Soluciones de Alta Precisión y Estabilidad para Transformadores de Corriente de Baja Tensión (LV CT)
I. Antecedentes de la Solución
En aplicaciones de alta precisión como redes inteligentes, medición de energías renovables y monitoreo industrial de energía, los transformadores de corriente de baja tensión (LV CTs) convencionales a menudo enfrentan desafíos que incluyen precisión insuficiente, deriva significativa de temperatura y poca estabilidad a largo plazo. Para cumplir con los requisitos de medición de alta precisión de clase 0.2S/0.5S, esta solución propone un diseño mejorado integral para LV CTs electromagnéticos a través de la innovación en materiales del núcleo y la optimización estructural.
II. Soluciones Técnicas Principales
- Materiales de Núcleo de Alta Permeabilidad Mejorados
• Cintas Ultrafinas de Aleación Nanocristalina/Acrística:
Los núcleos se enrollan utilizando cintas de aleación nanocristalina o acrística de 0.02-0.025 mm de grosor, logrando una permeabilidad inicial (μi) de más de 1.5×10⁵ H/m. Esto reduce significativamente la corriente de excitación y minimiza los errores de relación/fase.
• Optimización de Dominios Magnéticos:
La temple en campo magnético direccional elimina el estrés del núcleo, mejora la uniformidad del flujo y reduce las pérdidas por histeresis bajo armónicos de alta frecuencia. - Estructuras de Pantalla Magnética y Antiinterferencia
• Pantalla Magnética Compuesta Multicapa:
Se añaden capas de doble permalloy + malla de cobre alrededor del núcleo para suprimir la interferencia del campo magnético AC externo y mitigar los efectos de sesgo DC.
• Proceso de Enrollamiento Ortogonal:
La tecnología de enrollamiento ortogonal segmentado para los devanados secundarios reduce la capacitancia distribuida e inductancia de fuga, mejorando la respuesta de frecuencia (desviación de precisión < ±0.1% dentro de la banda de 1-5kHz). - Compensación de Temperatura y Procesamiento de Señales
• Circuito de Compensación de Temperatura Dinámica:
Sensores integrados de alta linealidad NTC/PTC compensan en tiempo real la deriva de temperatura en la permeabilidad del núcleo y la resistencia del devanado (coeficiente de deriva de temperatura ≤ ±10 ppm/°C).
• Resistencia de Muestreo de Alta Estabilidad:
Resistencias de lámina metálica de baja deriva (ΔR/R < ±5 ppm/°C) con conexiones Kelvin de cuatro terminales aseguran la precisión de la conversión corriente-voltaje. - Encapsulado y Reforzamiento de Aislamiento
• Proceso de Impregnación al Vacío:
Impregnación con resina epoxi de alta pureza a 10⁻³ Pa elimina burbujas y estrés interno, mejorando la resistencia mecánica y la estabilidad térmica.
• Arquitectura de Aislamiento Multicapa:
Película de poliimida + intercapa compuesta de silicona logran una resistencia dieléctrica >15 kV/mm y descarga parcial <5 pC (@1.5Ur).
III. Ventajas de Rendimiento
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Parámetro |
CT Convencional |
Esta Solución |
Mejora |
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Clase de Precisión |
0.5-1.0 |
0.2S/0.5S |
Errores de relación/fase ↓50% |
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Coeff. de Deriva de Temp. |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10 veces mayor estabilidad |
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Estabilidad a Largo Plazo |
±0.3%/año |
±0.05%/año |
Error a lo largo de la vida controlable |
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Error de Fase (1%In) |
>30' |
<5' |
Precisión de fase ↑6x |
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Temp. de Operación |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Mayor adaptabilidad a entornos extremos |
IV. Escenarios de Aplicación
Esta solución es particularmente adecuada para:
• Medición de Energía Eléctrica: Contadores inteligentes, sistemas de automatización de redes de distribución (cumpliendo con la norma IEC 61869-2)
• Monitoreo de Energías Renovables: Muestreo de corriente de alta precisión en inversores fotovoltaicos y sistemas de almacenamiento de energía
• Control Industrial: Detección de corriente de falla en VFDs y dispositivos de protección de motores
• Patrones de Laboratorio: Sirviendo como transformadores estándar de clase 0.2S para transferencia de valor
