Güclü sistemlərin tez inkişafı ilə birlikdə elektron voltaj transformatörleri (EVT-lər), güc sistemlərində əsas ölçmə cihazları kimi, onların işləmə stabiilliyi və nəticəgirliyi, güc sistemlərinin təhlükəsiz və stabiil işləməsi üçün çox mühümdür. Elektromaqnitik uyğunluq (EMC) performansı, EVT-lərin əsas göstəricilərindən biri kimi, cihazın mürəkkəb elektromaqnitik mühitlərdə normal şəkildə işləyə biləcəyi və digər cihazlara elektromaqnitik təsir edə biləcəyi ilə doğrudan bağlıdır. EVT-lərin EMC performansına dair gələnəkli araşdırmalar və dizayn etmək, güc sistemlərinin ümumi stabiilliyini və təhlükəsizliyini artırmaqda böyük önəmlidir.
1 Elektron Voltaj Transformatörlerinin Elektromaqnitik Uyğunluq Performansının Ümumi Baxışı
1.1 Elektromaqnitik Uyğunluğun Tərif və Tələbləri
Elektromaqnitik uyğunluq (EMC), bir cihazın və ya sistemin xüsusi elektromaqnitik mühitində qarışığa zərurət olmadan normal şəkildə işləyə biləcəyi və bu mühitdəki digər nesillərə qəbuledilməz elektromaqnitik təsir edə bilməyəni ifadə edir. EVT-lər üçün, onlar mürəkkəb elektromaqnitik mühitlərdə stabilləşdirilmiş ölçü performansını saxlamaq və digər cihazlara elektromaqnitik təsir verməmək lazımdır. Bu səbəbdən, EVT-lərin dizayn və istehsal mərhələlərində EMC performansı nəzərə alınmalı və uyğun təminat tədbirləri tərtib olunmalıdır.
1.2 Elektron Voltaj Transformatörlerinin İşləmə Prinsipi
EVT-lər, elektromaqnit induksiya prinsipini və yüksək dəqiqlikli elektronik ölçü texnologiyasını istifadə edərək, güc sistemlərindəki yüksək voltajlı siqnalları aşağı voltajlı siqnallara çevirməkdən ibarətdir. Onlar adətən birinci sensor, ikinci çevirici mövqe və siqnal emal vahidi ilə təşkil edilir. Birinci sensor, birinci voltajla orantılı zayıf amperaj/voltaj siqnalına yüksək voltajlı siqnalı çevirmək üçün məsuliyyət daşıyır; ikinci çevirici mövqe, zayıf siqnalı standart rəqəmsal/analog siqnalara daha da çevirir; siqnal emal vahidi, filtrləmə, genişləndirmə və tarazlama kimi əməllər vasitəsilə ölçü dəqiqliyini və stabiilliyini artırır. EVT-lər, birkanal/çokkanal voltajları ölçmək üçün elektron voltaj transformatörleri, birkanal/çokkanal amperajları ölçmək üçün elektron ampermetrlər, yaxud Şəkil 1-də göstərilən kimi, bir yönlü voltaj, amperaj və müvafiq gücü eyni anda ölçmək üçün inteqral transformatorlar kimi müxtəlif forması ola bilər.
1.3 Elektromaqnitik Təsir və Elektromaqnitik Həssaslıq Təhlili
EVT-lər, elektromaqnitik mühitdə xarici elektromaqnitik təsirlərə asan şəkildə təsir edilə bilər, məsələn, şimşək darbaları və kontaktorların açılması zamanı meydana gələn anlık aşırı voltajlar, bu isə ölçmə xətalıra və verilərə olan instabil təsirlərə səbəb olabilir; eyni zamanda, EVT-lər tərəfindən yaratılan yüksək frekans harmonikləri və elektromaqnit radiasiya da başqa elektrik cihazlarına təsir edə bilər. Bu səbəbdən, EVT-lərin dizayn etməsi zamanı, elektromaqnitik təsirlər və elektromaqnitik həssaslıq problemləri nəzərə alınmalı və söndürmə və qoruma tədbirləri alına bilər.
EVT-lərin EMC performansı testi, onların faktiki işləmədə stabiilliyi və dəqiqliyini təmin etmək üçün əsas hissədir. Bu test, qarışığa qarşı təsir yetərliyini nəzərə alır və test nəticələrinin ciddiyyəti əsasında qiymətləndirmə standartlarını A və B siniflərindən təsnif edir:
2 Elektron Voltaj Transformatörlerinin Elektromaqnitik Uyğunluq Performansı Testlərinin Analizi
2.1 Test Məzmunu və Qiymətləndirmə Standartları
A sinifi: EVT-lərin elektromaqnitik təsirlərə təsir edilərkən, ölçü dəqiqliyinin spesifikasiya limitləri daxilində qalması və çıxış voltaj siqnalının faktiki dəyərlə uyuşması, güc sisteminin izlənməsinə və idarə edilməsinə təsir etməməsi tələb olunur.
B sinifi: EVT-lərin ölçü performansında (korporativ funksiyalarla bağlı olmayan hissə) müvəqqəti azaldılmasına icazə verilir, lakin korporativ funksiyaların icrasına təsir etməməlidir və cihazı yenidən başlatmaq və ya reset etmək lazımdır; çıxış voltajı, güc sistemini təsir etməmək üçün 500V-dən aşağı qontrol edilməlidir.
2.2 Dövlətçi Qarışığa Qarşı Testlər
Dövlətçi qarışığa, kablolar və metal borular kimi iletici yollar vasitəsilə yayılır və EVT-lər tərəfindən qarşılaşacaqları əsas elektromaqnitik təsirlərden biridir. Bu iki növ testi daxil edir:
Elektrikli Sürətli Geçici/Çıkmaz Test: Rely və kontaktorlar kimi indüktiv yüklerin ayırılması zamanı ortaya çıxan anlık qarışığa (geniş frekans spektri ilə) simulyasiya edir. EVT-yə sürətli geçici çıkmaz tətbiq edilir, çıxış voltaj siqnalının stabiilliyi və dəqiqliyi nəzərə alınarak, qarışığa qarşı təsir yetərliyi qiymətləndirilir.
Dalğalama (Təsir) İmunitet Testi: Kontaktorların və şimşək darbalarının açılması zamanı ortaya çıxan anlık aşırı voltajlar/aşırı amperajlar (böyük enerji və qısa müddət ilə) simulyasiya edilir. Belə bir dalğalama voltajı EVT-yə tətbiq edilir, cihazın dayanım və performans stabiilliyi test edilir.
2.3 Radyasyon Qarışığa Qarşı Testlər
Bu, müxtəlif elektromaqnitik mühitlərdəki qarışığa simulyasiya etmək üçün dörd növ testi daxil edir:
Elektrik Frekansı Maqnit Sahəsi İmunitet Testi: EVT-yə belə bir intensivlikdə elektrik frekansı maqnit sahəsi tətbiq edilir, çıxış voltaj siqnalının stabiilliyi və dəqiqliyi nəzərə alınarak, elektrik frekansı maqnit sahəsi mühitində qarışığa qarşı təsir yetərliyi qiymətləndirilir.
Sönən Titreyici Maqnit Sahəsi İmunitet Testi: Yüksek voltajlı substationlarda disconnectorun otobusunu keçirdiyi zaman yaranan sönən titreyici maqnit sahəsi (tez sönüş və yüksək frekans) simulyasiya edilir. Müvafiq maqnit sahəsi EVT-yə tətbiq edilir, ölçü performansının stabiilliyi test edilir.
Impuls Maqnit Sahəsi İmunitet Testi: Metal komponentlərə şimşək darbaları zamanı yaranan impuls maqnit sahəsi (tez artım və yüksək zirvə dəyəri) simulyasiya edilir. Impuls maqnit sahəsi EVT-yə tətbiq edilir, təchizatın dielektrik performansı və ölçü dəqiqliyinin təsirləndiyi yoxlanılır.
Radyo Frekansı Radyasyon Elektromaqnit Sahəsi İmunitet Testi: Endustriyel elektromaqnit mənbələrindən, radyo yayımından/mobil kommunikasiya baz istasyonlarından parazit radyasyon simulyasiya edilir. Belə bir radyo frekansı elektromaqnit sahəsi EVT-yə tətbiq edilir, çıxış siqnalının stabiilliyi nəzərə alınarak, qarışığa qarşı təsir yetərliyi qiymətləndirilir.
3 Elektron Voltaj Transformatörlerinin Elektromaqnitik Uyğunluğuna Dair Dizayn Prinsipləri
3.1 Mühərrik Dizayn Prinsipləri
Uçurucu Zərər Dizaynı: Uçurucu zərər texnologiyasını istifadə edərək, mühərrikin siqnal linelərini şasiden izolyasiya edin, şasideyə qarışığa qarşı təsir edən amperajların siqnal mühərrikinə köplənməsini bloklayın, qarışığı azaltın və siqnalın dəqiqliyini və stabiilliyini artırın.
Münasib Siqnal Lineləri Dizaynı: Güc mənbələrinin, zərərlərin və siqnal linelərinin yerləşməsini optimallaşdırın. Linelərin paralel dağılışını azaltın və katmanlı siqnal və ortoqonal siqnal lineləri kimi metodlar vasitəsilə linelər arasında köpləmə qarışığını minimal edin.
Filtr Kapasitor Dizaynı: Modül güc mənbəsinin girişində filtr kapasitor təyin edin. Kapasitansi, voltaj dayanımı və frekans xüsusiyyətləri kimi faktorlara əsasən kapasitordan seçin, mühərrikin güc mənbəsi tərəfindən gətirilən yüksək frekanslı qarışığı və qarışığı filtrləyin.
Düşük Düzeyli Lojika Dizaynı: Düşük düzeyli lojika cihazlarını (məsələn, 3.3V düzeyli cihazları) üstünlük verin, ləhzələrə ehtiyac yoxdur, mühərric güc sarfiyyatını və yüksək frekanslı qarışığın yaradılmasını azaltın.
Yüksəlmə/Düşmə Vaxtı Kontrolu: Mühərrikin funksiyası tərəfindən icazə verilən ən yavaş yüksəlmə/düşmə vaxtını seçin, ləhzələrə ehtiyac yoxdur, yüksək frekanslı komponentləri söndürün, mühərrikin içində yüksək frekanslı qarışığı azaltın və siqnalın stabiilliyini və dəqiqliyini artırın.
3.2 Daxili Struktur Dizayn Prinsipləri
Tam Bağlanılmış Şitələmə Strukturu: Şasi qabının tam bağlanılmış şitələmə dizaynını tətbiq edin, hər bir səthin yaxşı toxunması və zərərə bağlanması təmin edin, xarici elektromaqnit sahə qarışığını effektiv şəkildə bloklayın və daxili elektron mühərrikləri qoruyun.
Göstərilməyən Siqnal Linelərinin Minimallaşdırılması: Şasinin içindəki göstərilməyən siqnal linelərinin uzunluğunu, komponentlərin yerləşməsini optimallaşdırmaq və münasib yerləşdirməklə qısaldın, elektromaqnit radiasiyanı və köpləmə qarışığını azaltın.
Siqnal Linelərinin Qruplaşdırılması: Siqnal növlərinə görə (riyazi və analitik siqnal) siqnal linelərini qruplaşdırın, bir-birinə münasib bir məsafə saxlayın, siqnal lineləri arasındakı təsiri azaltın, siqnalın aydınlaşmasını və dəqiqliyini artırın.
İletkili Yapışdırıcı: Şasi interfeysində iletkili yapışdırıcıdan istifadə edin, elektrik baglantısını və şitələmə effektini təmin edin, toxunma qarşısını azaltın, şitələmə effektivliyini artırın.
4 Elektron Voltaj Transformatörlerinin Elektromaqnitik Uyğunluq Performansının Yüksəltmə Strategiyaları
4.1 Güc Portlarının Qarışığa Qarşı Dizaynı
Güc Filtrlərinin Quraşdırılması: EVT-nin nominal gücü və işləmə mühiti əsasında uyğun güc filtrlərini seçin və onları güc girişinə yaxın quraşdırın, yüksək frekanslı qarışığı və anlık dalğaları filtrləyin, güc safiyasını təmin edin.
Redundant Güc Dizaynını Qabul Etme: Bir neçə güc modulu təyin edin. Bir modul arızaya uğrayanda, qalan modullar tez güc təminatını qəbul edir, EVT-nin güc təminatının nəzarətçilik və qarışığa qarşı təsir yetərliyini və ümumi stabiilliyini artırır.
Güc Linelərinin Şitələnməsi və Zərərə Bağlanması: Güc linelərini şitələyən kablolarla bürüyün, elektromaqnit radiasiyanı və köpləmə qarışığını azaltın; linelərin yaxşı zərərə bağlanmasını təmin edin, qarışığa qarşı təsir amperajını zərərə gətirin, EVT-nin zədələnməsini qarşılamaq.
4.2 Siqnal Portlarının Elektrostatik Discharge Qorunması
Anlık Qarışığa Qarşı Qəbul Cihazlarının Quraşdırılması: Uyğun anlık voltaj söndürücü diodları (TVS), varistorlar və s. Seçin. Bu cihazlar, elektrostatik discharge zamanı tez enerjiyi qəbul edə, voltajı təhlükəsiz bir diapazona qontrol edə və daxili elektron komponentləri qoruyacaqdır.
Diferensial Siqnal Keçidi Metodu: Siqnalı müsbət və mənfi kanallara bölüb, diferensial keçid etmək. Kanallar arasındakı siqnal fərqini effektiv məlumat almaq, ümumi rejim qarışığını qarşılaşdırmaq, siqnal keçidi keyfiyyətini artırmaq və elektrostatik discharge qarışığını azaltmaq.
4.3 Şasi Şitələnmə Performansının Optimallaşdırılması
Yüksək Permiabiliteli Materialların Seçimi: Demir plakalar kimi yüksək permiabiliteli materiallardan istifadə edərək şasi hazırlayın, maqnit sahə şitələnmə yetərliyini artırın, maqnit sahə enerjisini qəbul və paylaşmaq, EVT-nin daxilinə qarışığa təsirin azaltılması (metalın nisbi permiabiliteleri Cədvəl 1-də göstərilmişdir).
Şasi Struktur Dizaynının Optimallaşdırılması: Tam bağlanılmış şitələmə strukturunu tətbiq edin, şasinin hər bir səthinin yaxşı toxunması və zərərə bağlanması təmin edin, şitələmə effektini artırın.
Şasi Zərərə Bağlanmasının Gücləndirilməsi: Şasi və zərər arasındakı etibarlı zərərə bağlanmasını təmin edin, qarışığa qarşı təsir amperajını zərərə gətirin, şitələmə effektivliyini artırın.
5 Nəticə
Bu makalada, EVT-lərin EMC performansına dair gələnəkli araşdırmalar aparılır, mühərrikin dizayn və daxili struktur dizayn nöqtələrindən nəzərən prinsiplər öyrənilir, güc portlarının qarışığa qarşı dizayn, siqnal portlarının elektrostatik qorunması və şasi şitələnməsinin optimallaşdırılması kimi strategiyalar tərtib olunur. Bu, EVT-lərin mürəkkəb elektromaqnitik mühitlərdə qarışığa qarşı təsir yetərliyini və stabiilliyini artırmaq, güç sistemlərində voltaj siqnalının dəqiqliyini və etibarlılığını təmin etmək, və güç sistemlərinin təhlükəsiz və stabiil işləməsi üçün sağlam bir əsas yaratmaq məqsədidir.
