzjoni ma jistax jimmisura l-fluss residwu fis-sitwazzjonijiet diġa’, u għalhekk, il-fluss ma jistax jikkansella efikacement.

Biex jaffrontaw l-misurazzjonijiet ta’ DC, jiġi inkorporat sensor ta’ fluss DC. Dan jista’ jkun probe Hall imbutta fil-core jew circuit ta’ flux-gate ħammiż bi żewġ windings addizzjonali ta’ kontrol u ta’ detizzjoni. Avvantagi ta’ Zero-flux Current TransformersI-sensors ta’ zero-flux AC jimmutaw linjarità u preċiżjoni għoli. Huma immuni għall-karatteristiċi tal-core magneżiku, bl-għaddijiet li jiġi ġenerat errur ta’ faz ta’ silġ. L-aċċuratzza ta’ dawn is-sensors hija determinata prinċipalment mill-preċiżjonna tar-resistur ta’ onus.

Tazza ta’ probe Hall jew detector ta’ flux-gate tpermetti l-misurazzjoni ta’ kurrenti DC. Is-sensors huma resistenti ħafna għall-interferenzi elettromagneżika, jinkitebu operazzjoni affidabili f’ambjenti elettromagneżiku differenti. Svantaggi ta’ Zero-flux Current TransformersIs-sensor jirequire supplit ekstern ta’ energija u amplifikatur biex jifunzjoni. Circuit sekondari defektiv għandu potenzjali li jġenera volttaggi perikoluż, li jippreżentaw riskju ta’ sigurtà. Esempju ta’ Użu ta’ Zero-flux Current Transformer fil-Proġett Kii-Channel HVDC Link għal Outdoor 500 kV DC GISFil-proġett Kii-Channel, jiġu utillizati zero-flux CTs.

Figura 2 tippresenta id-diagram ta’ blokk u d-dettalji tal-hardwar tal-CT. Il-kurrent li għandu jiġi mmisurat, (Ip), jġenera fluss magneżiku li jinfluwenza l-kurrent (Is) fil-winding sekondari ((Ns)).Tri cores toroidali, lokati fil-kampana tal-GIS, jiġu utilizzati biex isensjaw il-fluss. Il-cores (N1) u (N2) huma dedikati biex isensjaw il-kumponenti ta’ DC tal-fluss rimanenti, waqt li (N3) huwa responsabbli biex iddetekta l-kumponenti ta’ AC. Oscillator jdiri l-pajji ta’ cores ta’ sensar ta’ fluss DC ((N1) u (N2)) fis-saturazzjoni fid-direzzjonijiet kontra.

Jekk il-fluss DC rimanenti huwa zero, il-kurrenti peak fit-tnejn id-direzzjonijiet se jkunu ugwal. Imma, jekk il-fluss DC huwa mhux zero, il-differenza bejn dawn il-peaks tkun proporzjonali għal fluss DC rimanenti. Biex kombini l-kumponenti ta’ AC dettetwat minn (N3), jiġi stabilit loop ta’ kontrol. Dan il-loop jġenera l-kurrent sekondari (Is) b’mod li jannulla l-fluss oħlo. Amplifikatur ta’ potenza jipprovdixxi l-kurrent (Is) lil winding sekondari (Ns). Wara dan, ikurrent sekondari jiġi indirizzat għal resistur ta’ onus, li jkonverti l-kurrent f’segnal ta’ volttagġ ekvivalent. L-aċċuratzza ta’ misurament hi determinata mill-resistur ta’ onus u l-stabilità ta’ differential amplifier.

I-zero-flux current transformers huma instrumenti preċiżi disegnati għal misurazzjonijiet ta’ AC u AC/DC. Fi l-ħin prezent, huma l-aktar komuni fil-High-Voltage Direct Current (HVDC) Gas-Insulated Substations (GIS). Il-prinċipju ta’ misurament ta’ current transformer ta’ zero-flux AC hija illustrata fil-Figura 1.