Kombineeritud mõõteseadme (CIT) lahendus: insenerlik disain ja integreerimine

1. Põhiline lahendus: mooduline platvorm ühildatud eraldusega

Kujundus: Arendada ühtne, mooduline platvorm, mis sisaldab nii voolu kui ka pingeseire funktsioone ühes optimeeritud struktuuris.
Eraldus: Kasutada ühist eralduvat kuju. On töötletud kaks valikut:

SF6 gaas: Tõestatud kõrge dielektriline tugevus ja suurepärane lõkete kaotamise omadused kõrgematele pinge klassidele (nt 72,5 kV ja kõrgem). Kujundus sisaldab gaasi tiheduse jälgimist ja tõestatud tiigitehnoloogiat.
Komposiitne korpuss (täidetud eraldus): Keskkonnasõbralik lahendus, kasutades kõrgetaselist polümeerimaterjale silikooni vastuvastaseid. Sobib madalamatele ja keskmiste pinge klassidele või SF6 vältimiseks nõutud olukordade korral. Optimeeritud röövimatuse ja saaste mõju parandamiseks.

Moodulilisus: Sisemiste komponentide ja liideste kujundamine, et võimaldada:

Mahutavus erinevatesse pinge klassidesse (nt läbi insulaatori pikkuse muutmine).
Püsivuse spetsiifiliste bushing liidese nõuete vastavus.
Tuleviku sensoritehnoloogiate uuendamise võimalus.

2. Integreeritud seiretehnoloogia rakendamine

Sensor: Kõrge täpsusega, temperatuuri kompenseeritud Rogowski keelud. Valitud järgmiste põhjal:

Lai dünaamiline diapazon: Suurepärane lineaarsus väikestest nominatiivsete voolude murdosaist kuni kõrgetele vooluteenuste vooludele (nt >40 kA).
Mitte sättumine: Fundamentaalne eelis raud-põhiste CT-de ees, eliminides sättumise ohtu vooluteenuste ajal.
Kergeline: Oluliselt vähendab mehaanilist stressi kogu struktuurile.

Integreerimine: Keelud asetatud insulaatori kuju sees, keskpunktiga esmane joht. Turvaline mehaaniline paigutus, mis on vastupidav vibratsioonile.

Sensor: Kõrge stabiilsusega kapatsiitilised pingevahetajad (CVD) kui standard. Resistiivsed vahetajad (RVD) kaalutakse konkreetsete DC või laia sagedusdiapazoni rakenduste jaoks, mis nõuavad kiiret transiente reaktsiooni.
Integreerimine: CVD seire elektroodid (madal impedants) integreeritud otse insulaatori struktuuri. Täpsed gradueerimiselektorid tagavad ühtlase välja jaotuse ja soojuse/saaste stabiilsuse. Kriitiline ekraan näeb peatme välja häirivuse ära.

3. Edasijõudnud elektromagnetilise välja modelleerimine ja isoleerimine (kritiline inseneriülesanne)

Modelleerimine: Nõutav, kõrge täpsusega 3D elementide meetod (FEM) modelleerimine terve platvormi kohta:

Täpselt karakteriseerib sisekuid elektromagnetilisi välju kõikidel operatsioonitingimustel (sinusooid, transiente, distorbeeritud lainekujusid).
Hinnatakse läheduse mõju juhtidelt, korpuselt ja naaberfaasidele.

Füüsiliste eralduse: Optimaalne geomeetriline paigutus seire elementide (keelud, CVD elektrood) modelleerimise tulemuste alusel. Maximeeri kaugus piirangute raames.
Aktiivne ekraan: Maadetud elektrostaatiliste ekraanide rakendamine sensorite elementide vahel välja simulatsioonide andmete alusel.
Kaitse ringid: Kasuta juhtivaid kaitseringeid Rogowski keelu väljundi ümber, et voolata dislokatsioonivoolu.

Deditsieeritud signaaliteed: Individuaalsed sensorid kasutavad ekraanitud, kumerdatud paarikaabeid korpusi sees kohe kapturemise järel.
Kompenseeritud tsükli kujundus: Elektroonilised konditsioneerimiskivid kujundatud FEM mudelite poolt informeeritud kriipsimise tühistamise tehnikaga.
Validatsioon: Rängad tehaslikud testid (sh harmoniliste injektsoontestidega) isoleerimispiiride ja kriipsimise taseme (lt 0,1% määratud) karakteriseerimiseks ja kinnitamiseks.

4. Integreeritud digitaalne töötlemine ja standardiseeritud liideseid

Deditsieeritud, madala energiaga ASIC-id või kõrge usaldusväärsusega mikrokontrollerid, mis on otse integreeritud sensori platvormile või naaberse sulgitud mooduli.
Funktsioonid hõlmavad: Rogowski keelu integratoreid, skaalastamist, ADC konverteerimist, harmoniliste arvutusi (kui see on aktuaalne), lineariseerimist, temperatuuri kompenseerimist ja aja märgistamist.

Sisseehitatud liidesed: Integreerige IEC 61869 vastav digitaalne väljundtsirkuit otse CIT ühikus.
Protokollid: Standardiseeritud toetus:

IEC 61850-9-2: Proovide väärtused (SV) voo Etherneti kaudu (tavaliselt mitmekordlev).
IEC 61850-9-3LE: Lightning Edition SV profiil garantituks madala viivituse deterministikaks.

Lisa valikud: Väljavõte legacy väljundite (analoog, IEC 60044-8 FT3) nõuded kaudsa module.

Andmete kvaliteet: Integreeritud Merging Unit (MU) funktsionaalsus, mis vastab vastavatele IEC 61869 täpsuse (TPE/TPM klass) ja ajastuse (PLL sinkroniseerimine) standarditele.

5. Inseneri kujundus ja integreerimise kaalutlused

Soojusjuhtimine: Mudelid sisaldavad soojusjuhtimise analüüsi. Elektronika elektrienergia aktiivne haldamine kasutades madala energiaga komponente, potentsiaalseid lokaliseeritud soojusvahetajaid ja optimiseeritud konvektsiooniteid insulaatoris.
EMC/EMI vastupidavus: Konformaalne katt, ekraanitud korpusid, ferriidid ja optimiseeritud maandumise strateegiad rakendatud siseelektronikale. Liigalaskude kaitse vastavalt vastavatele standarditele (IEC 61000-4-5).
Mehaaniline täielikkus: Struktuuranalüüs seismiliste laastuste, tuulelaastuste, jäälaastuste ja dünaamiliste jõudude ajal vooluteenuste korral. Materjalide (komposiit/porgandi/SF6) optimeeritud kasutamine panustab madalama seismilise massi.
Tehaslik kalibreerimine ja testimine: Ümberpäring vastavate referentsstandardite (optiline/VTBI meetodid) vastu. Hõlmab EM-isoleerimise tõhususe, aja täpsuse, protokolli vastavuse ja täispotentsiaalse dielektrilise testimise kontrollimist.
Elutsükkel ja hooldusvõime: Kujundatud minimaalseks hoolduseks (eriti SF6 või täidetud eralduse korral). Mooduline elektronika võib olla ligipääsetav/testitav ilma suuremate demonteeringuteta. Lõppeluu sõltumatuse tee on kaalutud (SF6 taastamine/taaskasutamine).

Selle kujunduse ja integreerimise lähenemisviisi kaudu saavutatud eelised:

Jälg väiksem: Kuni 40-50% ruumi säästmine eraldi CT/VT-de suhtes - oluline remondi ja kompaktiliste GIS/AIS kujunduste jaoks.
Parandatud täpsus ja ohutus: Vähendab traditsioonilisi CT-sättumise ohte, parandab transiente (Rogowski/CVD), vähendab väliseid ühendusi/ohu.
Lihtsam installatsioon: Ühe ühiku paigutamine ja komisjonimine vähendavad oluliselt väljakul tööjõudu ja juhtmete keerukust.
Madalam elutsüklikul kulud: Vähendab installatsiooni, juhtmete, infrastruktuuri töö ja hoolduse kuluaega.
Digitaalne alamjaama valmis: Otseste IEC 61850-9-2/3LE väljund võimaldab naadilise integratsiooni modernseks kaitseks, kontrolliks ja jälgimiseks (SAS).
Tulevikku valmistunud platvorm: Mooduline kujundus akomodeerib evolueeriva sensoritehnoloogia ja kommunikatsioonistandardite.
Vähendatud keskkonnaimpakt (täidetud eralduse valik): Vähendab SF6 kasutamist ja sellega seotud ohte.