Rogowski Bobina + Nizkoenergijski CT (LPCT) Integrirano GIS Širokopasno Merilno Rešenje Teka

Pozadje: V pretvorilnih postajah za enosmerne tokove, velikih električnih luknih pečeh in drugih okoljih z obsežnimi harmonskimi onesnaženostmi in visokimi prehodnimi stanji so tradicionalni elektromagnetski merilni transformatorji (CT) znotraj plinov izolezane komutacijske opreme (GIS) soočeni z velikimi izzivi: omejen frekvenčni pas povzroča zamenjavo visokofrekvenčnih in prehodnih signalov; natančnost meritve je prenizka za potrebe analize harmonik in zahtev po zaščiti; zunanje enotnice za združevanje (MUs) povečujejo stroške in kompleksnost.

Rešitev: Ta rešitev inovativno združi Rogowske črke in nizkonaporne merilne transformatorje (LPCTs) znotraj GIS skupine, kombinirani s tehnologijo lokalne digitalizacije, kar omogoča natančno celopasovno meritve od blizu-DC do visokih frekvenc, z neposrednim digitalnim izhodom v skladu s standardom IEC 61850.

Tehnični poudarki:

1. Tehnologija združitve dvojnih senzorjev:
• Rogowska črka: Odgovorna za zajem širokopasovnih/višjih redov harmonik/prehodnih tokov. Njen manjšek magnetne nasitnosti zagotavlja linearno odzivnost v ultraširokem frekvenčnem pasu od 0,1 Hz do 2 MHz, natančno zajema hitre prehodne procese v pretvorilnih postajah (npr. neuspešni komutacije) in višje rede harmonik, generirane lunknimi pečmi do nekaj sto-krat.
• Nizkonaporni CT (LPCT): Odgovoren za visoko natančno meritve in zaščito osnovnih valovanj. Doseže razred natančnosti do 0,2S, zagotavlja stabilno, zanesljivo in standardno skladno meritve toka pri osnovni frekvenci (50/60Hz) in bližnjih nizkih reduharmonik, ki ustrezajo zahtevam za meritve energije in viri zaščitnih signalov.
• Pametno združevanje: Enota za obdelavo podatkov izvaja pametno sinhronizacijo in kalibracijo dveh signalnih poti, doseže brezpotezno zaledovanje čez celoten frekvenčni pas (0,1 Hz do 2 MHz), izdaja enificiran, visoko natančen tokovni podatkovni tok.
2. Lokalna digitalizacija na senzorju:
• Vzorčenje: Integrira visoko zmogljivi AD7606 ADC čip (16-bitna ločljivost, stopnja vzorčenja 200 kSPS) neposredno na strani flanša namestitve CT.
• Izhod: Digitalizirani podatki se prenašajo preko optičnih vlaknen, v skladu s standardom protokola IEC 61850-9-2LE, nadomeščajo tradicionalne zunanje enotnice za združevanje (MU).
• Prednosti: Popolnoma odstrani slabljanje, motninsko motnje in težave z zemljenjem, uvedene z daljnjim prenosom analognih signalov; bistveno poenostavi strukturo sistema; izboljša kakovost signala in odpornost na motnje.
3. Krajši anti-motninski dizajn (ključna jamstva zanesljivosti):
• Struktura združevalne enotnice (modul MU):
• Ohišje: Ohišje iz litine z visoko prožnostjo zagotavlja mehansko trdnost in osnovno elektromagnetno ščit.
• Srčni ščitni sloj: Uporablja Permalloy (magnetna prožnost μ ≥ 10⁴), tvori ultra visoko prožen magnetni ščitni pot. Ščitna sposobnost tega materiala za nizkofrekvenčne močne magnetne polja daleč presegajo tiste običajnih aluminijastih ohišji ali silicijskih listov, kar ga čini idealno izbiro za trdo elektromagnetno okolje znotraj GIS.

Uporabni scenariji:

• Pretvorilne postaje za visokonaporne enosmerne tokove (HVDC): Natančno meri hitre prehodne tokove s strmina tal (izredno visoka di/dt) in karakteristične harmonike (npr. 12k±1 redi, generirane s sistemom 12-pulsnih pretvornikov) med komutacijo pretvornikov, zagotavlja stabilno in učinkovito delovanje DC sistema za nadzor in zaščito.
• Veliki električni lukni peči / valilnice in druge obremenitve z udarom: Natančno zajema hitro začetek/ustavitev obremenitve, kratkoporočne tokove in generirane širokospektralne harmonike (2. do 50. red in več), prinaša visokoufidenčne podatke za analizo kakovosti energije, zmanjševanje harmonik in relejsko zaščito.
• Pametne pretvorilne postaje: Ustrezajo strogi zahtevi za pasovno širino in natančnost tokovnih podatkov novih naprednih aplikacij, kot so nadzor stanja (CBM), enote za merjenje fazorskih mernih enot (PMU) in širokopasovna zaščita.

Temeljni prednosti:

1. Izredno visoka natančnost v celotnem frekvenčnem pasu: Kompleksna napaka strogo kontrolirana znotraj ±0,5% čez celotni merilni pas (0,1 Hz - 2 MHz), hkrati zadostva zahtevam za natančno merjenje osnovne frekvence (razred 0,2S) in merjenje visokih frekvenc in prehodnih stanj.
2. Preboj preko omejitve frekvenčnega pasu: Ultraširok frekvenčni odziv Rogowske črke (0,1 Hz - 2 MHz) pokriva komponente DC, izredno nizke rede harmonik do visokofrekvenčnih RF motenj, nedosegljive za tradicionalne CT.
3. Znaten uštekek v stroških in prostoru: Odstrani zunanje enotnice za združevanje (MU) in pripadajoče kablove, namestitveni prostor, zmanjša skupne stroške nabave, namestitve in vzdrževanja sistemske opreme za približno 30%. Glavna struktura GIS postane bolj kompaktna.
4. Močan odpornost na motnje in zanesljivo delovanje: Kombinacija ohišja iz litine in magnete Permalloy zagotavlja izjemen elektromagnetni ščit, ki zagotavlja dolgoročno stabilno in zanesljivo delovanje v trdem GIS okolju.
5. Brezpotezna integracija digitalne mreže: Nativen optični vlaknen digitalni izhod IEC 61850-9-2LE, popolnoma združljiv z moderno arhitekturo digitalnih pretvorilnih postaj, poenostavi sekundarno vezavo.

Pregled ključnih meritvenih parametrov