Высокоточные и стабильные решения для низковольтных трансформаторов тока (LV CT)
I. Предыстория решения
В высокоточных приложениях, таких как умные сети, учет возобновляемой энергии и промышленный мониторинг электроэнергии, традиционные низковольтные трансформаторы тока (LV CTs) часто сталкиваются с проблемами, такими как недостаточная точность, значительное изменение температуры и плохая долговременная стабильность. Для удовлетворения требований к высокоточному учету 0.2S/0.5S-класса это решение предлагает комплексное улучшенное проектирование электромагнитных LV CTs через инновации в материале сердечника и оптимизацию конструкции.
II. Основные технические решения
- Обновленные материалы сердечников с высокой проницаемостью
• Нанокристаллические/аморфные сплавы сверхтонких полос:
Сердечники наматываются из полос нанокристаллического или аморфного сплава толщиной 0.02–0.025 мм, достигая начальной проницаемости (μi) более 1.5×10⁵ Гн/м. Это значительно уменьшает ток возбуждения и минимизирует ошибки отношения/фазы.
• Оптимизация доменной структуры:
Аннеалирование направленного магнитного поля устраняет напряжение в сердечнике, повышает равномерность потока и снижает гистерезисные потери при высокочастотных гармониках. - Магнитное экранирование и антиинтерференционные структуры
• Многослойное комбинированное магнитное экранирование:
Добавляются двойные слои пермаллоя + медной сетки вокруг сердечника для подавления внешнего переменного магнитного поля и снижения эффектов постоянного смещения.
• Ортогональный процесс намотки:
Технология сегментированной ортогональной намотки вторичных обмоток уменьшает распределенную емкость и утечку индуктивности, улучшая частотную характеристику (отклонение точности < ±0.1% в диапазоне 1–5 кГц). - Компенсация температуры и обработка сигналов
• Динамическая цепь компенсации температуры:
Интегрированные датчики NTC/PTC с высокой линейностью в реальном времени компенсируют изменение температуры проницаемости сердечника и сопротивления обмотки (коэффициент изменения температуры ≤ ±10 ppm/°C).
• Резисторы с высокой стабильностью:
Металлические фольговые резисторы с малым дрейфом (ΔR/R < ±5 ppm/°C) с четырехпроводным подключением Кельвина обеспечивают точность преобразования тока в напряжение. - Заключение и усиление изоляции
• Процесс заливки под вакуумом:
Заливка высокочистой эпоксидной смолой при давлении 10⁻³ Па устраняет пузырьки и внутреннее напряжение, повышая механическую прочность и термическую стабильность.
• Многослойная изоляционная архитектура:
Полиимидная пленка + силиконовый композитный межслойный изолятор обеспечивают диэлектрическую прочность >15 кВ/мм и частичный разряд <5 пК (@1.5Ur).
III. Преимущества производительности
|
Параметр |
Традиционный ТТ |
Это решение |
Улучшение |
|
Класс точности |
0.5–1.0 |
0.2S/0.5S |
Ошибка отношения/фазы ↓50% |
|
Коэффициент температурного дрейфа |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
Стабильность лучше в 10 раз |
|
Долговременная стабильность |
±0.3%/год |
±0.05%/год |
Ошибка на протяжении всего срока службы контролируема |
|
Ошибка фазы (1%In) |
>30' |
<5' |
Точность фазы ↑6 раз |
|
Диапазон рабочих температур |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Повышенная адаптивность к экстремальным условиям |
IV. Сценарии применения
Это решение особенно подходит для:
• Учет электроэнергии: Умные счетчики, системы автоматизации распределительных сетей (соответствуют стандарту IEC 61869-2)
• Мониторинг возобновляемой энергии: Высокоточный учет тока в инверторах солнечных батарей и системах хранения энергии
• Промышленное управление: Обнаружение аварийных токов в частотных преобразователях и устройствах защиты двигателей
• Лабораторные стандарты: Использование в качестве 0.2S-классовых стандартных трансформаторов для передачи значений
