Visoko-natančne in stabilne rešitve za nizevnapetostne tokovne transformatorje (LV CT)
I. Ozadje rešitve
V visoko natančnih aplikacijah, kot so pametne električne mreže, merjenje obnovljive energije in industrijsko nadzor struje, konvencionalni nizkonapetostni transformatorji struje (LV CT) pogosto soočajo z izzivi, kot so nedostatek natančnosti, znatna temperaturna odmika in slaba dolgoročna stabilnost. Za izpolnjevanje zahtev po visokonatančnem merjenju razreda 0.2S/0.5S ta rešitev predlaga celovito izboljšano oblikovanje elektromagnetnih LV CT preko inovacij v jedernih materialih in strukturne optimizacije.
II. Ključne tehnične rešitve
- Nadgrajeni jederni materiali s visokim prozirnostjo
• Nanokristalni/amorfnini legiran ultra tanki trakovi:
Jedra so ovijana z 0,02–0,025 mm debljimi nanokristalnimi ali amorfnimi legiranimi trakovi, kar dosega začetno prozirnost (μi) večjo od 1,5×10⁵ H/m. To znatno zmanjša vzbudivo strmo in minimizira napake razmerja/faziranja.
• Optimizacija magnetnih domen:
Usmerjena magnetna polja topilca odstranijo stres jdra, izboljšajo enakomerno porazdelitev tokov in zmanjšajo histerze pod povečanimi harmonikami visoke frekvence. - Magnetna oklepina in strukture proti motnjam
• Večslojna kompozitna magnetna oklepina:
Dvojna Permalloy + mesna mreža oklepinske sloje so dodani okoli jdra, da bi zmanjšali motnje zunanjega AC magnetnega polja in umirili učinke DC poprečja.
• Ortogonalni postopek ovijanja:
Segmentirana ortogonalna tehnologija ovijanja sekundarnih vijakov zmanjša distribuirano kapacitivnost in iztekanje indukcije, izboljša frekvenčno odziv (napaka natančnosti < ±0,1% v pasu 1–5 kHz). - Kompensacija temperature in obdelava signala
• Dinamični kompenzacijski krog temperature:
Vključeni senzorji NTC/PTC z visoko linearnostjo v realnem času kompenzirajo temperaturne odmike v prozirnosti jdra in upornosti vijakov (temperaturni koeficient odmika ≤ ±10 ppm/°C).
• Vzorec z nizkim driftojem:
Nizkopodobni metalni folijski upori (ΔR/R < ±5 ppm/°C) z četverokontaktnimi Kelvinovimi povezavami zagotavljajo natančnost pretvorbe struje v napetost. - Oblikovanje in poslabšanje izolacije
• Postopek potiranja v vakuumu:
Potiranje s visoko čistim epoksidnim prgelem pri 10⁻³ Pa odstrani mehurke in notranji stres, izboljša mehansko trdoto in toplotno stabilnost.
• Večslojna arhitektura izolacije:
Polimidna folija + silikonska kompozitna medsestojna izolacija doseže dielektrično trdoto >15 kV/mm in delni odpust <5 pC (@1,5Ur).
III. Prednosti zmogljivosti
|
Parameter |
Tradicionalni CT |
Ta rešitev |
Izboljšave |
|
Razred natančnosti |
0,5–1,0 |
0,2S/0,5S |
Napake razmerja/faziranja ↓50% |
|
Temperaturni koeficient odmika |
±100 ppm/°C |
±10 ppm/°C |
10-krat boljša stabilnost |
|
Dolgoročna stabilnost |
±0,3%/leto |
±0,05%/leto |
Napake življenjske dobe kontrolovalne |
|
Fazna napaka (1%In) |
>30' |
<5' |
Preciznost faze ↑6x |
|
Delovna temperatura |
-25°C~+70°C |
-40°C~+85°C |
Izboljšana prilagodljivost ekstremnim okoljem |
IV. Uporabni scenariji
Ta rešitev je posebno primerna za:
• Merjenje struje: Pametna števila, avtomatska sistema za distribucijsko omrežje (skladno s standardom IEC 61869-2)
• Nadzor obnovljive energije: Visokonatančno vzorčenje struje v PV inverterjih in sistemih za shranjevanje energije
• Industrijski nadzor: Zaznavanje struje pri napakah v VFD-ih in napravah za zaščito motorjev
• Standardi laboratorijskih meril: Kako 0,2S-razredni standardni transformatorji za prenos vrednosti
