วงจรรวมของคอยล์ Rogowski และตัวแปลงความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบใช้พลังงานต่ำ (LPCT) สำหรับระบบวัดกระแสไฟฟ้าแบบ GIS ที่มีแบนด์วิธกว้าง

พื้นหลัง:​​ ในสถานีแปลงไฟฟ้ากระแสตรง печь электродуговая крупного масштаба และสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ที่มีการปนเปื้อนฮาร์โมนิกและสภาพชั่วขณะสูง ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้าแบบดั้งเดิม (CTs) ภายใน Gas-Insulated Switchgear (GIS) ต้องเผชิญกับความท้าทายสำคัญ: ความกว้างของแบนด์ความถี่ที่จำกัดทำให้สัญญาณความถี่สูงและชั่วขณะบิดเบือน; ความแม่นยำในการวัดไม่เพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ฮาร์โมนิกและการป้องกัน; และหน่วยรวมภายนอก (MUs) เพิ่มค่าใช้จ่ายและความซับซ้อน

​ทางออก:​​ โซลูชันนี้ได้นำเอาคอยล์โรโกวสกีและตัวแปลงกระแสไฟฟ้าพลังงานต่ำ (LPCTs) มาผสานเข้ากับโครงสร้าง GIS ร่วมกับเทคโนโลยีดิจิตอลในท้องถิ่น มอบการวัดที่แม่นยำเต็มวงจรจากใกล้ DC ถึงความถี่สูง พร้อมด้วยเอาต์พุตดิจิตอลโดยตรงที่สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC 61850

​ไฮไลท์ทางเทคนิค:​​

1. ​เทคโนโลยีการผสานเซ็นเซอร์คู่:​​
• ​คอยล์โรโกวสกี:​​ รับผิดชอบในการจับกระแสฮาร์โมนิก/ชั่วขณะที่มีความกว้างแบนด์สูง ความสามารถในการไม่เกิดความอิ่มตัวแม่เหล็กทำให้มีการตอบสนองเชิงเส้นภายในแบนด์ความถี่ที่กว้างมาก 0.1 Hz ถึง 2 MHz สามารถจับกระบวนการชั่วขณะอย่างรวดเร็วในสถานีแปลงไฟฟ้า (เช่น การเปลี่ยนขั้ว) และฮาร์โมนิกลำดับสูงถึงหลายร้อยเท่าที่สร้างขึ้นโดย печь электродуговая
• ​ตัวแปลงกระแสไฟฟ้าพลังงานต่ำ (LPCT):​​ รับผิดชอบในการวัดและป้องกันกระแสไฟฟ้ากำลังความถี่พื้นฐาน สามารถบรรลุระดับความแม่นยำสูงถึง 0.2S ทำให้การวัดกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่พื้นฐาน (50/60Hz) และฮาร์โมนิกลำดับต่ำใกล้เคียงมีความมั่นคง เชื่อถือได้ และสอดคล้องกับมาตรฐาน ตอบสนองความต้องการในการวัดพลังงานและการป้องกันสัญญาณแหล่ง
• ​การผสานอัจฉริยะ:​​ หน่วยประมวลผลข้อมูลทำการประสานและปรับเทียบสองทางสัญญาณอย่างอัจฉริยะ ทำให้การต่อเนื่องตลอดวงจรความถี่ทั้งหมด (0.1 Hz ถึง 2 MHz) สามารถส่งออกกระแสข้อมูลที่มีความแม่นยำสูงและรวมกันได้
2. ​การดิจิตอลบนเซ็นเซอร์:​​
• ​การสุ่มตัวอย่าง:​​ ผสานชิป ADC ประสิทธิภาพสูง AD7606 (ความละเอียด 16 บิต อัตราการสุ่มตัวอย่าง 200 kSPS) ที่ฝาครอบติดตั้ง CT อย่างโดยตรง
• ​เอาต์พุต:​​ ข้อมูลที่ได้จากการแปลงเป็นดิจิตอลถูกส่งผ่านสายใยแก้ว โดยสอดคล้องกับมาตรฐานโปรโตคอล IEC 61850-9-2LE แทนหน่วยรวมภายนอก (MU) แบบดั้งเดิม
• ​ข้อดี:​​ กำจัดการลดลง การรบกวนเสียง และปัญหาการต่อกราวด์ที่เกิดจากการส่งสัญญาณอะนาล็อกระยะไกลอย่างสมบูรณ์; ทำให้โครงสร้างระบบเรียบง่ายขึ้น; เพิ่มคุณภาพสัญญาณและความสามารถในการป้องกันการรบกวน
3. ​การออกแบบป้องกันการรบกวนสูงสุด (การรับประกันความน่าเชื่อถือหลัก):​​
• ​โครงสร้างหน่วยผสาน (โมดูล MU):​​
• ​โครงสร้าง:​​ โครงสร้างอลูมิเนียมหล่อแข็งแรงสูงให้ความแข็งแรงทางกลและป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าพื้นฐาน
• ​ชั้นป้องกันหลัก:​​ ใช้วัสดุเพอร์มาโลย (ความซึมผ่านแม่เหล็ก μ ≥ 10⁴) สร้างเส้นทางป้องกันแม่เหล็กที่มีความซึมผ่านสูงมาก ความสามารถในการป้องกันของวัสดุนี้สำหรับสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำที่แรงมากเกินกว่าวัสดุอลูมิเนียมทั่วไปหรือแผ่นเหล็กซิลิคอน ทำให้เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงภายใน GIS

​กรณีการใช้งาน:​​

• ​สถานีแปลงไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง (HVDC):​​ วัดกระแสชั่วขณะที่มีฟร้อนต์เวฟสูง (di/dt สูงมาก) และฮาร์โมนิกเฉพาะ (เช่น ลำดับ 12k±1 ที่สร้างขึ้นโดยระบบ 12-pulse) ที่เกิดขึ้นระหว่างการสลับวาล์วแปลง ทำให้ระบบควบคุมและป้องกันกระแสตรงทำงานอย่างมั่นคงและมีประสิทธิภาพ
• ​ печь электродуговаяขนาดใหญ่ / โรงกลิ้งและโหลดกระแทกอื่น ๆ:​​ จับกระแสที่เริ่มต้น/หยุดอย่างรวดเร็ว กระแสลัดวงจร และฮาร์โมนิกที่มีวงจรกว้าง (ลำดับที่ 2 ถึง 50 และมากกว่า) ให้ข้อมูลที่มีความละเอียดสูงสำหรับการวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า การลดฮาร์โมนิก และการป้องกันรีเลย์
• ​สถานีไฟฟ้าอัจฉริยะ:​​ ตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดสำหรับแบนด์วิธและความแม่นยำของข้อมูลกระแสจากแอปพลิเคชันขั้นสูงใหม่ เช่น การตรวจสอบตามสภาพ (CBM) หน่วยวัดเฟส (PMU) และการป้องกันวงจรกว้าง

​ข้อได้เปรียบหลัก:​​

1. ​ความแม่นยำสูงสุดตลอดวงจรความถี่:​​ ความผิดพลาดทั้งหมดถูกควบคุมอย่างเข้มงวดภายใน ±0.5% ตลอดวงจรการวัด (0.1 Hz - 2 MHz) ตอบสนองความต้องการในการวัดพลังงานความถี่พื้นฐานที่มีความแม่นยำสูง (0.2S class) และความต้องการในการวัดความถี่สูง/ชั่วขณะ
2. ​การข้ามขีดจำกัดของแบนด์วิธ:​​ ความตอบสนองความถี่ที่กว้างมากของคอยล์โรโกวสกี (0.1 Hz - 2 MHz) ครอบคลุมส่วนประกอบ DC ฮาร์โมนิกลำดับต่ำมากจนถึงการรบกวน RF ความถี่สูง ซึ่งไม่สามารถทำได้โดย CTs แบบดั้งเดิม
3. ​การประหยัดค่าใช้จ่ายและพื้นที่อย่างมาก:​​ กำจัดหน่วยรวมภายนอก (MU) และสายเคเบิลที่เกี่ยวข้อง พื้นที่ติดตั้ง ลดค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อ เครื่องมือ ติดตั้ง และบำรุงรักษาระบบทั้งหมดประมาณ 30% โครงสร้างหลักของ GIS กลายเป็นที่กะทัดรัดมากขึ้น
4. ​การป้องกันการรบกวนและความน่าเชื่อถือในการทำงาน:​​ การผสมผสานระหว่างโครงสร้างอลูมิเนียมหล่อและชั้นป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าเพอร์มาโลย มอบการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ทำให้สามารถทำงานอย่างมั่นคงและน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อม GIS ที่รุนแรงได้ในระยะยาว
5. ​การผสานเข้ากับระบบไฟฟ้าดิจิตอลอย่างราบรื่น:​​ เอาต์พุตดิจิตอลทางแสง IEC 61850-9-2LE ที่เป็นธรรมชาติ รองรับสถาปัตยกรรมสถานีไฟฟ้าดิจิตอลสมัยใหม่ ทำให้การต่อสายทุติยภูมิง่ายขึ้น

​ภาพรวมพารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก​