Koil Rogowski + Low-Power CT (LPCT) Solusi Pengukuran Arus Broadband Terintegrasi GIS

Latar Belakang: Dalam stasiun pengubah transmisi DC, tungku busur listrik berskala besar, dan lingkungan lainnya dengan polusi harmonik yang parah dan kondisi transien tinggi, transformator arus elektromagnetik tradisional (CTs) dalam Gas-Insulated Switchgear (GIS) menghadapi tantangan signifikan: lebar pita frekuensi terbatas menyebabkan distorsi sinyal frekuensi tinggi dan transien; akurasi pengukuran tidak memadai untuk analisis harmonik dan kebutuhan perlindungan; dan unit penggabungan eksternal (MUs) meningkatkan biaya dan kompleksitas.

Solusi: Solusi ini secara inovatif mengintegrasikan koil Rogowski dan Low-Power Current Transformers (LPCTs) di dalam enklosur GIS, dikombinasikan dengan teknologi digitalisasi lokal, memberikan pengukuran penuh band yang akurat dari hampir DC hingga frekuensi tinggi, dengan output digital langsung yang sesuai dengan standar IEC 61850.

Titik Teknis:

1. Teknologi Fusi Dua Sensor:
   • Koil Rogowski: Bertanggung jawab untuk menangkap harmonik broadband/tingkat tinggi dan arus transien. Tidak adanya saturasi magnetik memastikan respons linier dalam lebar pita ultra-lebar 0.1 Hz hingga 2 MHz, menangkap proses transien cepat di stasiun pengubah (misalnya, kegagalan komutasi) dan harmonik orde tinggi hingga beberapa ratus kali yang dihasilkan oleh tungku busur.
   • Low-Power CT (LPCT): Bertanggung jawab untuk pengukuran dan perlindungan dasar frekuensi daya dengan akurasi tinggi. Mencapai kelas akurasi sebesar 0.2S, memastikan pengukuran arus yang stabil, dapat diandalkan, dan sesuai standar di bawah frekuensi fundamental (50/60Hz) dan harmonik orde rendah terdekat, memenuhi persyaratan untuk meteran energi dan sumber sinyal perlindungan.
   • Fusi Cerdas: Unit pemrosesan data melakukan sinkronisasi dan kalibrasi cerdas dari dua jalur sinyal, mencapai penyambungan tanpa jeda seluruh lebar pita (0.1 Hz hingga 2 MHz), mengeluarkan aliran data arus yang unifikasi dan berpresisi tinggi.
2. Digitalisasi pada Sensor:
   • Pengambilan Sampel: Mengintegrasikan chip ADC AD7606 berkinerja tinggi (resolusi 16-bit, laju pengambilan sampel 200 kSPS) langsung di sisi flensa pemasangan CT.
   • Output: Data yang didigitalisasi ditransmisikan melalui serat optik, sesuai dengan standar protokol IEC 61850-9-2LE, menggantikan unit penggabungan eksternal (MU) tradisional.
   • Keunggulan: Menghilangkan sepenuhnya redaman, gangguan suara, dan masalah grounding yang disebabkan oleh transmisi sinyal analog jarak jauh; secara signifikan menyederhanakan struktur sistem; meningkatkan kualitas sinyal dan kemampuan anti-interferensi.
3. Desain Anti-Interferensi Ekstrem (Jaminan Keandalan Utama):
   • Struktur Unit Penggabungan (Modul MU):
     • Enklosur: Perumahan aluminium cor dengan kekakuan tinggi memberikan kekuatan mekanis dan perisai elektromagnetik dasar.
     • Lapisan Perisai Inti: Menggunakan Permalloy (permeabilitas magnetik μ ≥ 10⁴), membentuk jalur perisai magnet dengan permeabilitas ultra-tinggi. Kemampuan perisai bahan ini untuk medan magnet kuat frekuensi rendah jauh melebihi perumahan aluminium biasa atau lembaran besi silikon, menjadikannya pilihan ideal untuk lingkungan elektromagnetik keras di dalam GIS.

Skenario Aplikasi:

• Stasiun Pengubah Arus Searah Tegangan Tinggi (HVDC): Mengukur dengan akurat arus transien dengan gelombang depan curam (di/dt sangat tinggi) dan harmonik karakteristik (misalnya, orde 12k±1 yang dihasilkan oleh sistem 12-pulse) selama pergantian katup pengubah, memastikan operasi stabil dan efisien dari sistem kontrol dan perlindungan DC.
• Tungku Busur Listrik Besar / Pabrik Rol dan Beban Dampak Lainnya: Menangkap dengan tepat mulai/berhenti beban cepat, arus pendek sirkuit, dan harmonik spektrum luas (orde 2 hingga 50 dan lebih) yang dihasilkan, menyediakan data fidelitas tinggi untuk analisis kualitas daya, mitigasi harmonik, dan perlindungan relai.
• Substansi Cerdas: Memenuhi persyaratan ketat untuk lebar pita dan akurasi data arus dari aplikasi canggih baru seperti Condition-Based Monitoring (CBM), Phasor Measurement Units (PMU), dan perlindungan broadband.

Keunggulan Inti:

1. Akurasi Ultra-Tinggi di Seluruh Lebar Pita: Kesalahan total dikuasai secara ketat dalam ±0.5% di seluruh band pengukuran (0.1 Hz - 2 MHz), secara simultan memenuhi kebutuhan pengukuran daya-frekuensi tingkat tinggi (kelas 0.2S) dan pengukuran frekuensi tinggi/transien.
2. Terobosan dalam Batasan Lebar Pita: Respon frekuensi ultra-lebar koil Rogowski (0.1 Hz - 2 MHz) mencakup komponen DC, harmonik orde sangat rendah hingga interferensi RF frekuensi tinggi, yang tidak dapat dicapai oleh CT tradisional.
3. Hemat Biaya dan Ruang Signifikan: Menghilangkan unit penggabungan eksternal (MU) dan kabel terkait, ruang pemasangan, mengurangi biaya pembelian, pemasangan, dan perawatan peralatan sistem secara keseluruhan sekitar 30%. Struktur utama GIS menjadi lebih padat.
4. Anti-Interferensi Kuat & Operasi Andal: Kombinasi perumahan aluminium cor dan perisai magnet Permalloy memberikan perlindungan elektromagnetik luar biasa, memastikan operasi stabil dan andal jangka panjang di lingkungan GIS yang keras.
5. Integrasi Digital Grid Tanpa Jeda: Output digital serat optik asli IEC 61850-9-2LE, sepenuhnya kompatibel dengan arsitektur substation digital modern, menyederhanakan kabel sekunder.

Ringkasan Parameter Kinerja Utama