Soluzioni ad Alta Precisione e Stabilità per Trasformatori di Corrente a Basso Tensione (LV CT)
I. Contesto della soluzione
Nelle applicazioni ad alta precisione come le smart grid, la misurazione dell'energia rinnovabile e il monitoraggio industriale del potere elettrico, i trasformatori di corrente a bassa tensione (LV CT) convenzionali spesso affrontano sfide come l'insufficiente precisione, il significativo drift termico e la scarsa stabilità a lungo termine. Per soddisfare i requisiti di misurazione ad alta precisione di classe 0.2S/0.5S, questa soluzione propone un design migliorato complessivo per i trasformatori LV CT attraverso l'innovazione dei materiali del nucleo e l'ottimizzazione strutturale.
II. Soluzioni tecniche principali
- Materiali del nucleo ad alta permeabilità aggiornati
• Lamelle ultra-sottili di lega nanocristallina/amorfa:
I nuclei sono avvolti utilizzando lamelle di lega nanocristallina o amorfa spesse 0,02-0,025 mm, raggiungendo una permeabilità iniziale (μi) superiore a 1,5×10⁵ H/m. Questo riduce significativamente la corrente di eccitazione e minimizza gli errori di rapporto/fase.
• Ottimizzazione dei domini magnetici:
L'annealing con campo magnetico direzionale elimina lo stress del nucleo, migliora l'uniformità del flusso e riduce le perdite d'isteresi sotto armoniche ad alta frequenza. - Strutture di schermatura magnetica e anti-interferenza
• Schermatura magnetica composita multi-strato:
Vengono aggiunti strati di schermatura doppio permalloy + rete di rame intorno al nucleo per sopprimere l'interferenza del campo magnetico AC esterno e mitigare gli effetti di bias DC.
• Processo di avvolgimento ortogonale:
La tecnologia di avvolgimento ortogonale segmentato per le bobine secondarie riduce la capacitance distribuita e l'induttanza di fuga, migliorando la risposta in frequenza (deviazione di precisione < ±0,1% all'interno della banda di 1-5 kHz). - Compensazione termica e elaborazione del segnale
• Circuito di compensazione termica dinamica:
Sensori NTC/PTC ad alta linearità integrati compensano in tempo reale il drift termico della permeabilità del nucleo e della resistenza delle bobine (coefficiente di drift termico ≤ ±10 ppm/°C).
• Resistore di campionamento ad alta stabilità:
Resistenze in foglia metallica a basso drift (ΔR/R < ±5 ppm/°C) con connessioni Kelvin a quattro terminali garantiscono la precisione nella conversione corrente-tensione. - Incapsulamento e rinforzo dell'isolamento
• Processo di impregnazione al vuoto:
L'impregnazione con resina epoxidica ad alta purezza a 10⁻³ Pa elimina le bolle e lo stress interno, migliorando la resistenza meccanica e la stabilità termica.
• Architettura di isolamento multi-strato:
Film di poliammide + strato intermedio in silicone composito raggiungono una resistenza dielettrica >15 kV/mm e una scarica parziale <5 pC (@1,5Ur).
III. Vantaggi prestazionali
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Parametro |
CT convenzionale |
Questa soluzione |
Miglioramento |
|
Classe di precisione |
0,5-1,0 |
0,2S/0,5S |
Errori di rapporto/fase ↓50% |
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Coefficiente di drift termico |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10 volte maggiore stabilità |
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Stabilità a lungo termine |
±0,3%/anno |
±0,05%/anno |
Errore nel corso della vita controllabile |
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Errore di fase (1%In) |
>30' |
<5' |
Precisione di fase ↑6x |
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Temperatura operativa |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Migliorata l'adattabilità a condizioni estreme |
IV. Scenari di applicazione
Questa soluzione è particolarmente adatta per:
• Misurazione del potere elettrico: Contatori intelligenti, sistemi di automazione della rete di distribuzione (conformi alla norma IEC 61869-2)
• Monitoraggio dell'energia rinnovabile: Campionamento di corrente ad alta precisione in inversori fotovoltaici e sistemi di accumulo di energia
• Controllo industriale: Rilevamento della corrente di guasto in variabili di frequenza e dispositivi di protezione dei motori
• Standard di laboratorio: Utilizzo come trasformatori standard di classe 0,2S per il trasferimento di valori
