Řešení pro nízkonapěťový proudový transformátor pro scénáře s vysokofrekvenčními složitými kmitoformami
Koncept jádrového řešení
Prostřednictvím inovativního návrhu využívajícího princip elektromagnetické indukce překonává omezení magnetického nasycení. Umožňuje přesné měření vysokofrekvenčních proudů, stálých složek a vysokých harmonických složek, což řeší problémy s deformací signálu u tradičních železných jáder transformátorů proudu (CT) v komplexních vlnových scénářích.
Technická architektura řešení
- Senzorová jednotka: Flexibilní vzduchové jádro Rogowského cievky
- Konstrukční inovace
- Vysokopřesný lakovaný drát rovnoměrně zavinutý na neferomagnetické flexibilní podložce (např. epoxid/hliníkový plast)
- Dělené jádro s mechanickým návrhem umožňujícím instalaci za provozu (vhodné pro modernizace a omezující prostory)
- Princip generování signálu
⚠ Výstupní signál: di/dt (Diferenciální hodnota proudu)
➡ Přímo odráží rychlost změny proudu, vyhýbá se efektům hystereze jádra. - Jednotka zpracování signálu: Vysokovýkonná integrační obvod
|
Jádrové moduly |
Technické charakteristiky |
Výkonnostní ukazatele |
|
Integrační zesilovač |
Extrémně nízký vstupní odchylkový proud (≤1pA) |
Teplotní drift: ±0,5μV/°C |
|
Integrační kondenzátor |
Polypropylenový filmový kondenzátor (třída C0G) |
Stabilita kapacity >99%@ -40~125°C |
|
Dynamická kompenzace |
Adaptivní zpětnovazební síť |
Ztlumení driftu integrátoru >40dB |
|
Rozšíření pásma |
Vícestupňové aktivní filtrace |
Frekvenční odezva: DC ~ 1MHz |
- ↳ Výstupní signál: Vout = k・I(t) (k je kalibrační faktor, napětí lineárně odpovídá proudu)
Hlavní výhody oproti tradičním CT
|
Scénář bolestného místa |
Omezení tradičních železných jáder CT |
Výhody tohoto řešení |
|
Vysoký krátkozaměřovací proud |
Selhání měření kvůli magnetickému nasycení |
Bez magnetického nasycení |
|
Stálá složka |
Nemůže měřit stálou stálou složku |
Podporuje přesné měření stálé složky |
|
Vysokofrekvenční harmonické složky |
Zeslabení vysokofrekvenčních signálů kvůli ztrátám v jádru |
<0,5% deformace @ 100kHz harmonická složka |
|
Komplexní vlnové formy |
Fázový posuv a deformace vlnové formy |
Skupinový časový posuv <10ns |
|
Flexibilita instalace |
Požadavek na vypnutí při instalaci / omezené prostory |
Flexibilní dělené jádro, nasazení za 3 sekundy |
Typické scénáře použití
- Monitorování výstupu inverzoru
- Přesně zachycuje vysokofrekvenční oscilace způsobené přepínáním IGBT (např. 20-150kHz)
- Případ: Harmonická analýza na fotovoltaické inverzní stanici, chyba měření 50. harmonické složky (2,5kHz) snížena z 12% na 0,8%.
- Detekce obloukových poruch
- Odezva v nanosekundách na pulsní proudy v mikrosekundách během počáteční fáze oblouku (>100A/μs)
- Aplikace: Ochrana proti oblouku v distribučních skříních datového centra, doba odezvy zkrácena na 300μs.
- Tahací systémy elektrických lokomotiv
- Současná analýza stálých složek a nosných signálů PWM (nosná frekvence 2-5kHz)
- Změřená data: Zachována třída 1 přesnosti pro DC 1500V + 4kHz vlnové rozdíly.
Souhrn klíčových technických parametrů
|
Položka |
Parametr |
|
Rozsah měření |
10mA ~ 100kA (vrcholové) |
|
Frekvenční odezva |
DC – 1,5MHz (-3dB) |
|
Chyba linearity |
≤ ±0,2% FS |
|
Průchodové otvor |
Φ50mm ~ Φ300mm (podle požadavku) |
|
Provozní teplota |
-40℃ ~ +85℃ |
|
Bezpečnostní certifikáty |
IEC 61010, EN 50178 |
Souhrn hodnoty řešení
Trojrozměrné technologické průlomy:
- Inovace fyzické vrstvy: Vzduchová struktura úplně eliminuje riziko magnetického nasycení, životnost zvýšena 10x.
- Věrnost signálové vrstvy: Pásmo 1MHz + odezva v sub-mikrosekundách umožňuje vysokopřesné snímání pro Energetické IoT.
- Uživatelská pohodlnost inženýrské vrstvy: Dělené jádro snižuje náklady na správu a údržbu o 90%.
