Интегрированное решение для широкополосного измерения тока в системе ГИС с использованием катушки Роговского и маломощного трансформатора тока (LPCT)

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

Фон: В преобразовательных станциях постоянного тока, больших электрических дуговых печах и других условиях с серьезным гармоническим загрязнением и высокими переходными процессами, традиционные электромагнитные трансформаторы тока (ТТ) в газоизолированном коммутационном оборудовании (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 объединяющие устройства (MU) увеличивают затраты и сложность.

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

Технические особенности:

Технология двойного сенсора:

Катушка Роговского: Отвечает за захват широкополосных/высокопорядковых гармонических/переходных токов. Ее 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 до нескольких сотен раз, генерируемые дуговыми печами.
Низковольтный ТТ (LPCT): Отвечает за высоко-точное измерение и защиту основных частот. Он достигает класса точности 0,2S, обеспечивая стабильное, надежное и стандартное измерение тока при основной частоте (50/60 Гц) и близлежащих низкопорядковых гармониках, удовлетворяя требованиям учета энергии и источников сигнала защиты.
Интеллектуальное слияние: 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.

Цифровизация на сенсоре:

Сэмплирование: Интеграция высокопроизводительного АЦП AD7606 (разрешение 16 бит, частота дискретизации 200 кГц) непосредственно на стороне фланца ТТ.
Выход: Цифровые данные передаются по оптоволокну, соответствуют стандарту протокола IEC 61850-9-2LE, заменяя традиционное внешнее объединяющее устройство (MU).
Преимущества: Полностью устраняет ослабление, шумовое вмешательство и проблемы заземления, вносимые передачей аналогового сигнала на длинные расстояния; значительно упрощает структуру системы; повышает качество сигнала и устойчивость к помехам.

Экстремальная антипомеховая конструкция (ключевое обеспечение надежности):

Структура объединяющего устройства (модуль MU):

Корпус: Корпус из высокопрочного литого алюминия обеспечивает механическую прочность и базовую электромагнитную защиту.
Центральный защитный слой: Использует пермаллой (магнитная проницаемость μ ≥ 10⁴), формируя сверхвысокопроницаемый магнитный защитный путь. Защитные свойства этого материала от низкочастотных сильных магнитных полей значительно превосходят обычные алюминиевые корпуса или листы силиконовой стали, делая его идеальным выбором для суровой 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, генерируемые 12-импульсными системами) во время переключения преобразовательных клапанов, обеспечивая стабильную и эффективную работу системы управления и защиты постоянного тока.
Большие дуговые печи / прокатные станы и другие ударные нагрузки: Точно захватывает быстрый запуск/остановку нагрузки, токи короткого замыкания и широкополосные гармоники (от 2-го до 50-го порядка и выше), предоставляя высококачественные данные для анализа качества электроэнергии, снижения гармоник и релейной защиты.
Умные подстанции: Удовлетворяет строгим требованиям к полосе пропускания и точности данных тока от новых продвинутых приложений, таких как мониторинг состояния (CBM), фазовые измерительные блоки (PMU) и широкополосная защита.

Основные преимущества:

Сверхвысокая точность на полной полосе: Общая погрешность строго контролируется в пределах ±0,5% по всей полосе измерений (0,1 Гц - 2 МГц), одновременно удовлетворяя требованиям высокоточного учета мощности (класс 0,2S) и высокочастотных/переходных измерений.
Прорыв в ограничениях полосы пропускания: Сверхширокая частотная характеристика катушки Роговского (0,1 Гц - 2 МГц) охватывает постоянные компоненты, очень низкопорядковые гармоники до высокочастотных радиочастотных помех, недостижимых для традиционных ТТ.
Значительная экономия затрат и пространства: Устраняет внешнее объединяющее устройство (MU) и связанные с ним кабели, установочные пространства, снижая общие затраты на закупку, установку и обслуживание оборудования системы примерно на 30%. Основная структура GIS становится более компактной.
Высокая устойчивость к помехам и надежная работа: Комбинация корпуса из литого алюминия и магнитной защиты из пермаллоя обеспечивает исключительную электромагнитную защиту, гарантируя долгосрочную стабильную и надежную работу в суровой среде GIS.
Бесшовная интеграция в цифровую сеть: Нативный цифровой выход по оптоволокну стандарта IEC 61850-9-2LE, полностью совместимый с современной архитектурой цифровых подстанций, упрощает вторичную проводку.

Обзор ключевых параметров производительности

Категория показателя	Измеряемый параметр	Значение производительности	Основное значение
Полоса измерений	(катушка Роговского)	0,1 Гц - 2 МГц	Охватывает переходные процессы и высокочастотные гармоники
Точность измерений	(LPCT @ частота питания)	Класс 0,2S	Удовлетворяет требованиям точного учета и защиты
Точность измерений	(композитная полоса пропускания)	< ±0,5%	Обеспечивает высокую точность на всей полосе
Цифровизация	Сэмплирование (АЦП)	16 бит / 200 кГц (AD7606)	Высокоточное цифровое преобразование на сенсоре
Цифровизация	Протокол выхода	IEC 61850-9-2LE (оптоволокно)	Бесшовный доступ к цифровым подстанциям
Устойчивость к помехам	Материал защиты	Пермаллой (μ ≥ 10⁴)	Сопротивляется сильному внутреннему электромагнитному воздействию в GIS