Přesné sledování spotřeby elektrické energie: Vysoce přesné dvouobvodové čidlo proudu pro venkov s digitální transformací

Souhrn řešení: Naše pokročilé řešení pro venkovní proudový transformátor (CT) integruje Multitapové čidlo s dvojitým poměrem s Digitální jednotkou sloučení (MU), aby poskytlo adaptivní, vysokopřesné měření proudu pro dynamické energetické prostředí, jako jsou místa integrace obnovitelných zdrojů. Tento systém splňující normu IEC 61850 odstraňuje tradiční kompromisy mezi přesností a spolehlivostí tím, že umožňuje reálné časové přepínání poměrů a digitální výstup dat.

Rozklad klíčové technologie

1. Čidlo s dvojitým poměrem
• Inovace: Vložené multitapové vinutí podporující poměry 200:5 a 1200:5 v jednom CT tělese.
• Přizpůsobivost: Softwarem řízený výběr poměru prostřednictvím MU.
• Vyřešený problém: Automaticky upravuje rozsah měření, aby se akomodovaly drastické změny zatížení (např. kolísání denního světla na solárním poli nebo začlenění/vyřazení větrného parku) bez fyzické intervence nebo přetopení CT.
2. Vysokopřesná digitální jednotka sloučení (MU)
• Přesnost: Překračuje <0.2S třída (podle IEC 60044-1/IEC 61869) pro oba účely, jak pro fakturaci (ANSI C12.1), tak pro ochranné funkce (IEEE C37.90).
• Výstup: Nativní vzorkované hodnoty IEC 61850-9-2 LE přes Ethernet.
• Kalibrace: Digitální zpracování signálů kompenzuje fázové chyby a nelinearitu.

Klíčové vlastnosti a výhody

• Dvojitý poměr na vyžádání: Bezproblémové přepínání mezi poměry 200:5 (nízké zatížení/vysoká citlivost) a 1200:5 (vysoké zkratové proudy) pomocí softwarem řízených příkazů – bez potřeby převádění spojení.
• Připraveno pro stanici: Nativní digitální výstup (9-2 LE) se integruje přímo do ochranných relé, měřicích přístrojů a řídicích systémů založených na standardu IEC 61850.
• Budoucí přesnost: Přesnost <0.2S zajišťuje soulad s nejpřísnějšími standardy pro fakturaci a umožňuje ochranu proti vysokému impedanci diferenciální ochrany.
• Robustní venkovní návrh: Ochranné pouzdro třídy IP67, UV odolný polymerový obal a materiály odolné k korozi zajišťují spolehlivost v tvrdých podmínkách (-40°C až +70°C).
• Snížení nákladů na instalaci: Instalace jednoho CT nahrazuje potřebu více konvenčních CT nebo zátěžových pomocných jednotek.
• Zlepšení stability sítě: Přesná data v reálném čase umožňují rychlejší odezvu ochrany na kolísající zkratové proudy (např. v případě poruch založených na invertoru).

Implementace: Případ použití obnovitelné energie

• Scénář: Připojení solárního/větrného parku o výkonu 200 MW k podstanici 138kV. Zkratové proudy se pohybují od téměř nuly (offline invertory) po 30kA+ (úplná výkonová síťová zkratka).
• Výzva: Konvenční CT kompromitují přesnost při nízkém proudu (potřebný poměr 200:5), ale nasycují se při vysokých zkratových proudech (potřebný poměr 1200:5).
• Náš řešení:
1. Instalace dvojitého poměru CT na bodu interakce (HV sběrnice/obvodový přerušovač).
2. Během běžného provozu (<50% zatížení) MU vybere poměr 200:5 – zachytává detailní data pro přesné účtování energie a monitorování blikání.
3. Po detekci zkratu (rychlý nárůst proudu) MU automaticky přepne na poměr 1200:5 v <5ms – zabrání nasycení, udržuje přesnost a umožňuje relé spolehlivě vyřešit zkraty.
4. Vzorkované hodnoty jsou přenášeny digitalizovaně přes 9-2 LE do ochranných relé, měřicích přístrojů a SCADA – eliminuje chyby analogového převodu a prodlevy převodníků.

Proč toto řešení vyhrává

• Odstranění rizika nasycení: Udržuje přesnost v dynamickém rozsahu 100:1 (např. 30A až 3000A primární).
• Úspory provozních nákladů (OPEX): Dálkové konfigurace/přepínání poměrů snižují potřebu návštěv na místě.
• Zvýšení bezpečnosti: Digitální izolace nahrazuje nebezpečné otevření sekundární strany CT.
• Celost v datech: Digitální výstup předejde degradaci signálu způsobené EMI/RFI.
• Připraveno k dodržování předpisů: Navrženo tak, aby splňovalo požadavky IEEE 1547-2018 na projížďku zkratů pro obnovitelné zdroje.