Vysokopřesné a stabilní řešení pro nízkonapěťové proudové transformátory (LV CT)
I. Pozadí řešení
V aplikacích s vysokou přesností, jako jsou chytré sítě, měření obnovitelné energie a průmyslové sledování spotřeby elektrické energie, konvenční nízkonapěťové proudové transformátory (LV CTs) často čelí problémům, jako je nedostatečná přesnost, výrazné teplotní odchylky a špatná dlouhodobá stabilita. Pro splnění požadavků na vysokopřesné měření třídy 0.2S/0.5S toto řešení navrhuje komplexní zlepšený design elektromagnetických LV CTs prostřednictvím inovace materiálů jádra a optimalizace struktury.
II. Klíčová technická řešení
- Vylepšené materiály jádra s vysokou permeabilitou
• Nanokrystalické/amorfní slitiny ultra tenkých pásů:
Jádra jsou navinuta 0,02–0,025 mm silnými nanokrystalickými nebo amorfními slitinovými pásky, dosahují počáteční permeability (μi) přes 1,5×10⁵ H/m. To výrazně snižuje vzrušovací proud a minimalizuje poměrové/fázové chyby.
• Optimalizace magnetických domén:
Směrové tepelné zpracování eliminuje napětí jádra, zvyšuje rovnoměrnost toku a snižuje hysteretické ztráty pod vysokofrekvenčními harmonikami. - Magnetické štítění a protiproudové struktury
• Vícevrstvé složené magnetické štítění:
Dvojité Permalloy + měděné síťové štítěcí vrstvy jsou přidány kolem jádra pro potlačení vnějšího AC magnetického pole a zmírnění efektu DC posuvu.
• Pravoúhlý vinutí proces:
Segmentovaná pravoúhlá vinutí sekundárních vinutí snižuje distribuovanou kapacitu a únikovou indukci, zlepšuje frekvenční odezvu (přesnost < ±0,1% v pásmu 1–5 kHz). - Kompensace teploty a zpracování signálů
• Dynamický obvod pro kompenzaci teploty:
Integrované senzory NTC/PTC s vysokou lineárností v reálném čase kompenzují teplotní odchylky permeability jádra a odporu vinutí (teplotní koeficient odchylky ≤ ±10 ppm/°C).
• Vysokostabilní vzorkovací odporník:
Odporníky s nízkou driftovou metalickou folii (ΔR/R < ±5 ppm/°C) s čtyřpolovými Kelviny spoji zajišťují přesnost převodu proudu na napětí. - Zapouzdření a posílení izolace
• Vakuumový lepení proces:
Lepení vysoce čistou epoxidovou smolou při 10⁻³ Pa eliminuje bublinky a vnitřní napětí, zvyšuje mechanickou pevnost a tepelnou stabilitu.
• Vícevrstvé izolační architektura:
Polyimidová folie + kovový kompozitní mezivrstva dosahuje dielektrické pevnosti >15 kV/mm a částečného výboje <5 pC (@1,5Ur).
III. Výhody výkonu
|
Parametr |
Konvenční CT |
Toto řešení |
Zlepšení |
|
Třída přesnosti |
0,5–1,0 |
0,2S/0,5S |
Poměrové/fázové chyby ↓50% |
|
Teplotní koeficient odchylky |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10x lepší stabilita |
|
Dlouhodobá stabilita |
±0,3%/rok |
±0,05%/rok |
Celoživotní chyba kontrolovatelná |
|
Fázová chyba (1%In) |
>30' |
<5' |
Fázová přesnost ↑6x |
|
Provozní teplota |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Zlepšená adaptabilita v extrémních podmínkách |
IV. Aplikační scénáře
Tohle řešení je zejména vhodné pro:
• Měření elektrické energie: Chytré měřiče, systémy automatizace distribuční sítě (v souladu se standardem IEC 61869-2)
• Sledování obnovitelné energie: Vysokopřesné měření proudu v inverzorech fotovoltaických systémů a systémech ukládání energie
• Průmyslová kontrola: Detekce poruchového proudu v čidlo frekvence a ochranných zařízeních motorů
• Labortatorní normy: Slouží jako 0,2S-třídové standardní transformátory pro přenos hodnoty
