Wysokiej precyzji i stabilności rozwiązania dla niskonapięciowych prądnic transformatorowych (LV CT)
I. Tło rozwiązania
W wysokodokładnych zastosowaniach, takich jak inteligentne sieci energetyczne, pomiar odnawialnych źródeł energii i monitorowanie przemysłowej mocy elektrycznej, konwencjonalne niskonapięowe transformatory prądowe (LV CTs) często napotykają wyzwania związane z niewystarczającą dokładnością, znacznym dryfem temperaturowym i słabą długoterminową stabilnością. Aby spełnić wymagania dotyczące wysokiej precyzji klasy 0.2S/0.5S, to rozwiązanie proponuje kompleksowy ulepszony projekt dla elektromagnetycznych LV CTs poprzez innowacje materiałowe rdzenia i optymalizację struktury.
II. Kluczowe rozwiązania techniczne
- Zaktualizowane materiały rdzenia o wysokiej przezenności magnetycznej
• Nanokrystaliczne/amorficzne paski stopu o grubości 0.02-0.025 mm:
Rdzenie są nawijane taśmami nanokrystalicznymi lub amorficznymi o grubości 0.02-0.025 mm, osiągając początkową przezenność magnetyczną (μi) powyżej 1.5×10⁵ H/m. To znacznie zmniejsza prąd pobudzający i minimalizuje błędy proporcji/fazy.
• Optymalizacja domen magnetycznych:
Anihilowanie w kierunkowym polu magnetycznym eliminuje stres rdzenia, zwiększa jednorodność przepływu i zmniejsza straty histerezy pod wpływem wysokoczęstotliwościowych harmonik. - Struktury ekranujące i antyinterferencyjne
• Wielowarstwowe złożone ekranowanie magnetyczne:
Dodano warstwy ekranujące z podwójnego permalloyu + siatki miedzianej wokół rdzenia, aby tłumić zakłócenia zewnętrznego pola magnetycznego przemiennego i zmniejszyć efekty DC biasu.
• Proces nawijania ortogonalnego:
Technologia segmentowanej nawijki ortogonalnej dla zwinięć wtórnych zmniejsza rozproszone pojemności i indukcyjności przeciekające, poprawiając odpowiedź częstotliwościową (odchylenie dokładności < ±0.1% w pasmie 1-5 kHz). - Kompensacja temperatury i przetwarzanie sygnałów
• Dynamyczny obwód kompensacji temperatury:
Zintegrowane czujniki NTC/PTC o wysokiej liniowości w czasie rzeczywistym kompensują dryf temperatury przezenności magnetycznej rdzenia i oporu zwinięcia (współczynnik dryfu temperatury ≤ ±10 ppm/°C).
• Rezystor próbkujący o wysokiej stabilności:
Rezystory foliowe metalowe o małym dryfie (ΔR/R < ±5 ppm/°C) z czterokontaktowymi połączeniami Kelvina zapewniają dokładność konwersji prądu na napięcie. - Lakowanie i wzmacnianie izolacji
• Proces lakowania w próżni:
Lakowanie żywicą epoksydową o wysokiej czystości przy ciśnieniu 10⁻³ Pa eliminuje bańki powietrzne i naprężenia wewnętrzne, zwiększając wytrzymałość mechaniczną i stabilność termiczną.
• Architektura wielowarstwowej izolacji:
Warstwa poliimidenowa + kompozytowa warstwa silikonowa jako izolacja międzypowierzchniowa osiąga wytrzymałość dielektryczną >15 kV/mm i częściowe rozładowanie <5 pC (@1.5Ur).
III. Zalety wydajnościowe
|
Parametr |
Konwencjonalny TC |
To rozwiązanie |
Poprawa |
|
Klasa dokładności |
0.5-1.0 |
0.2S/0.5S |
Błędy proporcji/fazy ↓50% |
|
Współczynnik dryfu temperatury |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10-krotnie lepsza stabilność |
|
Długoterminowa stabilność |
±0.3%/rok |
±0.05%/rok |
Błąd całkowity kontrolowany przez cały okres użytkowania |
|
Błąd fazy (1%In) |
>30' |
<5' |
Dokładność fazy ↑6x |
|
Temperatura pracy |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Poprawiona adaptacja do ekstremalnych środowisk |
IV. Scenariusze zastosowania
To rozwiązanie jest szczególnie odpowiednie dla:
• Pomiar mocy: inteligentne liczniki, systemy automatyzacji sieci dystrybucyjnej (zgodne ze standardem IEC 61869-2)
• Monitorowanie odnawialnych źródeł energii: wysokodokładne próbkowanie prądu w odwracaczach fotowoltaicznych i systemach magazynowania energii
• Sterowanie przemysłowe: wykrywanie prądu uszkodzeniowego w VFDs i urządzeniach ochrony silników
• Standardy laboratoryjne: służy jako transformator standardowy klasy 0.2S do transferu wartości
