
पृष्ठभूमि: डीसी प्रसारण रूपांतरक केंद्र, बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस, और अन्य गंभीर हार्मोनिक प्रदूषण और उच्च अस्थिर स्थितियों वाले वातावरण में, गैस-आइसोलेटेड स्विचगियर (GIS) के भीतर पारंपरिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक धारा ट्रांसफार्मर (CTs) को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है: सीमित आवृत्ति बैंडविड्थ उच्च-आवृत्ति और अस्थिर संकेतों को विकृत करता है; मापन शुद्धता हार्मोनिक विश्लेषण और सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए कम होती है; और बाहरी मर्जिंग यूनिट्स (MUs) लागत और जटिलता बढ़ाते हैं।
समाधान: यह समाधान रोगोव्स्की कोइल और लो-पावर करंट ट्रांसफार्मर्स (LPCTs) को GIS एन्क्लोजर के भीतर नवीनतम रूप से एकीकृत करता है, साथ ही स्थानीय डिजिटलीकरण तकनीक के साथ, जो निकट-DC से उच्च आवृत्तियों तक सटीक पूर्ण-बैंड मापन प्रदान करता है, और IEC 61850 मानक के अनुसार डायरेक्ट डिजिटल आउटपुट देता है।
तकनीकी उभार:
- डुअल-सेंसर फ्यूजन तकनीक:
- रोगोव्स्की कोइल: ब्रॉडबैंड/उच्च-क्रम हार्मोनिक्स/अस्थिर धाराओं को पकड़ने के लिए जिम्मेदार। इसकी चुंबकीय संतृप्ति की अनुपस्थिति 0.1 Hz से 2 MHz तक अत्यधिक चौड़े बैंडविड्थ में रैखिक प्रतिक्रिया सुनिश्चित करती है, जो रूपांतरक स्टेशनों (जैसे, कम्युटेशन विफलताएं) में तेज अस्थिर प्रक्रियाओं और आर्क फर्नेस द्वारा उत्पन्न कई सौ गुना उच्च-क्रम हार्मोनिक्स को सटीक रूप से पकड़ती है।
- लो-पावर CT (LPCT): शक्ति आवृत्ति मूलभूत के लिए उच्च-शुद्धता मापन और सुरक्षा के लिए जिम्मेदार। यह 0.2S श्रेणी की शुद्धता वर्ग प्राप्त करता है, जो मूल आवृत्ति (50/60Hz) और निकटवर्ती निम्न-क्रम हार्मोनिक स्थितियों के तहत स्थिर, विश्वसनीय और मानक-अनुसार धारा मापन सुनिश्चित करता है, ऊर्जा मीटिंग और सुरक्षा सिग्नल स्रोतों की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
- स्मार्ट फ्यूजन: डेटा प्रोसेसिंग यूनिट दो सिग्नल पथों की बुद्धिमत्ता-संचालित संकलन और कलिब्रेशन करता है, पूरे आवृत्ति बैंड (0.1 Hz से 2 MHz) में असंतुलित स्टिचिंग देता है, एक एकीकृत, उच्च-प्रिसिजन धारा डेटा स्ट्रीम आउटपुट करता है।
- ऑन-सेंसर डिजिटलीकरण:
- सैंपलिंग: CT माउंटिंग फ्लेंज साइड पर सीधे उच्च-प्रदर्शन AD7606 ADC चिप (16-बिट रिझोल्यूशन, 200 kSPS सैंपलिंग दर) एकीकृत करता है।
- आउटपुट: डिजिटल डेटा ऑप्टिकल फाइबर द्वारा प्रसारित होता है, IEC 61850-9-2LE प्रोटोकॉल मानक के अनुसार, पारंपरिक बाहरी मर्जिंग यूनिट (MU) को प्रतिस्थापित करता है।
- लाभ: लंबी दूरी के एनालॉग सिग्नल प्रसारण द्वारा लाए गए कमी, शोर इंटरफ़ेरेंस, और ग्राउंडिंग मुद्दों को पूरी तरह से समाप्त करता है; सिस्टम संरचना को बहुत सरल बनाता है; सिग्नल गुणवत्ता और एंटी-इंटरफ़ेरेंस क्षमता में सुधार करता है।
- अत्यधिक एंटी-इंटरफ़ेरेंस डिजाइन (महत्वपूर्ण विश्वसनीयता सुनिश्चिति):
- फ्यूजन यूनिट (MU मॉड्यूल) संरचना:
- एन्क्लोजर: उच्च-संकुचन ढलाई एल्युमिनियम हाउसिंग मैकेनिकल मजबूती और मूल चुंबकीय शील्डिंग प्रदान करता है।
- कोर शील्ड लेयर: परमल्लॉय (चुंबकीय पारगम्यता μ ≥ 10⁴) का उपयोग करता है, जो अत्यधिक पारगम्यता वाला चुंबकीय शील्डिंग पथ बनाता है। इस सामग्री की निम्न-आवृत्ति मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों के लिए शील्डिंग क्षमता आम एल्युमिनियम हाउसिंग या सिलिकन स्टील शीट्स से बहुत अधिक होती है, जिससे यह GIS के भीतर के कठोर चुंबकीय वातावरण के लिए आदर्श चुनाव बन जाता है।
अनुप्रयोग स्थितियाँ:
- उच्च-वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) रूपांतरक स्टेशन: रूपांतरक वाल्व स्विचिंग के दौरान उत्पन्न तीव्र तरंग फ्रंट (अत्यधिक उच्च di/dt) अस्थिर धाराओं और विशेषतापूर्ण हार्मोनिक्स (जैसे, 12-पल्स सिस्टम द्वारा 12k±1 क्रम उत्पन्न) को सटीक रूप से मापता है, DC नियंत्रण और सुरक्षा सिस्टम के स्थिर और कुशल संचालन को सुनिश्चित करता है।
- बड़े इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस / रोलिंग मिल्स और अन्य प्रभाव लोड: लोड के तेज शुरुआत/रोक, शॉर्ट-सर्किट धाराओं, और उत्पन्न व्यापक-स्पेक्ट्रम हार्मोनिक्स (2nd से 50th क्रम और उससे अधिक) को सटीक रूप से पकड़ता है, ऊर्जा गुणवत्ता विश्लेषण, हार्मोनिक नियंत्रण, और रिले सुरक्षा के लिए उच्च-विश्वसनीय डेटा प्रदान करता है।
- स्मार्ट सबस्टेशन: स्थिति-आधारित मॉनिटोरिंग (CBM), फेजर मापन यूनिट (PMU), और ब्रॉडबैंड सुरक्षा जैसे नए उन्नत अनुप्रयोगों से धारा डेटा बैंडविड्थ और शुद्धता की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करता है।
मुख्य लाभ:
- पूर्ण बैंडविड्थ पर अत्यधिक शुद्धता: पूरे मापन बैंड (0.1 Hz - 2 MHz) में समग्र त्रुटि नियंत्रित रूप से ±0.5% के भीतर रखी जाती है, उच्च-शुद्धता शक्ति-आवृत्ति मीटिंग (0.2S श्रेणी) और उच्च-आवृत्ति/अस्थिर मापन की आवश्यकताओं को साथ में पूरा करती है।
- बैंडविड्थ सीमाओं में विस्फोट: रोगोव्स्की कोइल की अत्यधिक चौड़ी आवृत्ति प्रतिक्रिया (0.1 Hz - 2 MHz) DC घटक, अत्यधिक निम्न-क्रम हार्मोनिक्स से लेकर उच्च-आवृत्ति RF इंटरफ़ेरेंस तक को कवर करती है, जो पारंपरिक CTs द्वारा अप्राप्य है।
- सांकेतिक लागत और स्थान बचत: बाहरी मर्जिंग यूनिट (MU) और संबंधित केबलिंग, इंस्टॉलेशन स्थान को समाप्त करता है, कुल सिस्टम उपकरण खरीद, इंस्टॉलेशन, और रखरखाव की लागत को लगभग 30% तक कम करता है। GIS मुख्य संरचना अधिक संकुचित हो जाती है।
- मजबूत एंटी-इंटरफ़ेरेंस और विश्वसनीय संचालन: ढलाई एल्युमिनियम हाउसिंग और परमल्लॉय चुंबकीय शील्डिंग का संयोजन अत्यधिक चुंबकीय सुरक्षा प्रदान करता है, GIS के कठोर वातावरण में लंबी अवधि के स्थिर और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करता है।
- सिलिकन ग्रिड से असंतुलित डिजिटल एकीकरण: नेटिव IEC 61850-9-2LE ऑप्टिकल फाइबर डिजिटल आउटपुट, आधुनिक डिजिटल सबस्टेशन आर्किटेक्चर के साथ पूरी तरह से संगत, द्वितीयक वायरिंग को सरल बनाता है।
महत्वपूर्ण प्रदर्शन पैरामीटर सारांश
निर्देशक श्रेणी
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मापन पैरामीटर
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प्रदर्शन मूल्य
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मुख्य महत्व
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मापन बैंडविड्थ
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(रोगोव्स्की)
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0.1 Hz - 2 MHz
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अस्थिर और उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक्स को कवर करता है
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मापन शुद्धता
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(LPCT @ शक्ति आवृत्ति)
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0.2S श्रेणी
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सटीक मीटिंग और सुरक्षा की आवश्यकताओं को पूरा करता है
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मापन शुद्धता
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(पूर्ण बैंडविड्थ संयोजित)
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< ±0.5%
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पूरे क्षेत्र में उच्च शुद्धता सुनिश्चित करता है
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डिजिटलीकरण
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सैंपलिंग (ADC)
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16-बिट / 200 kSPS (AD7606)
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उच्च-शुद्धता ऑन-सेंसर डिजिटल परिवर्तन
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डिजिटलीकरण
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आउटपुट प्रोटोकॉल
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IEC 61850-9-2LE (फाइबर)
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डिजिटल सबस्टेशनों का असंतुलित पहुंच
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एंटी-इंटरफ़ेरेंस
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शील्डिंग सामग्री
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परमल्लॉय (μ ≥ 10⁴)
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GIS के भीतरी मजबूत चुंबकीय इंटरफ़ेरेंस का प्रतिरोध करता है
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