راه‌حل‌های با دقت و پایداری بالا برای ترانسفورماتورهای جریان ولتاژ پایین (LV CT)
I. زمینه راه‌حل
در کاربردهای با دقت بالا مانند شبکه‌های هوشمند، اندازه‌گیری انرژی تجدیدپذیر و نظارت بر برق صنعتی، ترانسفورماتورهای جریان پایین ولتاژ (LV CTs) سنتی اغلب با چالش‌هایی مانند دقت کافی نبودن، تغییرات قابل توجه در دما و پایداری طولانی مدت ضعیف مواجه می‌شوند. برای برآوردن نیازهای اندازه‌گیری با دقت 0.2S/0.5S، این راه‌حل طراحی بهبود یافته جامعی برای ترانسفورماتورهای جریان الکترومغناطیسی LV از طریق نوآوری مواد هسته و بهینه‌سازی ساختاری پیشنهاد می‌کند.
II. راه‌حل‌های فنی اصلی
- به‌روزرسانی مواد هسته با نفوذپذیری بالا
• نوارهای نانوکریستالی/آمورف با ضخامت بسیار کم:
هسته‌ها با استفاده از نوارهای آلیاژ نانوکریستالی یا آمورف با ضخامت ۰.۰۲-۰.۰۲۵ میلی‌متر پیچیده می‌شوند که نفوذپذیری اولیه (μi) بیش از ۱.۵×۱۰⁵ H/m را به دست می‌آورد. این موجب کاهش قابل توجه جریان تحریک و کاهش خطاهای نسبت/فاز می‌شود.
• بهینه‌سازی دامنه مغناطیسی:
آنیل مغناطیسی جهت‌دار حذف تنش هسته، افزایش یکنواختی جریان مغناطیسی و کاهش تلفات هیسترزیس تحت هارمونیک‌های با فرکانس بالا را ایجاد می‌کند. - ساختارهای محافظ مغناطیسی و ضد تداخل
• محافظ مغناطیسی مرکب چند لایه:
لایه‌های محافظ مغناطیسی دوگانه پرمالوی + مش مسی به دور هسته اضافه شده‌اند تا تداخل مغناطیسی متناوب خارجی و اثرات تورش DC را کاهش دهند.
• فرآیند پیچش متعامد:
استفاده از فناوری پیچش متعامد تقسیم‌بندی‌شده برای پیچش ثانویه منجر به کاهش ظرفیت پخش‌شده و القای نشت و بهبود پاسخ فرکانس (خطا کمتر از ±۰.۱% در پهنای باند ۱-۵kHz) می‌شود. - جبران دمایی و پردازش سیگنال
• مدار جبران دمایی پویا:
سنسورهای NTC/PTC با خطی بودن بالا به صورت زنده جبران تغییرات دمایی در نفوذپذیری هسته و مقاومت پیچش (ضریب تغییرات دما ≤ ±۱۰ ppm/°C) را انجام می‌دهند.
• مقاومت نمونه‌برداری با پایداری بالا:
مقاومت‌های فلزی با پایداری بالا (ΔR/R < ±۵ ppm/°C) با اتصالات کلین Kelvin دقت تبدیل جریان به ولتاژ را تضمین می‌کنند. - پوشش و تقویت عایق
• فرآیند پوشش تحت فشار کم:
پوشش با رزین اپوکسی با خلوص بالا در ۱۰⁻³ Pa حباب‌ها و تنش داخلی را حذف کرده و قدرت مکانیکی و پایداری حرارتی را افزایش می‌دهد.
• معماری عایق چند لایه:
لایه‌های عایق پلی‌ایمید + کامپوزیت سیلیکونی دارای مقاومت الکتریکی >۱۵ kV/mm و تخلیه محلی <۵ pC (@1.5Ur) را ایجاد می‌کنند.
III. مزایای عملکردی
|
پارامتر |
CT سنتی |
این راه‌حل |
بهبود |
|
طبقه دقت |
۰.۵-۱.۰ |
۰.۲S/۰.۵S |
خطاهای نسبت/فاز ↓۵۰% |
|
ضریب تغییرات دما |
±۱۰۰ ppm/°C |
±۱۰ ppm/°C |
۱۰ برابر پایداری بهتر |
|
پایداری طولانی مدت |
±۰.۳%/سال |
±۰.۰۵%/سال |
خطای عمر قابل کنترل |
|
خطای فاز (۱%In) |
>۳۰' |
<۵' |
دقیقی فاز ↑۶ برابر |
|
دمای عملیاتی |
-۲۵°C~+۷۰°C |
-۴۰°C~+۸۵°C |
توسعه تطبیق با محیط‌های اکسترم |
IV. سناریوهای کاربردی
این راه‌حل به ویژه برای موارد زیر مناسب است:
• اندازه‌گیری برق: مترهای هوشمند، سیستم‌های اتوماسیون شبکه توزیع (مطابق با استاندارد IEC 61869-2)
• نظارت بر انرژی تجدیدپذیر: نمونه‌برداری جریان با دقت بالا در وارتنرهای PV و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی
• کنترل صنعتی: تشخیص جریان خطا در VFDs و دستگاه‌های حفاظتی موتور
• استانداردهای آزمایشگاهی: به عنوان ترانسفورماتورهای استاندارد 0.2S برای انتقال ارزش
