Συνδυασμένη Λύση Μετατροπέα Μετρικών (CIT): Προοπτική Μηχανικού Σχεδιασμού & Ολοκλήρωσης

​1. Κύρια Έννοια της Λύσης: Μεταβλητή Πλατφόρμα με Κοινή Είσουλα​

• ​Σχεδιασμός:​​ Ανάπτυξη ενός ενιαίου, μεταβλητού πλατφόρμα που φιλοξενεί και τις λειτουργίες αισθητήρων ρεύματος και τάσης σε μια μόνη, βελτιστοποιημένη δομή.
• ​Είσουλα:​​ Χρήση μιας κοινής ενσωματωμένης είσουλας. Δύο επιλογές έχουν σχεδιαστεί:
• ​Αέριο SF6:​​ Αποδεδειγμένη υψηλή ηλεκτροστατική αντοχή και εξαιρετικές ιδιότητες σβήσιμου του καμπύλου για υψηλότερες τάξεις τάσης (π.χ., 72,5 kV και άνω). Το σχεδιασμός περιλαμβάνει παρακολούθηση της πυκνότητας του αερίου και αποδεδειγμένη τεχνολογία σφράγισης.
• ​Σύνθετη Κατοικία (Είσουλα Στερεών):​​ Βιώσιμη λύση χρησιμοποιώντας υψηλής ποιότητας πολυμερή υλικά με σιλικόνια εκθέσεις. Ιδανική για χαμηλότερες ή μεσαίες τάσεις ή όπου είναι απαραίτητη η αποφυγή του SF6. Βελτιστοποιημένη για απόσταση συρροής και απόδοση ρύπανσης.
• ​Μεταβλητότητα:​​ Σχεδιασμός εσωτερικών συστατικών και διεπαφών για να επιτρέπουν:
• Κλιμακωτότητα σε διαφορετικές τάξεις τάσης (π.χ., μέσω προσαρμογής του μήκους της είσουλας).
• Προσαρμογή σε συγκεκριμένες απαιτήσεις διεπαφής bushing.
• Potential for future sensor technology upgrades.

​2. Έννοια της Ολοκληρωμένης Τεχνολογίας Αισθητήρων​

• ​Μέτρηση Ρεύματος:​​
• ​Αισθητήρας:​​ Υψηλής ακρίβειας, αισθητήρες Rogowski coils με επιστροφή θερμοκρασίας. Επιλεγμένοι για:
• ​Ευρύ Δυναμικό Πεδίο:​​ Εξαιρετική γραμμικότητα από μικρά κλάσματα του νομικού ρεύματος έως υψηλά ρεύματα σφάλματος (π.χ., >40 kA).
• ​Χωρίς Κορώματο:​​ Θεμελιώδης προοπτική έναντι των CTs με πυρήνα σιδήρου, εξουδετερώνοντας τον κίνδυνο κορώματος κατά τη διάρκεια σφαλμάτων.
• ​Ελαφρύ:​​ Σημαντική μείωση της μηχανικής έντασης στην συνολική δομή.
• ​Ολοκλήρωση:​​ Στρατηγική τοποθέτηση των coils μέσα στην ενσωματωμένη είσουλα, συνκεντρικά με τον πρωτεύοντα διαγωνιστή. Βεβαίωση μηχανικής σταθερότητας αντοχής σε ταλαντώσεις.
• ​Μέτρηση Τάσης:​​
• ​Αισθητήρας:​​ Υψηλής σταθερότητας αισθητήρες καταναλωτής τάσης (CVDs) ως πρότυπο. Αντιστατικοί διαιρητές (RVDs) σκεφτούν για συγκεκριμένες εφαρμογές DC ή ευρείας ζώνης που απαιτούν γρήγορη απόκριση μεταβατικών καταστάσεων.
• ​Ολοκλήρωση:​​ Ηλεκτρόδοι ανίχνευσης CVD (χαμηλής αντίστασης) ενσωματωμένοι άμεσα στη δομή της είσουλας. Εξακριβωμένοι ελεγκτικοί ηλεκτρόδοι εξασφαλίζουν ομοιόμορφη κατανομή πεδίου και θερμική/ρυπαντική σταθερότητα. Κρίσιμη αποδοχή προστατεύει από εξωτερική πεδιακή παρεμβολή.

​3. Προηγμένη Μοντελοποίηση & Απομόνωση Ηλεκτρομαγνητικού Πεδίου (Κρίσιμη Μηχανική Πρόκληση)​​

• ​Μοντελοποίηση:​​ Υποχρεωτική, υψηλής πίστης 3D Μέθοδος Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM) μοντελοποίηση της ολόκληρης πλατφόρμας:
• Χαρακτηρίζει ακριβώς τα εσωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία υπό όλες τις λειτουργικές συνθήκες (συνημιτονοειδή, μεταβατικές, καμπυλωμένες μορφές).
• Αξιολογεί τις επιπτώσεις πλησιάσεως από διαγωνιστές, εγκλωβισμένη και γειτονικές φάσεις.
• ​Μείωση Παρεμβολής:​​
• ​Φυσική Απόσταση:​​ Βέλτιστη γεωμετρική διάταξη των στοιχείων ανίχνευσης (coils, CVD ηλεκτρόδοι) με βάση τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης. Μέγιστη απόσταση μέσα στα περιορισμούς.
• ​Ενεργή Προστασία:​​ Εφαρμογή ηλεκτροστατικών αποκλειστικών φραγμών που τοποθετούνται στρατηγικά μεταξύ των στοιχείων ανίχνευσης με βάση τα δεδομένα πεδιακής προσομοίωσης.
• ​Βραχυκύκλωμα:​​ Χρήση ηλεκτροποιημένων βραχυκυκλωμάτων γύρω από τις εξόδους των Rogowski coils για την απόσυρση των ρευμάτων μετατόπισης.
• ​Ακριβής Μέτρηση Απομόνωσης:​​
• ​Ειδικές Σήματα Μονοπατιά:​​ Ρύθμιση των σημάτων από ξεχωριστούς αισθητήρες χρησιμοποιώντας απομονωμένα, περιστρεφόμενα ζευγάρια καλωδίων μέσα στην εγκλωβισμένη άμεσα μετά την αιχμηρή καταγραφή.
• ​Τεχνολογία Σχεδίασης Υποστήριξης:​​ Ηλεκτρονικά συστήματα κατάρτισης που σχεδιάζονται με τεχνικές ακύρωσης παρεμβολής, ενημερωμένα από τα μοντέλα FEM.
• ​Επαλήθευση:​​ Στρατηγική εργοστασιακή δοκιμή (συμπεριλαμβανομένων δοκιμών εισαγωγής αρμονικών) για την χαρακτηρισμό και επαλήθευση των περιθωρίων απομόνωσης και των επιπέδων παρεμβολής (< 0,1% καθορισμένο).

​4. Ολοκληρωμένη Ψηφιακή Επεξεργασία & Τυποποιημένες Διεπαφές​

• ​Επεξεργασία Σημάτων Στην Πλατφόρμα:​​
• Ειδικά, χαμηλής κατανάλωσης ASICs ή υψηλής αξιοπιστίας μικροελεγκτικά ενσωματωμένα άμεσα στην πλατφόρμα αισθητήρων ή σε γειτονικό ένκλειστο μόντουλο.
• Λειτουργίες περιλαμβάνουν: ολοκληρωτή Rogowski coil, κλίμακα, ADC μετατροπή, υπολογισμό αρμονικών (αν εφαρμόζεται), γραμμικοποίηση, επιστροφή θερμοκρασίας, και χρονοσημείωση.
• ​Τυποποιημένη Ψηφιακή Εξόδος:​​
• ​Ενσωματωμένες Διεπαφές:​​ Συμπερίληψη ψηφιακής εξόδου κυκλωματικών συστημάτων IEC 61869 συμβατών άμεσα μέσα στην CIT μονάδα.
• ​Πρωτόκολλα:​​ Τυποποιημένη υποστήριξη για:
• ​IEC 61850-9-2:​​ Ροή τιμών (SV) μέσω Ethernet (συνήθως multicast).
• ​IEC 61850-9-3LE:​​ Εκδοχή Lightning SV για εγγυημένη χαμηλή καθυστέρηση.
• ​Πρόσθετες Επιλογές:​​ Παροχή για παλαιότερες εξόδους (αναλογικές, IEC 60044-8 FT3) όπου απαιτείται μέσω επιλογικών μονάδων.
• ​Ποιότητα Δεδομένων:​​ Ολοκληρωμένη λειτουργία μονάδας συνένωσης (MU) που συμμορφώνεται με τα σχετικά πρότυπα IEC 61869 ακρίβειας (TPE/TPM κλάση) και χρονισμού (PLL συγχρονισμός).

​5. Μηχανική Σχεδίαση & Συνθήκες Ολοκλήρωσης​

• ​Διαχείριση Θερμοκρασίας:​​ Τα μοντέλα περιλαμβάνουν ανάλυση θερμικής απόδοσης. Η εκκρεμής δύναμη από την ηλεκτρονική ενεργά διαχειρίζεται με χαμηλής κατανάλωσης συστατικά, πιθανά τοπικά αντιθερμικά, και βελτιστοποιημένες διαδρομές συναγερμού μέσα στην είσουλα.
• ​Αντοχή EMC/EMI:​​ Εφαρμογή συνθήκης επιφάνειας, εγκλωβισμένων εγκλωβισμένων, ferrites, και βελτιστοποιημένων στρατηγικών γείωσης στην εσωτερική ηλεκτρονική. Προστασία από πλήξη σύμφωνα με σχετικά πρότυπα (IEC 61000-4-5).
• ​Μηχανική Ακεραιότητα:​​ Ανάλυση δομής για σεισμικές φορτίες, ανέμου, πάγου, και δυναμικές δυνάμεις κατά τη διάρκεια σφαλμάτων. Βελτιστοποιημένη χρήση υλικών (σύνθετα/πορσελάνη/SF6) συμβάλλει σε χαμηλότερη σεισμική μάζα.
• ​Εργοστασιακή Καλιβροποίηση & Δοκιμές:​​ Πλήρης καλιβροποίηση εναντίον προτύπων αναφοράς (οπτικές/VTBI μεθόδους). Περιλαμβάνει επαλήθευση της αποτελεσματικότητας EM απομόνωσης, ακρίβειας χρονισμού, συμμόρφωσης πρωτοκόλλων, και πλήρης δυναμικής δοκιμής.
• ​Ζωή Κύκλου & Υπηρεσιακότητα:​​ Σχεδιασμός για ελάχιστη συντήρηση (ειδικά SF6 ή είσουλα στερεών). Μεταβλητή ηλεκτρονική πιθανά προσβάσιμη/δοκιμαστέα χωρίς μεγάλη αποσυναρμολόγηση. Συνεργατικές οδοί απορρόφησης στο τέλος της ζωής (ανάκτηση/ανακύκλωση SF6).

​Πλεονεκτήματα που Προκύπτουν από αυτή την Προσέγγιση Σχεδίασης & Ολοκλήρωσης:​​

• ​Μείωση Τυποποίησης:​​ Μέχρι 40-50% μείωση χώρου σε σύγκριση με ξεχωριστά CTs/VTs – κρίσιμο για επανασχεδιασμό και συμπαγή GIS/AIS σχεδιασμούς.
• ​Ενίσχυση Ακρίβειας & Ασφάλειας:​​ Εξαλείφει τους παραδοσιακούς κινδύνους κορώματος CT, βελτιώνει την μεταβατική απόκριση (Rogowski/CVD), μειώνει τις εξωτερικές συνδέσεις/κίνδυνους.
• ​Απλοποίηση Εγκατάστασης:​​ Εγκατάσταση και λειτουργία μιας μονάδας μειώνει σημαντικά την εργασία στο πεδίο και την πολυπλοκότητα καλωδίων.
• ​Χαμηλότερα Κόστη Ζωής Κύκλου:​​ Μειωμένη εγκατάσταση, καλωδίων, κατασκευαστικής εργασίας, και δαπανών συντήρησης.
• ​Ετοιμότητα Ψηφιακής Υποστασίου:​​ Άμεση έξοδος IEC 61850-9-2/3LE επιτρέπει εύκολη ολοκλήρωση σε σύγχρονα συστήματα προστασίας, ελέγχου, και παρακολούθησης (SAS).
• ​Πλατφόρμα Μελλοντικής Ετοιμότητας:​​ Μεταβλητή σχεδίαση προσαρμόζεται σε εξελισσόμενες τεχνολογίες αισθητήρων και πρότυπα επικοινωνίας.
• ​Μείωση Περιβαλλοντικής Επίδρασης (Επιλογή Είσουλας Στερεών):​​ Εξαλείφει τη χρήση SF6 και τους συναφείς κινδύνους.