Flieh il-ħalijiet tal-sistemi tal-enerġija, l-elettronik voltage transformers (EVTs), bħala dispositivi misurativi ħolqa fil-sistemi tal-enerġija, l-istabbiltà u r-affidabilità tal-prestazzjoni tagħhom huma kruċjali għall-operazzjoni sigura u stabili tas-sistemi tal-enerġija. Il-prestazzjoni tal-elettromagnetic compatibility (EMC), bħala waħda mill-indikaturi ħolqien tal-EVTs, hija direttament relatajn all-abbilità tad-dispożitiv biex jixxiegħa normalment fi ambienti elettromagnetici kompliċati u li ma jiġixxu elettromagnetic interference lejn oħra dispositivi. L-istudju u d-dizajn approfonditi tal-prestazzjoni tal-EMC tal-EVTs huma ta' importanza kbira għall-bettera tal-istabbiltà u t-tisgħa generals tas-sistemi tal-enerġija.
1 Panoramika tal-Prestazzjoni tal-Elettromagnetic Compatibility tal-Electronic Voltage Transformers
1.1 Definizzjoni u Rekwiżiti tal-Elettromagnetic Compatibility
Il-elettromagnetic compatibility (EMC) tiferri għall-abbilità tad-dispożitiv jew is-sistema biex jixxiegħa normalment mingħajr intervent fit-ambient elettromagnetiku speċifik u li ma jiġixxu electromagnetic harassment lejn xi xorta fl-ambient. Għal EVTs, huma jħtieġnu li jissostenghu prestazzjoni misurativa stabbili fi ambienti elettromagnetiki kompliċati u li ma jiġixxu electromagnetic interference lejn oħra dispositivi. Għalhekk, wara l-istadiji tad-dizajn u tat-talb tal-EVTs, il-prestazzjoni tal-EMC għandha tkun mikkonsiderata, u s-safeguards meħtieġa jagħmlu sehem.
1.2 Prinċipju ta' Xogħol tal-Electronic Voltage Transformers
L-EVTs jistgħu l-prinċipju tal-elettromagnetic induction u teknoloġija misurativa elettronika ta' alta preċiżjoni biex ikonvertu signali tal-voltage magħluq fis-sistemi tal-enerġija għal signali tal-voltage bass. Solitament, huma jikkostaw minn sensur primarju, circuit konverżjonarju sekundarju, u unità ta' processament tal-signali. Is-sensur primarju hu responsabbli għall-konverżjoni tal-signali tal-voltage magħluq f’signali tal-kurrent/voltage żgħir proporzjonali mal-voltage primarju; il-circuit konverżjonarju sekundarju ikkonverti aktar is-signali żgħar f’signali digitali/analog standard; l-unità ta' processament tal-signali tibdil l-akkuratizza u l-istabbiltà tal-misurament permezz ta' operazzjonijiet bħal filtering, amplifying, u calibrating. L-EVTs jistgħu jinkludu varjet differenti, bħal electronic voltage transformers għal misurament tal-voltage ta' kanali wħud/jew multi-kanali, electronic current transformers għal misurament tal-kurrent ta' kanali wħud/jew multi-kanali, jew transformers integrati kif imma turi f’Figura 1, li jmisuraw il-voltage, il-kurrent, u l-potenza sovkors simultanament.
1.3 Analisi tal-Elettromagnetic Harassment u Electromagnetic Sensitivity
L-EVTs huma vulnerabili għall-harassment elettromagnetiku estern fit-ambient elettromagnetiku, bħal strikes tal-xita u overvoltages transient minn operazzjonijiet ta' switch, li jistgħu jċaġġaq problemi bħal żidda fl-errors ta' misurament u data instabbili; n-nisa, l-harmonics ta'alta freqwenza u l-radijazzjoni elettromagnetika mhux mgħadda mill-EVTs stess jistgħu jinterferiscu ma' oħra attrezzatura elektrika. Għalhekk, wara l-istadiji tad-dizajn tal-EVTs, il-problemi tal-harassment elettromagnetiku u l-sensitivity elettromagnetika għandhom tkunu mikkunsiderati appoġġ, u measures ta' supressjoni u protezzjoni jistgħu jiġu applicati.
It-test tal-prestazzjoni tal-EMC tal-EVTs huwa link ħammi biex jinsiguri l-istabbiltà u l-akkuratessa tagħhom fid-operazzjoni reale. Huwa jikkonsentra fuq l-abbilità anti-interference u jklassifika l-standards ta' evalwazzjoni f’Klassi A u Klassi B skont l-gravità tal-risultati:
2 Analisi tal-Tests tal-Prestazzjoni tal-Elettromagnetic Compatibility tal-Electronic Voltage Transformers
2.1 Test Content u Standards ta' Evalwazzjoni
Klassi A: Jexige li meta l-EVTs jiġu sottoposti għal harassment elettromagnetiku, l-accuratezza ta' misurament tkun f'limits ta' spesifikazzjoni, u l-output voltage signal tkun konsistenti mal-valur reali mingħajr ma taffettwani l-monitoring u l-control tal-sistema tal-enerġija.
Klassi B: Tpermett inqas temporanja fil-prestazzjoni ta' misurament (il-parti mhux relatati mal-protezzjoni) tal-EVTs, iżda ma tistax taffettwani l-esekuzzjoni tal-funksjonijiet ta' protezzjoni, u l-attrezzatura ma tħtieġex tiġi reset/restarted; l-output voltage għandha tkun kontroljata sa 500V biex tiviti l-interferenzi mal-sistema tal-enerġija.
2.2 Conducted Interference Tests
Il-conducted interference tippropraga permezz ta' paths konduttivi bħal kabil u pipes tal-metal u huwa waħda mill-tippi prinċipali ta' harassment elettromagnetiku li l-EVTs ifaċċjaw. Huwa jinkludi żewġ tippi ta' tests:
Electrical Fast Transient/Burst Test: Jsimula l-harassment transient (b'mara ta' frekwenzji) meta loads induttivi bħal relays u contactors jiġu disconnessi. Japplika burst fast-transient għal EVT, jaosserva l-stabilità u l-accuratezza tal-output voltage signal, u jevalwa l-abbilità anti-interference.
Surge (Impact) Immunity Test: Jsimula overvoltages/overcurrents transient minn operazzjonijiet ta' switch u strikes tal-xita (b'enerġija kbira u durata qasira). Japplika surge voltage ta' amplitudini certa għal EVT biex ittesta l-capacity ta' resistenza u l-stabilità tal-prestazzjoni tal-attrezzatura.
2.3 Radiated Interference Tests
Jinkludi erbgħa tippi ta' tests biex isimula l-interferenzi f'differenti ambjenti elettromagnetiki:
Power Frequency Magnetic Field Immunity Test: Japplika power frequency magnetic field ta' intensità certa għal EVT, jaosserva l-stabilità u l-accuratezza tal-output voltage signal, u jevalwa l-abbilità anti-interference fl-ambient power frequency magnetic field.
Damped Oscillatory Magnetic Field Immunity Test: Jsimula l-damped oscillatory magnetic field (b'fast attenuation u high frequency) generat meta l-disconnector fil-high voltage substation jiġi switch bus. Japplika l-magnetic field corrispondenti għal EVT biex ittesta l-stabilità tal-prestazzjoni ta' misurament.
Pulse Magnetic Field Immunity Test: Jsimula l-pulse magnetic field (b'fast rise u high peak value) generat minn strikes tal-xita fuq komponenti metal. Japplika pulse magnetic field għal EVT biex jiverifika jekk l-insulation performance u l-accuratezza ta' misurament tal-attrezzatura jiġu affettwati.
Radio Frequency Radiated Electromagnetic Field Immunity Test: Jsimula l-parasitic radiation minn sorgenti industriali elettromagnetiki, radio broadcasts/mobile communication base stations, etċ. Japplika radio frequency electromagnetic field ta' intensità certa għal EVT, jaosserva l-stabilità tal-output signal, u jevalwa l-abbilità anti-interference.
3 Principles ta' Dizajn għal l-Elettromagnetic Compatibility tal-Electronic Voltage Transformers
3.1 Circuit Design Principles
Floating Ground Design: Jiġi adoperat floating ground technology biex jiġi isolat is-signal lines tal-circuit mill-chassis, jiġi block l-coupling ta' interference currents fuq l-chassis għal is-signal circuit, jiġi nimxax noise, u jiġi betterat l-accuratezza u l-stabilità tas-signal.
Reasonable Wiring Layout: Jiġi optimizat l-layout tal-power supplies, grounds, u signal lines. Jiġi nimxax l-distribuzzjoni parallela tal-lines u jiġi nimxax l-coupling interference bejn l-lines permezz ta' metodi bħal layered wiring u orthogonal wiring.
Filter Capacitor Design: Jiġi konfigurat filter capacitors ft-ittra tal-module power supply. Jiġi selezjonati l-capacitors skont fakturi bħal capacitance value, voltage resistance, u frequency characteristics biex jiġi filtered out l-high-frequency noise u l-interference introdotti mill-power supply.
Low-level Logic Design: Jiġi dat priorità għal low-level logic devices (bħal 3.3V level devices) biex jiġi ivitati levels logici ta' alto mhux neċessarji, jiġi nimxax l-power consumption tal-circuit u l-generazzjoni ta' high-frequency interference.
Rise/Fall Time Control: Jiġi selezionat l-rise/fall time l-aħjar permessa mill-funzjoni tal-circuit biex jiġi suppressi l-components high-frequency mhux neċessarji, jiġi nimxax l-high-frequency noise fil-circuit, u jiġi betterat l-stabilità u l-accuratezza tas-signal.
3.2 Internal Structure Design Principles
Fully Enclosed Shielding Structure: Il-chassis shell jiġi adoperat fully enclosed shielding design biex jiġi insicurata l-contact u l-grounding ta' kull surface, jiġi effective block l-external electromagnetic field interference, u jiġi protetta l-internal electronic circuits.
Minimization ta' Exposed Wiring: Jiġi iktaċċa l-length ta' exposed wiring fil-chassis permezz ta' optimitazzjoni tal-layout u disposizzjoni reasonable ta' komponenti biex jiġi nimxax l-electromagnetic radiation u l-coupling interference.
Group Bundling ta' Wires: Jiġi bundlat l-wires skont l-types ta' signal (separate digital signals u analog signals), u jiġi keep distance certa biex jiġi nimxax l-influence mutwal bejn l-wires u jiġi betterat l-clarity u l-accuratezza tas-signal.
Conductive Adhesive Bonding: Jiġi adoperat conductive adhesive għal bonding ft-interface tal-chassis biex jiġi insicurata l-electrical connection u l-shielding effect, jiġi nimxax l-contact resistance, u jiġi betterat l-efficiency tal-shielding.
4 Strategies għal l-Improvement tal-Prestazzjoni tal-Elettromagnetic Compatibility tal-Electronic Voltage Transformers
4.1 Anti-interference Design ta' Power Ports
Install Power Filters: Jiġi selezionati power filters opportuni skont l-rated power u l-working environment tal-EVT, u jiġi installati close to l-power inlet biex jiġi filtered out l-high-frequency noise u l-transient pulses u jiġi insicurata l-purity tal-power.
Adopt Redundant Power Design: Jiġi konfigurat multiple power modules. Meta module waħid jiġi fail, l-modules rimanenti jiġu take over rapidamente l-power supply, jiġi betterat l-reliability ta' l-power supply, l-anti-interference ability, u l-stabilità generals tal-EVT.
Strengthen Shielding u Grounding ta' Power Lines: Jiġi adoperati shielded cables biex jiġu wrap l-power lines biex jiġi nimxax l-electromagnetic radiation u l-coupling; jiġi insicurata l-grounding ta' l-lines, jiġi introduce l-interference currents fil-ground, u jiġi evitat l-damage tal-EVT.
4.2 Electrostatic Discharge Protection ta' Signal Ports
Install Transient Harassment Absorption Devices: Jiġi selezionati transient voltage suppression diodes (TVS) appropriati, varistors, u oħra dispositivi. Dawn id-dispositivi jistgħu jiġu absorb energy rapidament waqt l-electrostatic discharge, jiġi control the voltage f'range ta' safety, u jiġi proteġti l-internal electronic components.
Adopt Differential Signal Transmission Method: Jiġi divide l-signal f'positive u negative channels għal transmission differential. Jiġi use l-difference ta' signal bejn l-channels biex jiġi extract l-information effettiva, jiġi resist common-mode interference, jiġi betterat l-quality ta' transmission tas-signal, u jiġi nimxax l-interference ta' l-electrostatic discharge.
4.3 Optimization ta' Chassis Shielding Performance
Select High-Permeability Materials: Jiġi dati priorità għal materials b'high magnetic permeability bħal iron plates biex jiġi manufactura l-chassis, jiġi enhance l-ability ta' shielding tal-magnetic field, jiġi absorb u disperse l-energy tal-magnetic field, u jiġi nimxax l-interference għal l-intern tal-EVT (il-relative magnetic permeability ta' metals hija mostrata f'Table 1).
Optimize Chassis Structure Design: Jiġi adoperat fully enclosed shielding structure biex jiġi insicurata l-good contact u l-grounding ta' kull surface tal-chassis u jiġi betterat l-shielding effect.
Strengthen Chassis Grounding Treatment: Jiġi insicurata l-reliable grounding connection bejn l-chassis u l-ground, jiġi introduce l-interference currents fil-ground, u jiġi betterat l-efficiency tal-shielding.
5 Conclusion
Dan id-dokument jagħmel studju approfondit dwar l-prestazzjoni tal-EMC tal-EVTs, jiġi proposat principles minn l-aspetti ta' dizajn tal-circuit u ta' dizajn tal-struttura interna, u jiġi formulat strategiji bħal anti-interference design ta' power ports, electrostatic protection ta' signal ports, u optimization ta' chassis shielding. Il-scopo huwa biex jiġi betterat l-ability anti-interference u l-stabilità tal-EVTs fi ambienti elettromagnetiki kompliċati, jiġi insicurata l-accuratezza u l-affidabilità ta' l-misurament tal-voltage signals fis-sistemi tal-enerġija, u jiġi posta solid foundation għal l-operazzjoni sigura u stabili tas-sistemi tal-enerġija.
