Rogowski спираль + Жетілтік жұмсалатын токтама (LPCT) интегралдық GIS кең диапазондағы ток өлшемдері шешімі

Фон:​​ В преобразовательных станциях постоянного тока, больших электродуговых печах и других условиях с серьезным гармоническим загрязнением и высокими переходными процессами, традиционные электромагнитные трансформаторы тока (ТТ) в газоизолированном выключателе (GIS) сталкиваются с значительными проблемами: ограниченная полоса пропускания частот вызывает искажение высокочастотных и переходных сигналов; точность измерений недостаточна для анализа гармоник и требований защиты; внешние блоки объединения (MU) увеличивают затраты и сложность.

​Решение:​​ Это решение инновационно интегрирует катушки Роговского и низковольтные трансформаторы тока (LPCT) внутри корпуса GIS, сочетая их с локальной цифровой технологией, обеспечивая точное измерение на полной полосе от близкого к постоянному току до высоких частот, с прямым цифровым выходом, соответствующим стандарту IEC 61850.

​Технические особенности:​​

1. ​Технология объединения двух датчиков:​​
• ​Катушка Роговского:​​ Отвечает за захват широкополосных/высокопорядковых гармонических/переходных токов. Отсутствие магнитного насыщения обеспечивает линейный отклик в сверхширокой полосе пропускания от 0,1 Гц до 2 МГц, точно захватывая быстрые переходные процессы на преобразовательных станциях (например, неудачные коммутации) и высокопорядковые гармоники, порождаемые электродуговыми печами до нескольких сотен раз.
• ​Низковольтный ТТ (LPCT):​​ Отвечает за высокоточное измерение и защиту основных частот. Достигает класса точности 0,2S, обеспечивая стабильное, надежное и стандартное измерение тока при фундаментальной частоте (50/60 Гц) и близких низкопорядковых гармониках, удовлетворяя требованиям энергетического учета и источников сигнала защиты.
• ​Интеллектуальное объединение:​​ Блок обработки данных выполняет интеллектуальную синхронизацию и калибровку двух каналов сигнала, обеспечивая бесшовное соединение по всей полосе частот (0,1 Гц - 2 МГц), выводя единый, высокоточный поток данных тока.
2. ​Цифровизация на датчике:​​
• ​Семплирование:​​ Интеграция высокопроизводительного АЦП-чипа AD7606 (разрешение 16 бит, частота семплирования 200 кСПС) непосредственно на стороне фланца установки ТТ.
• ​Выход:​​ Цифровые данные передаются по оптоволокну, соответствуют стандарту протокола IEC 61850-9-2LE, заменяя традиционный внешний блок объединения (MU).
• ​Преимущества:​​ Полностью устраняет затухание, шумовые помехи и проблемы заземления, вносимые длинной аналоговой передачей сигналов; значительно упрощает структуру системы; повышает качество сигнала и устойчивость к помехам.
3. ​Экстремальная антипомеховая конструкция (основное обеспечение надежности):​​
• ​Структура блока объединения (модуль MU):​​
• ​Корпус:​​ Высокопрочный литой алюминиевый корпус обеспечивает механическую прочность и базовую электромагнитную экранировку.
• ​Центральный экранирующий слой:​​ Использует пермаллой (магнитная проницаемость μ ≥ 10⁴), формируя путь сверхвысокой магнитной проницаемости. Экранирующая способность этого материала для низкочастотных сильных магнитных полей значительно превосходит обычные алюминиевые корпуса или листы силиконовой стали, делая его идеальным выбором для жесткой электромагнитной среды внутри GIS.

​Сценарии применения:​​

• ​Преобразовательные станции высоковольтного постоянного тока (ВВПТ):​​ Точно измеряет переходные токи с крутым фронтом (очень высокий di/dt) и характерные гармоники (например, 12k±1 порядка, порожденные 12-импульсными системами) при переключении преобразовательных клапанов, обеспечивая стабильную и эффективную работу системы управления и защиты постоянного тока.
• ​Большие электродуговые печи / прокатные станы и другие импульсные нагрузки:​​ Точно захватывает быстрый запуск/остановку нагрузки, коротко-замыкательные токи и широкополосные гармоники (2-й до 50-го порядка и выше), предоставляя высокоточные данные для анализа качества электроэнергии, снижения гармоник и релейной защиты.
• ​Умные подстанции:​​ Удовлетворяет строгим требованиям к полосе пропускания и точности данных тока от новых передовых приложений, таких как мониторинг состояния (CBM), фазовые измерительные устройства (PMU) и широкополосная защита.

​Основные преимущества:​​

1. ​Сверхвысокая точность на всей полосе частот:​​ Комплексная ошибка строго контролируется в пределах ±0,5% на всей полосе измерений (0,1 Гц - 2 МГц), одновременно удовлетворяя требованиям высокоточного учета энергии (класс 0,2S) и измерения высоких частот/переходных процессов.
2. ​Прорыв в ограничениях полосы пропускания:​​ Сверхширокая частотная характеристика катушки Роговского (0,1 Гц - 2 МГц) охватывает постоянные компоненты, крайне низкопорядковые гармоники до высокочастотных радиопомех, что недостижимо для традиционных ТТ.
3. ​Значительная экономия стоимости и места:​​ Устраняет внешний блок объединения (MU) и связанное с ним кабелирование, пространство для установки, снижая общие затраты на закупку, установку и обслуживание оборудования системы примерно на 30%. Основная структура GIS становится более компактной.
4. ​Высокая устойчивость к помехам и надежная работа:​​ Комбинация литого алюминиевого корпуса и пермаллойного магнитного экрана обеспечивает исключительную электромагнитную защиту, гарантируя долгосрочную стабильную и надежную работу в жестких условиях GIS.
5. ​Бесшовная интеграция в цифровую сеть:​​ Нативный цифровой выход по оптоволокну, полностью совместимый с современной архитектурой цифровых подстанций, упрощает вторичное проводное соединение.

​Обзор ключевых параметров производительности​