ロゴフスキコイル+低電力CT（LPCT）統合GIS広帯域電流測定ソリューション
背景：直流輸送変換所、大規模電弧炉など、高調波汚染と高い一時的な状況が見られる環境において、GIS内の従来の電磁式電流変換器（CT）は大きな課題に直面しています：周波数帯域幅の制限により高周波および一時的な信号が歪み、調波解析と保護要件に対する測定精度が不足し、外部マージングユニット（MU）によりコストと複雑さが増加します。
解決策：このソリューションは、ロゴスキコイルと低消費電力電流変換器（LPCT）をGIS筐体内部に統合し、局所デジタル化技術を組み合わせることで、近直流から高周波まで正確な全帯域測定を提供し、IEC 61850規格に準拠した直接デジタル出力を実現します。
技術的特長：
- デュアルセンサーフュージョン技術：
- ロゴスキコイル：広帯域/高次調波/一時的な電流の捕捉に責任を持ちます。磁気飽和がないため、0.1 Hzから2 MHzまでの超広帯域で線形応答を確保し、変換所での高速一時過程（例えば、交換失敗）や電弧炉によって生成される数百倍の高次調波を正確に捕捉します。
- 低消費電力CT（LPCT）：基準周波数の高精度測定と保護に責任を持ちます。0.2Sクラスの精度を達成し、基準周波数（50/60Hz）と近傍の低次調波条件下で安定かつ信頼性の高い標準準拠の電流測定を確保し、エネルギー計測と保護信号源の要件を満たします。
- インテリジェントフュージョン：データ処理ユニットが2つの信号パスをインテリジェントに同期および校正し、全周波数帯域（0.1 Hzから2 MHz）でシームレスな接続を実現し、統一された高精度電流データストリームを出力します。
- センサー上でのデジタル化：
- サンプリング：高性能AD7606 ADCチップ（16ビット分解能、200 kSPSサンプリングレート）をCT取り付けフレーム側に直接統合します。
- 出力：デジタル化されたデータは光ファイバーを介して伝送され、IEC 61850-9-2LEプロトコル規格に準拠し、従来の外部マージングユニット（MU）を置き換えます。
- 利点：長距離アナログ信号伝送による減衰、ノイズ干渉、接地問題を完全に排除し、システム構造を大幅に簡素化し、信号品質とノイズ耐性を向上させます。
- 極めて優れた干渉防止設計（主要な信頼性保証）：
- フュージョンユニット（MUモジュール）構造：
- 筐体：高剛性鋳造アルミニウム製ハウジングは機械強度と基本的な電磁シールドを提供します。
- コアシールド層：パーマロイ（磁気透過率 μ ≥ 10⁴）を使用し、超高透過率磁気シールドパスを形成します。この材料の低周波強磁場に対するシールド能力は、一般的なアルミニウムハウジングやシリコン鋼板を大きく上回り、GIS内部の厳しい電磁環境における理想的な選択となります。
適用シーン：
- 高圧直流（HVDC）変換所：変換バルブスイッチング中に生成される急峻な波頭（非常に高いdi/dt）の一時的な電流と特性調波（例えば、12パルスシステムによって生成される12k±1次の調波）を正確に測定し、直流制御保護システムの安定かつ効率的な動作を確保します。
- 大規模電弧炉/転轍機などのインパクト負荷：負荷の急速な起動/停止、短絡電流、および生成される広帯域調波（2次から50次以上）を正確に捕捉し、電力品質分析、調波抑制、およびリレー保護用の高忠実度データを提供します。
- スマート変電所：状態ベースモニタリング（CBM）、位相測定ユニット（PMU）、および広帯域保護などの新しい高度なアプリケーションからの電流データ帯域幅と精度の厳格な要件を満たします。
主要な利点：
- 全帯域での超高精度：全測定帯域（0.1 Hz - 2 MHz）で総誤差を±0.5%以内に厳格に制御し、高精度基準周波数計測（0.2Sクラス）と高周波/一時的な測定要件を同時に満たします。
- 帯域制限の突破：ロゴスキコイルの超広帯域応答（0.1 Hz - 2 MHz）は直流成分から高周波RF干渉までをカバーし、従来のCTでは不可能な範囲です。
- 大幅なコストとスペース削減：外部マージングユニット（MU）と関連配線、設置スペースを排除することで、全体的なシステム設備購入、設置、メンテナンスコストを約30%削減します。GISの主構造はよりコンパクトになります。
- 強力な干渉防止と信頼性の高い動作：鋳造アルミニウムハウジングとパーマロイ磁気シールドの組み合わせにより、厳しいGIS環境下でも長期的に安定かつ信頼性の高い動作が可能です。
- シームレスなデジタルグリッド統合：ネイティブIEC 61850-9-2LE光ファイバーデジタル出力により、現代のデジタル変電所アーキテクチャとの完全な互換性を確保し、二次配線を簡素化します。
主要性能パラメータ概要
|
指標カテゴリ |
測定パラメータ |
性能値 |
核心的な意義 |
|
測定帯域幅 |
(ロゴスキ) |
0.1 Hz - 2 MHz |
一時的な高周波調波をカバー |
|
測定精度 |
(LPCT @ 基準周波数) |
0.2Sクラス |
精密計測と保護要件を満たす |
|
測定精度 |
(全帯域合成) |
< ±0.5% |
全領域で高精度を確保 |
|
デジタル化 |
サンプリング (ADC) |
16ビット / 200 kSPS (AD7606) |
高精度のセンサー上デジタル変換 |
|
デジタル化 |
出力プロトコル |
IEC 61850-9-2LE (光ファイバー) |
デジタル変電所へのシームレスアクセス |
|
干渉防止 |
シールド材 |
パーマロイ (μ ≥ 10⁴) |
強い内部GIS電磁干渉に抵抗 |
07/10/2025
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