Bobina de Rogowski + CT de Baixa Potència (LPCT) Solució Integrada de Mesura de Corrent d'Amplada de Banda GIS

Context:​​ En les estacions de conversió de corrent contínua, els grans forns elèctrics d’arc i altres entorns amb una pol·lució harmònica severa i condicions transitories elevades, els transformadors de corrent (TC) electromagnètics tradicionals dins del Gas-Insulated Switchgear (GIS) enfronten reptes significatius: la banda de freqüència limitada provoca distorsions en senyals de freqüències altes i transitoris; la precisió de mesura no compleix els requisits d’anàlisi harmònica i protecció; i les unitats d’agrupació externes (MUs) incrementen els costos i la complexitat.

​Solució:​​ Aquesta solució integra innovadorament bobines de Rogowski i transformadors de corrent de baixa potència (LPCTs) dins de l’encastre del GIS, combinant tecnologia de digitalització local, proporcionant una mesura precisa de tota la banda des de quasi-corrent contínua fins a freqüències altes, amb una sortida digital directa compatible amb la norma IEC 61850.

​Punts tècnics destacables:​​

1. ​Tecnologia de fusió de doble sensor:​​
• ​Bobina de Rogowski:​​ Responsable de captar corrents harmòniques de banda amplia/altes i transitories. La seva ausència de saturació magnètica assegura una resposta lineal dins d’una banda de freqüència ultra amplia de 0,1 Hz a 2 MHz, captant amb precisió processos transitoris ràpids en les estacions de conversió (per exemple, fallides de commutació) i harmòniques d’ordre superior fins a diverses centenes generades pels forns d’arc.
• ​Transformador de corrent de baixa potència (LPCT):​​ Responsable de la mesura d’alta precisió i la protecció de les components de freqüència de potència. Aconsegueix una classe de precisió tan alta com 0,2S, assegurant una mesura de corrent estable, fiable i conforme a normes sota condicions de freqüència fonamental (50/60Hz) i harmòniques d’ordre baix proper, complint els requisits per a la mesura d’energia i fonts de senyal de protecció.
• ​Fusió intel·ligent:​​ Una unitat de processament de dades realitza la sincronització i calibratge intel·ligents de les dues vies de senyal, assolint una sutura ininterrupta en tota la banda de freqüència (0,1 Hz a 2 MHz), produint un flux de dades de corrent unificat i de alta precisió.
2. ​Digitalització on-sensor:​​
• ​Mostreig:​​ Integra el xip ADC AD7606 de alt rendiment (resolució de 16 bits, taxa de mostreig de 200 kSPS) directament al costat de la flanxa de muntatge del TC.
• ​Sortida:​​ Les dades digitalitzades es transmeten via fibra òptica, conforme a la norma de protocol IEC 61850-9-2LE, reemplaçant la unitat d’agrupació externa (MU) tradicional.
• ​Vantatges:​​ Elimina completament l’atenuació, la interferència de soroll i els problemes de terra introduïts per la transmissió de senyals analògics a llarga distància; simplifica significativament l’estructura del sistema; millora la qualitat del senyal i la capacitat anti-interferència.
3. ​Disseny extrem antic-interferència (garantia clau de fiabilitat):​​
• ​Estructura de la unitat de fusió (mòdul MU):​​
• ​Cabussa:​​ Cabussa d’alluminis fundit de alta rigidesa que proporciona resistència mecànica i escudat electromagnètic bàsic.
• ​Capa d’escudat central:​​ Utilitza permall (permeabilitat magnètica μ ≥ 10⁴), formant una via d’escudat magnètic d’ultra-alta permeabilitat. La capacitat d’escudat d’aquest material per a camps magnètics forts de baixa freqüència supera molt la de les cabusses d’alluminis convencionals o fulls de ferro siliciós, fent-lo l’elecció ideal per a l’ambient electromagnètic sever dins del GIS.

​Escenaris d’aplicació:​​

• ​Estacions de conversió de corrent contínua de alta tensió (HVDC):​​ Mesura amb precisió corrents transitories de front d’ona abrupte (extremadament alt di/dt) i harmòniques característiques (per exemple, ordres 12k±1 generades per sistemes de 12 impulsos) durant la commutació dels vàlvules de conversió, assegurant el funcionament estable i eficient del sistema de control i protecció DC.
• ​Grans forns d’arc / laminadors i altres càrregues d’impacte:​​ Captura amb precisió l’inici i atur ràpid de càrregues, corrents de curcuit tancat i harmòniques d’ampli espectre (2n a 50n ordre i més enllà), proporcionant dades de alta fidelitat per a l’anàlisi de la qualitat de l’energia, la mitigació harmònica i la protecció relé.
• ​Subestacions intel·ligents:​​ Complaix amb els requisits estrictes de banda de freqüència i precisió de dades de corrent per a noves aplicacions avançades com el Monitoratge Basat en Condició (CBM), Unitats de Mesura de Fase (PMU) i protecció de banda amplia.

​Vantatges principals:​​

1. ​Precisió ultra-alta en tota la banda de freqüència:​​ L’error total estricte controlat dins de ±0,5% en tota la banda de mesura (0,1 Hz - 2 MHz), complint simultàniament els requisits de mesura de precisió de freqüència de potència (classe 0,2S) i les necessitats de mesura de freqüència alta/transitoria.
2. ​Supera les limitacions de banda de freqüència:​​ La resposta de freqüència ultra-ampla de la bobina de Rogowski (0,1 Hz - 2 MHz) cobreix components de corrent contínua, harmòniques d’ordre extremadament baix fins a interferència RF de freqüència alta, inalcançable per TCs tradicionals.
3. ​Ahorraments significatius de costos i espai:​​ Elimina la unitat d’agrupació (MU) externa i el cableat associat, reduint l’espai d’instal·lació, i disminuint els costos totals d’adquisició, instal·lació i manteniment del sistema d’equips en aproximadament un 30%. La estructura principal del GIS es torna més compacta.
4. ​Anti-interferència robusta i operació fiable:​​ La combinació de la cabussa d’alluminis fundit i l’escudat magnètic de permall proporciona una protecció electromagnètica excepcional, assegurant una operació estable i fiable a llarg termini en l’ambient sever del GIS.
5. ​Integració digital fluida de la xarxa:​​ Sortida digital òptica nativa IEC 61850-9-2LE, totalment compatible amb l’arquitectura moderna de subestacions digitals, simplificant el cableat secundari.

​Visió general dels paràmetres de rendiment clau​