Sistema di misurazione della corrente a larga banda integrato GIS con Coil Rogowski + CT a basso consumo (LPCT)

17yrs 700++ staff 108000m²+m² US$150,000,000+ China

Contesto: Nelle stazioni di conversione per la trasmissione continua (DC), nelle grandi fornaci elettriche ad arco e in altri ambienti con forte inquinamento armonico e condizioni transitorie elevate, i tradizionali trasformatori di corrente elettromagnetici (CT) all'interno degli apparati isolati a gas (GIS) affrontano sfide significative: la banda passante limitata causa la distorsione dei segnali ad alta frequenza e transitori; l'accuratezza della misurazione non è sufficiente per le analisi armoniche e i requisiti di protezione; e le unità di fusione esterne (MU) aumentano i costi e la complessità.

Soluzione: Questa soluzione innovativamente integra bobine Rogowski e trasformatori di corrente a basso consumo (LPCT) all'interno dell'involucro GIS, combinati con la tecnologia di digitalizzazione locale, fornendo una misurazione accurata su tutta la banda da quasi DC a frequenze elevate, con un'uscita digitale diretta conforme allo standard IEC 61850.

Punti Tecnici di Rilievo:

Tecnologia di Fusione Dual-Sensor:

Bobina Rogowski: Responsabile della cattura di correnti armoniche a larga banda/alto ordine e transitorie. La sua assenza di saturazione magnetica garantisce una risposta lineare in una banda passante ultra-larga da 0,1 Hz a 2 MHz, catturando con precisione processi transitori veloci nelle stazioni di conversione (ad esempio, fallimenti di commutazione) e armoniche di alto ordine fino a diverse centinaia generate dalle fornaci ad arco.
Trasformatore di Corrente a Basso Consumo (LPCT): Responsabile della misurazione ad alta accuratezza e della protezione delle fondamentali di potenza. Raggiunge una classe di accuratezza elevata fino a 0,2S, garantendo una misurazione di corrente stabile, affidabile e conforme agli standard sotto le condizioni di frequenza fondamentale (50/60Hz) e armoniche di basso ordine vicine, soddisfacendo i requisiti per la rilevazione del consumo energetico e le fonti di segnale di protezione.
Fusione Intelligente: Un'unità di elaborazione dati esegue la sincronizzazione e la calibrazione intelligente dei due percorsi di segnale, realizzando un'incollatura senza soluzioni di continuità su tutta la banda passante (da 0,1 Hz a 2 MHz), producendo un flusso di dati di corrente unificato e ad alta precisione.

Digitalizzazione sul Sensore:

Campionamento: Integra il chip ADC AD7606 ad alte prestazioni (risoluzione a 16 bit, tasso di campionamento di 200 kSPS) direttamente sul lato della flangia di montaggio del CT.
Uscita: I dati digitalizzati vengono trasmessi tramite fibra ottica, conformi allo standard del protocollo IEC 61850-9-2LE, sostituendo l'unità di fusione esterna (MU) tradizionale.
Vantaggi: Elimina completamente l'attenuazione, l'interferenza e i problemi di messa a terra introdotti dalla trasmissione analogica a lunga distanza; semplifica significativamente la struttura del sistema; migliora la qualità del segnale e la capacità anti-interferenza.

Progettazione Estrema Anti-Interferenza (Garanzia Chiave di Affidabilità):

Struttura dell'Unità di Fusione (Modulo MU):

Involucro: Un involucro in alluminio fuso ad alta rigidità fornisce resistenza meccanica e schermatura elettromagnetica di base.
Strato di Schermo Centrale: Utilizza Permalloy (permeabilità magnetica μ ≥ 10⁴), formando un percorso di schermo magnetico ad ultra-alta permeabilità. La capacità di schermatura di questo materiale per i forti campi magnetici a bassa frequenza supera ampiamente quella degli involucri in alluminio comuni o delle lamiere di silicio, rendendolo la scelta ideale per l'ambiente elettromagnetico severo all'interno del GIS.

Scenari di Applicazione:

Stazioni di Conversione per Trasmissione Continua (HVDC): Misura con precisione le correnti transitorie con fronte d'onda ripido (di/dt estremamente elevato) e le armoniche caratteristiche (ad esempio, gli ordini 12k±1 generati dai sistemi a 12 pulsanti) prodotte durante la commutazione dei valvole convertitrici, garantendo l'operazione stabile ed efficiente del sistema di controllo e protezione DC.
Grandi Fornaci Elettriche ad Arco / Laminatoi e Altri Carichi Impatti: Cattura con precisione l'avvio/fermata rapida del carico, le correnti di cortocircuito e le armoniche a larga banda (dall'ordine 2 al 50 e oltre), fornendo dati ad alta fedeltà per l'analisi della qualità dell'energia, la mitigazione armonica e la protezione relè.
Sottostazioni Intelligenti: Soddisfa i requisiti stringenti per la banda passante e l'accuratezza dei dati di corrente da nuove applicazioni avanzate come il Monitoraggio Basato sullo Stato (CBM), le Unità di Misura Fasoriale (PMU) e la protezione a larga banda.

Vantaggi Principali:

Accuratezza Ultra-Alta Su Tutto il Range di Frequenza: L'errore complessivo è rigorosamente controllato entro ±0,5% su tutta la banda di misurazione (0,1 Hz - 2 MHz), soddisfacendo contemporaneamente i requisiti di misurazione ad alta accuratezza in frequenza di rete (classe 0,2S) e le necessità di misurazione ad alta frequenza/transitoria.
Superamento dei Limiti di Banda Passante: La risposta di frequenza ultra-larga della bobina Rogowski (0,1 Hz - 2 MHz) copre i componenti DC, le armoniche di ordine estremamente basso fino all'interferenza RF ad alta frequenza, irraggiungibile dai tradizionali CT.
Risparmio Significativo di Costi e Spazio: Elimina l'unità di fusione esterna (MU) e i cavi associati, lo spazio di installazione, riducendo i costi complessivi di acquisto, installazione e manutenzione del sistema di circa il 30%. La struttura principale del GIS diventa più compatta.
Anti-Interferenza Elevata & Operazione Affidabile: La combinazione di un involucro in alluminio fuso e uno schermo magnetico in Permalloy fornisce una protezione elettromagnetica eccezionale, garantendo un'operazione stabile e affidabile a lungo termine nell'ambiente severo del GIS.
Integrazione Digitale Senza Soluzioni di Continuità: Uscita digitale ottica nativa IEC 61850-9-2LE, pienamente compatibile con l'architettura moderna delle sottostazioni digitali, semplificando il cablaggio secondario.

Panoramica dei Parametri di Prestazione Chiave

Categoria Indicatore	Parametro di Misurazione	Valore di Prestazione	Significato Core
Banda Passante di Misurazione	(Rogowski)	0,1 Hz - 2 MHz	Coppie transitori e armoniche ad alta frequenza
Accuratezza di Misurazione	(LPCT @ Frequenza di Potenza)	Classe 0,2S	Soddisfa i requisiti di misurazione precisa e di protezione
Accuratezza di Misurazione	(Composito su Tutto il Range)	< ±0,5%	Garantisce alta precisione su tutto il dominio
Digitalizzazione	Campionamento (ADC)	16-bit / 200 kSPS (AD7606)	Conversione digitale ad alta precisione sul sensore
Digitalizzazione	Protocollo di Uscita	IEC 61850-9-2LE (Fibra)	Accesso senza soluzioni di continuità alle sottostazioni digitali
Anti-Interferenza	Materiale di Schermo	Permalloy (μ ≥ 10⁴)	Resiste all'interferenza elettromagnetica interna del GIS