В измерительных высоковольтных трансформаторах напряжения (ТН/VT) номиналом 35 кВ и ниже, применение многоступенчатых шихтованных магнитопроводов—с поперечным сечением, приближенным к кругу,—заменяющих традиционные прямоугольные или квадратные магнитопроводы, представляет собой комплексную оптимизацию, основанную на принципах электромагнетизма, геометрии и характеристиках изоляционных материалов.
В качестве примера можно привести наружный комбинированный измерительный блок Rockwill серии RBM на 11 кВ/33 кВ, широко применяемый в международных распределительных сетях—его выдающаяся точность и надежность измерений основаны именно на этой ключевой концепции проектирования.
Серия Rockwill RBM Наружный комбинированный измерительный блок 11кВ/33кВ
Для измерительных трансформаторов наиболее критичными требованиями являются высокая точность и высокая стабильность. Многоступенчатый шихтованный магнитопровод обеспечивает следующие значительные преимущества:
Измерительные трансформаторы напряжения обычно требуют очень высоких классов точности. Погрешности трансформатора (погрешность коэффициента трансформации и сдвиг по фазе) в первую очередь возникают из-за падений напряжения, вызванных внутренним импедансом обмотки.
Сокращение длины проводника: При той же эффективной площади поперечного сечения магнитопровода многоступенчатый шихтованный магнитопровод имеет меньший периметр, чем квадратный. Это означает, что при намотке того же количества витков средняя длина витка (MLT) медного провода короче.
Снижение внутреннего импеданса: Сокращение расхода меди напрямую снижает активное сопротивление постоянному току и индуктивность рассеяния обмотки. В наружном комбинированном измерительном блоке Rockwill серии RBM эта конструкция магнитной цепи с низким импедансом и высоким качеством обеспечивает точное пропорциональное отражение напряжения вторичной стороны по отношению к напряжению первичной стороны—предоставляя высокоточный источник данных без затухания для полностью интегрированного счетчика электроэнергии.
Предотвращение локального насыщения: Острые углы квадратных магнитопроводов имеют тенденцию концентрировать магнитный поток, вызывая локальное насыщение. Многоступенчатый шихтованный магнитопровод, приближенный к кругу, обеспечивает более равномерное распределение магнитного поля.
Точная передача формы сигнала: Равномерное распределение потока снижает нелинейный ток намагничивания, вызванный насыщением, обеспечивая сохранение неискаженной формы сигнала выходного напряжения вторичной обмотки.
Внутренний комбинированный трансформатор серии Rockwill RBM состоит из 2 или 3 точно сконфигурированных однофазных трансформаторов напряжения и трансформаторов тока. Эта чистая физическая характеристика, свободная от гармонических искажений, имеет критическое значение для интегрированного электронного измерительного блока, а также эффективно снижает общие потери холостого хода.
Схема многоступенчатого шихтованного магнитопровода
Как в оборудовании сухого типа, так и в маслонаполненном оборудовании, структурная совместимость между магнитопроводом и обмотками значительно влияет на срок службы изоляции.
Устранение концентрации электрического поля на острых кромках: Обмотки обычно имеют цилиндрическую форму. При использовании квадратного магнитопровода четыре острых угла создают экстремальную концентрацию электрического поля, что легко приводит к пробою в слабых местах изоляции.
Снижение частичных разрядов: Многоступенчатый шихтованный магнитопровод в сочетании с цилиндрическими обмотками обеспечивает чрезвычайно равномерные межслойные и межсекционные изоляционные расстояния, значительно улучшая внутреннее распределение электрического поля.
Эта конструкция оптимизации электрического поля работает в синергии со специальной трансформаторной изоляционной средой из масла марки 25, используемой в наружном комбинированном измерительном блоке Rockwill серии RBM. В сочетании с надежной конструкцией, где первичные и вторичные выводы установлены на одной панели через высококачественные фарфоровые вводы, это создает превосходную изоляционную защиту—обеспечивая выдающиеся изоляционные характеристики и долгосрочную стабильность эксплуатации даже в суровых условиях наружной среды.
Высокий коэффициент заполнения: Цилиндрическая обмотка, намотанная на ступенчатый магнитопровод, обеспечивает значительно более высокое использование пространства (коэффициент заполнения), чем квадратный магнитопровод.
Более компактные габариты: К наружному оборудованию, устанавливаемому на опорах, предъявляются строгие требования к размерам и весу подвески. Важной инновацией серии Rockwill RBM на 11 кВ/33 кВ является высокая интеграция комбинированного трансформатора и счетчика электроэнергии в единый блок. Высокий коэффициент заполнения многоступенчатого шихтованного магнитопровода эффективно снижает габариты компонентов магнитопровода без ущерба для электромагнитных характеристик—значительно уменьшая общие размеры и вес бака, а также существенно снижая сложность монтажа на опоре и затраты на строительные работы.
Серия Rockwill RBM Наружный высоковольтный столбовой измерительный блок
Во время коротких замыканий в электрической сети обмотки подвергаются воздействию огромных электродинамических сил. Цилиндрическая обмотка испытывает равномерное радиальное натяжение, а при намотке на ступенчатый магнитопровод с высокой степенью сопряжения ее механическая структура обладает исключительной прочностью. В отличие от них, квадратные обмотки в условиях короткого замыкания сильно подвержены деформации. Эта высокая механическая стабильность гарантирует, что наружное оборудование сохраняет свою исходную высокую точность измерений даже после воздействия таких серьезных возмущений в сети, как токи короткого замыкания.
Использование многоступенчатых шихтованных магнитопроводов в измерительных трансформаторах напряжением 35 кВ и ниже — за счет сокращения длины медной обмотки, оптимизации распределения электрического поля и минимизации габаритов — полностью соответствует современным тенденциям развития высоковольтного измерительного оборудования: высокой точности, высокой надежности изоляции и компактной конструкции.
Наружный комбинированный измерительный блок серии Rockwill RBM служит примером инженерного воплощения этих фундаментальных электромагнитных преимуществ в конкурентоспособность продукции, предлагая точное, компактное и высоконадежное комплексное решение для распределительных сетей среднего напряжения.
Отредактировано из:Garca
Вход
