శూన్య ఫ్లక్స్ విద్యుత్ పరివర్తనకు ద్వారా గ్యాస్ అంతర్గత స్విచ్‌గైరు (GIS) లో విద్యుత్ ప్రవాహ కొలతలు

శక్తి గ్రిడ్‌ల పెరిగిన సంక్లిష్టత, విద్యుత్ - ఇలక్ట్రానిక్ ఆధారిత పరికరాల సహకరణతో, ట్రేసేబుల్ కొలవడానికి అవసరం. ఈ విధానాలు ఉన్నత-తరంగోత్తమ విద్యుత్ ప్రవాహాల యొక్క హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఘటకాలను సరైన రీతిలో నిర్ధారించడంలో ముఖ్యమైనవి. ఏసీ మరియు డిసీ విద్యుత్ ప్రవాహాల నిర్వహణా కోసం, ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లో మాగ్నెటిక్ కాప్లింగ్ వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క తప్పు దాని కోర్ యొక్క మాగ్నెటైజేషన్‌తో నేరుగా సంబంధం కలిగివుంటుంది. ఈ స్వభావిక సంబంధం ఈ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌ను తగ్గించడానికి విధానాల వ్యవహరణను ప్రోత్సహిస్తుంది. ఒక విధానం జీరో-ఫ్లక్స్ విధానం. ఈ విధానంలో, మాగ్నెటిక్ కోర్లో జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవర్తించడానికి సమాధానంగా ఒక బాలంసింగ్ కంపెన్సేటింగ్ ప్రవాహం చేర్చబడుతుంది.

జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు లో-పవర్ ఇన్స్ట్రుమెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు (LPITs) యొక్క వర్గంలో ఉంటాయి. LPITs అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి, వాటిలో చిన్న పరిమాణం, తక్కువ శక్తి ఉపయోగం, పెంపు సురక్షణ, అధిక సామర్థ్యం, మరియు సంకేత విశ్వాసకోల్పోయకపోవడం ఉన్నాయి. IEC61850-9-2 మానదండాన్ని అనుసరించి సబ్స్టేషన్లో డిజిటల్ మార్గదర్శకత అమలు చేయడంతో, LPITs యొక్క ఉపయోగం గ్యాస్-ఇన్సులేటెడ్ సబ్స్టేషన్ల్లో (GIS) అధిక ప్రామాణికతను ప్రాప్తించబోతుంది.

కోర్లోనించిన మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌ను సెన్స్ చేయడానికి డెటెక్షన్ వైండింగ్ దాయిత్వం ఉంటుంది. ఒక క్లోజ్డ్-లూప్ నియంత్రణ వ్యవస్థ, ఒక అంప్లిఫైయర్ మరియు ఒక ఫీడ్బ్యాక్ వైండింగ్ యొక్క సమాహారం, ఒక సెకన్డరీ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తించుతుంది. ఈ సెకన్డరీ ప్రవాహం మొదటి ప్రవాహం యొక్క ఫ్లక్స్‌ను ఎదుర్కోవడానికి డిజైన్ చేయబడింది, అది జీరో-ఫ్లక్స్ CT యొక్క సృష్టిని చేస్తుంది. 

సెకన్డరీ ప్రవాహం తర్వాత ఒక ప్రీషన్ బర్డన్ రెజిస్టర్ దాటుతుంది, మొదటి ప్రవాహానికి అనుపాతంలో ఒక వోల్టేజ్ సిగ్నల్ ఉత్పత్తించుతుంది. ఈ సెటప్ లో, కోర్ యొక్క మాగ్నెటిక్ పదార్థం ముద్రితం కాకుండా ఉంటుంది, అది హిస్టరీసిస్ లేదా స్యాచ్రేషన్ ప్రభావాలను ప్రదర్శించకుండా ఉంటుంది. కానీ, డిసీ లేదా తక్కువ-తరంగోత్తమ పరిస్థితులలో, ఫ్లక్స్ రద్దీకరణ మెకానిజం సమస్యలతో ఎదురయ్యే సందర్భంలో, డెటెక్షన్ వైండింగ్ అప్లికేషన్ పరిస్థితులలో మిగిలిన ఫ్లక్స్‌ను కొలిచేందుకు సామర్థ్యం లేదు, అందువల్ల ఫ్లక్స్‌ను దక్షమంగా రద్దీకరించలేము. 

డిసీ కొలవడానికి, ఒక డిసీ ఫ్లక్స్ సెన్సర్ చేర్చబడుతుంది. ఇది కోర్లోనించిన హాల్ ప్రోబ్ లేదా రెండు అదనపు నియంత్రణ మరియు సెన్సింగ్ వైండింగ్‌లతో సహా ఒక ఫ్లక్స్-గేట్ సర్కిట్ అవుతుంది. జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల ప్రయోజనాలుAC జీరో-ఫ్లక్స్ సెన్సర్లు ఉన్నత లైనీయరిటీ మరియు సామర్థ్యంతో ప్రదర్శిస్తాయి. వాటి మాగ్నెటిక్ కోర్ యొక్క లక్షణాలను ప్రభావితం చేయకపోతుంది, అది చిన్న పేజీ త్రుత్వం తో ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ సెన్సర్ల సామర్థ్యం ప్రధానంగా బర్డన్ రెజిస్టర్ యొక్క ప్రీషన్‌తో నిర్ధారించబడుతుంది.

హాల్ ప్రోబ్ లేదా ఫ్లక్స్-గేట్ డెటెక్టర్ చేర్చడం ద్వారా DC ప్రవాహాలను కొలవడం సాధ్యం అవుతుంది.ఈ సెన్సర్లు వివిధ వైద్యుత్ వాతావరణాల్లో విద్యుత్ విఘటన ప్రభావాలకు ఎత్తున ఉంటాయి, వివిధ వైద్యుత్ వాతావరణాల్లో విశ్వాసకోల్పోయకపోవడంతో ప్రదర్శిస్తాయి. జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల అస్వాభావికతలుసెన్సర్ పనిచేయడానికి బాహ్య శక్తి సరఫరా మరియు అంప్లిఫైయర్ అవసరం.సెకన్డరీ సర్కిట్ అనుసంధానం అనుసంధానం అయితే హానికర వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు, అది సురక్షణ మధ్యస్థతను చేరుంది.కీఐ-చానల్ ప్రాజెక్ట్ HVDC లింక్ 500 kV DC GIS యొక్క బాహ్యంలో జీరో-ఫ్లక్స్ CTs ఉపయోగించబడుతున్నాయి. 

ఫిగర్ 2 సిటీ యొక్క బ్లాక్ డయాగ్రమ్ మరియు హార్డ్వేర్ వివరాలను ప్రస్తావిస్తుంది. కొలవాల్సిన ప్రవాహం (Ip), (Is) ప్రవాహం ద్వారా ప్రభావితంగా ఉంటుంది మొదటి వైండింగ్ ((Ns)) యొక్క మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్‌ను ఉత్పత్తించుతుంది.GIS కాంపార్ట్మెంట్లోని మూడు టోరాయిడల్ కోర్లు ఫ్లక్స్‌ను సెన్స్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి. (N1) మరియు (N2) కోర్లు మిగిలిన ఫ్లక్స్‌లోని DC ఘటకాలను సెన్స్ చేయడానికి ఉద్దేశించబడుతాయి, అంతేకాక అంతేకాక (N3) AC ఘటకాన్ని సెన్స్ చేయడానికి ఉద్దేశించబడుతుంది. ఒక ఆస్కిలేటర్ (N1) మరియు (N2) యొక్క DC-ఫ్లక్స్-సెన్సింగ్ కోర్లను విపరీత దిశల్లో స్యాచ్రేట్ చేస్తుంది.

మిగిలిన DC ఫ్లక్స్ సున్నా అయితే, రెండు దిశలలో వచ్చే ప్రవాహ పీక్‌లు సమానం అవుతాయి. కానీ, మిగిలిన DC ఫ్లక్స్ సున్నాకు సమానం కాకపోతే, ఈ పీక్‌ల మధ్య ఉన్న తేడా మిగిలిన DC ఫ్లక్స్‌ని అనుపాతంలో ఉంటుంది. (N3) ద్వారా కన్సీల్చబడిన AC ఘటకంతో ఒక నియంత్రణ లూప్ సృష్టించబడుతుంది. ఈ లూప్ మొత్తం ఫ్లక్స్‌ని రద్దీకరించడానికి (Is) యొక్క సెకన్డరీ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఒక పవర్ అంప్లిఫైయర్ (Ns) యొక్క సెకన్డరీ వైండింగ్‌కు (Is) ప్రవాహాన్ని అందిస్తుంది. తర్వాత, సెకన్డరీ ప్రవాహం బర్డన్ రెజిస్టర్ దాటుతుంది, అది ప్రవాహాన్ని సమాన వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌గా మార్చుతుంది. కొలవడ ప్రేసిషన్ బర్డన్ రెజిస్టర్ మరియు డిఫరెన్షియల్ అంప్లిఫైయర్ యొక్క స్థిరతను దృష్టిలో ఉంటుంది.

జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు AC మరియు AC/DC కొలవడాలకు ప్రయోజనం చేసే ప్రేసిజన్ యంత్రాలు. ప్రస్తుతం, వాటిని ఉన్నత-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (HVDC) గ్యాస్-ఇన్సులేటెడ్ సబ్స్టేషన్ల్లో (GIS) అత్యధికంగా ఉపయోగిస్తారు. AC జీరో-ఫ్లక్స్ ప్రవాహ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క కొలవడ సిద్ధాంతం ఫిగర్ 1 లో చూపబడింది.