Високоточни и стабилни решения за нисковолтови трансформатори на тока (LV CT)
I. Фон на решението
В приложения с висока точност, като интелигентни мрежи, измерване на възобновяема енергия и промишлено наблюдение на електроенергията, традиционните нисконапрегови токови трансформатори (LV CTs) често се сблъскват с предизвикателства, включително недостатъчна точност, значително температурно дрифтоване и лоша дългосрочна стабилност. За да отговорим на изискванията за високоточно измерване от клас 0.2S/0.5S, това решение предлага комплексен подобрен дизайн на електромагнитните LV CTs чрез иновации в материалите на ядрата и оптимизация на структурата.
II. Основни технически решения
- Подобрени материали с висока проницаемост за ядра
• Нанокристални/аморфни легирани ултра-тънки ленти:
Ядрата се обвиват с 0.02–0.025мм тънки нанокристални или аморфни легирани ленти, достигайки начална проницаемост (μi) над 1.5×10⁵ H/m. Това значително намалява възбудителния ток и минимизира грешките в соотношението/фазата.
• Оптимизация на магнитните домейни:
Анодиране с посочен магнитен пол устранява напреженията в ядрото, подобрява равномерността на потока и намалява хистерезисните загуби при високочестотни гармоники. - Магнитни щитове и антиинтерференционни структури
• Многослойни композитни магнитни щитове:
Добавят се двойни слоеве от пермалои + медна мрежа около ядрото, за да се подави външната AC магнитна полева интерференция и да се намалят DC биас ефектите.
• Ортогонален процес на обвивка:
Сегментиран ортогонален процес на обвивка за вторични обмотки намалява разпределената капацитетност и изтичащата индуктивност, подобрявайки честотната характеристика (точността на отклонението < ±0.1% в диапазона 1–5kHz). - Компенсация на температурата и обработка на сигнала
• Динамична компенсираща схема за температура:
Интегрирани сензори с висока линейност NTC/PTC реално време компенсират температурното дрифтоване на проницаемостта на ядрото и съпротивлението на обмотката (кофициент на температурно дрифтоване ≤ ±10 ppm/°C).
• Стабилен пробивен резистор:
Резистори от метална фолия с ниско дрифтоване (ΔR/R < ±5 ppm/°C) с четири-терминални Келвинови връзки осигуряват точността на преобразуването от ток в напрежение. - Обвивка и подсилване на изолацията
• Процес на замазване под вакуум:
Замазване с високочист епоксиден смолен при 10⁻³ Па елиминира мехурчетата и вътрешните напрежения, подобрявайки механичната сила и термалната стабилност.
• Многослойна архитектура на изолацията:
Полиимида пленка + силиконов композитен междинен слой на изолация достига диелектрична сила >15 kV/mm и частичен пробив <5 pC (@1.5Ur).
III. Преимущества на производителността
|
Параметър |
Традиционен CT |
Това решение |
Подобряване |
|
Клас на точност |
0.5–1.0 |
0.2S/0.5S |
Грешки в соотношение/фаза ↓50% |
|
Коефициент на температурно дрифтоване |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10x по-добра стабилност |
|
Дългосрочна стабилност |
±0.3%/година |
±0.05%/година |
Грешка през живота контролируема |
|
Фазова грешка (1%In) |
>30' |
<5' |
Точност на фазата ↑6x |
|
Експлоатационна температура |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Подобряване на адаптираността в екстремни условия |
IV. Приложни сценарии
Това решение е особено подходящо за:
• Измерване на електроенергията: Интелигентни счетачи, системи за автоматизация на разпределителната мрежа (съответстват на стандарт IEC 61869-2)
• Наблюдение на възобновяема енергия: Високоточно пробиване на тока в PV инвертори и системи за съхранение на енергия
• Промишлено управление: Детекция на аварийни токове в VFDs и устройства за защита на двигатели
• Лабораторни стандарти: Използване като 0.2S-клас стандартни трансформатори за прехвърляне на стойности
