پایش دقیق توان: راه‌حل دیجیتال ترانسفورماتور جریان خارجی با دقت بالا و نسبت دوگانه

خلاصه راه‌حل:​​
راه‌حل پیشرفته ترانسفورماتور جریان بیرونی (CT) ما با استفاده از ​حسگر چند نسبتی دو نسبتی​ و یک ​واحد ترکیبی دیجیتال (MU)​​ برای ارائه اندازه‌گیری جریان سازگار و با دقت بالا در محیط‌های توان متحرک مانند مکان‌های ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر طراحی شده است. این سیستم مطابق با استاندارد IEC 61850 با امکان تغییر نسبت در زمان حقیقی و خروجی داده‌های دیجیتال، محدودیت‌های سنتی دقت و قابلیت اطمینان را حذف می‌کند.

​تجزیه و تحلیل فناوری کلیدی​

1. ​هسته حسگر دو نسبتی​
• ​نوآوری:​​ دارای پیچش‌های چند نقطه‌ای که نسبت‌های ​200:5 و 1200:5​ را در یک بدنه CT پشتیبانی می‌کنند.
• ​سازگاری:​​ انتخاب نسبت تحت کنترل نرم‌افزاری از طریق MU.
• ​مشکل حل شده:​​ به صورت خودکار محدوده اندازه‌گیری را برای تطبیق با تغییرات بار شدید (مثلاً تغییرات روشنایی در مزرعه خورشیدی یا ورود/خروج در مزرعه بادی) بدون مداخله فیزیکی یا طراحی بیش از حد CT تنظیم می‌کند.
2. ​واحد ترکیبی دیجیتال با دقت بالا (MU)​​
• ​دقت:​​ بیش از ​​کلاس <0.2S​ (براساس IEC 60044-1/IEC 61869) برای هر دو عملکرد مترشماری درآمد (ANSI C12.1) و عملکرد محافظت (IEEE C37.90).
• ​خروجی:​​ مقادیر نمونه‌برداری شده اصلی ​IEC 61850-9-2 LE​ از طریق اترنت.
• ​کالیبراسیون:​​ پردازش سیگنال دیجیتال برای جبران خطاهای فاز و غیرخطی بودن.

​ویژگی‌ها و مزایای کلیدی​

• ​دو نسبتی بر اساس تقاضا:​​ به صورت سلسبيل بین نسبت‌های 200:5 (بار کم/حساسیت بالا) و 1200:5 (جریان خطا بالا) توسط دستورات نرم‌افزاری تغییر می‌کند – ​بدون نیاز به مجدد سیم‌کشی.
• ​آماده برای زیرстан:​​ خروجی دیجیتال اصلی (9-2 LE) مستقیماً با رله‌های محافظت، مترها و سیستم‌های کنترل مطابق با استاندارد IEC 61850 ادغام می‌شود.
• ​دقت آینده‌نگر:​​ دقت <0.2S تضمین می‌کند که با استانداردهای مترشماری درآمد مشدود تطابق داشته باشد و محافظت دیفرانسیل با امپدانس بالا را امکان‌پذیر می‌کند.
• ​طراحی بیرونی قوی:​​ پوشش IP67، محفظه پلیمر مقاوم در برابر UV و مواد مقاوم در برابر فرسایش اطمینان از قابلیت اطمینان در محیط‌های سخت (-40°C تا +70°C) می‌دهند.
• ​کاهش هزینه نصب:​​ نصب یک CT جایگزین نیاز به چندین CT سنتی یا واحدهای کمکی سنگین می‌شود.
• ​افزایش پایداری شبکه:​​ داده‌های دقیق و در زمان حقیقی امکان واکنش سریع‌تر محافظت‌ها را برای جریان‌های خطا متغیر (مثلاً خطاها در منابع مبتنی بر انورتر) فراهم می‌کند.

​اجرایی: مورد استفاده انرژی‌های تجدیدپذیر​

• ​سناریو:​​ اتصال یک مزرعه خورشیدی/بادی 200 MW به زیرستان 138kV. جریان‌های خطا از نزدیک به صفر (انورترهای خاموش) تا 30kA+ (خطا کامل شبکه) می‌باشد.
• ​چالش:​​ CT‌های سنتی دقت را در جریان کم (نیاز به نسبت 200:5) کاهش می‌دهند اما در جریان‌های خطا بالا (نیاز به نسبت 1200:5) اشباع می‌شوند.
• ​راه‌حل ما:​​
1. نصب CT‌های دو نسبتی در نقطه اتصال (HV bus/circuit breaker).
2. در طول عملکرد عادی (<50٪ بار)، MU نسبت ​200:5​ را انتخاب می‌کند – برای ثبت داده‌های دقیق برای حسابداری دقیق انرژی و نظارت بر فلکر.
3. در صورت تشخیص خطا (افزایش سریع جریان)، MU به صورت خودکار به نسبت ​1200:5​ در کمتر از 5ms تغییر می‌کند – جلوگیری از اشباع، حفظ دقت و امکان رله‌ها برای پاک کردن خطاها به صورت قابل اعتماد.
4. مقادیر نمونه‌برداری شده به صورت دیجیتال از طریق 9-2 LE به رله‌های محافظت، مترها و SCADA ارسال می‌شوند – حذف خطاهای سیم‌کشی آنالوگ و تأخیرهای تبدیل‌کننده.

​چرا این راه‌حل برنده است​

• ​حذف خطر اشباع:​​ دقت را در محدوده پویای 100:1 (مثلاً 30A تا 3000A اصلی) حفظ می‌کند.
• ​کاهش هزینه‌های OPEX:​​ تنظیمات دوردست و تغییر نسبت کاهش مراجعات به محل را امکان‌پذیر می‌کند.
• ​افزایش ایمنی:​​ جایگزینی جدا کردن دیجیتال با باز کردن خطرناک دومی CT.
• ​کامل بودن داده‌ها:​​ خروجی دیجیتال از تضعیف سیگنال از EMI/RFI جلوگیری می‌کند.
• ​آماده برای تطبیق:​​ طراحی شده برای تطابق با نیازهای IEEE 1547-2018 برای تحمل خطا در انرژی‌های تجدیدپذیر.