Combined Instrument Transformer (CIT) Լուծումը: Ինժեներական Պրոյեկտավորում և Ինտեգրացիայի Առանձնահատուկ Դիտարկում

​1. Հիմնական լուծման գաղափարը. Մոդուլային պլատֆորմ ընդհանուր այցելավորմամբ​

• ​Նախագիծ.​​ Առաջարկել միասնական, մոդուլային պլատֆորմ, որը կհամարձակի հոսանքի և լարման չափման ֆունկցիաները միասին օպտիմալ կառուցվածքում։
• ​Այցելավորում.​​ Օգտագործել ընդհանուր այցելավորման թղթիկ։ Երկու տարբերակներ են կառավարվում.
• ​SF6 գազ.​​ Ապացուցված բարձր դիէլեկտրիկ ուժ և suất电能质量解决方案翻译成亚美尼亚语时，需要保持专业性和准确性。以下是翻译结果：

  

  ​1. Հիմնական լուծման գաղափարը. Մոդուլային պլատֆորմ ընդհանուր այցելավորմամբ​

  • ​Դիզայն.​​ Առաջարկել միասնական, մոդուլային պլատֆորմ, որը կհամարձակի հոսանքի և լարման չափման ֆունկցիաները միասին օպտիմալ կառուցվածքում։
  • ​Այցելավորում.​​ Օգտագործել ընդհանուր այցելավորման թղթիկ։ Երկու տարբերակներ են կառավարվում.
  • ​SF6 գազ.​​ Ապացուցված բարձր դիէլեկտրիկ ուժ և լավ արկային հատուցման հատկություններ բարձր լարման դասերի համար (օրինակ, 72.5 kV-ից և ավելի)։ Նախագիծը ներառում է գազի խտության ստուգում և ապացուցված համարձակող տեխնոլոգիա։
  • ​Բաղադրյալ թղթիկ (պինդ այցելավորում).​​ Արգելավորված լուծում, որը օգտագործում է բարձր որակի պոլիմերային նյութեր սիլիկոնային շերտերով։ Իդեալական է ցածր և միջին լարման դասերի համար կամ որտեղ SF6-ի օգտագործումը արգելափակված է։ Օպտիմալ է հաշվի առնելով կողմնային հեռավորությունը և նախապայմանավորումը։
  • ​Մոդուլայինություն.​​ Նախագծել ներքին կազմակերպությունը և ինտերֆեյսները հետևյալ հնարավորությունների համար.
  • Մասշտաբային համապատասխանություն տարբեր լարման դասերի համար (օրինակ, այցելավորման երկարության կարգավորումով)։
  • Ադապտացիա հատուկ բուշինգ ինտերֆեյսի պահանջներին։
  • Մասնագիտական սենսորային տեխնոլոգիայի ապագա ավարտումների հնարավորություն։

  ​2. Միացյալ սենսորային տեխնոլոգիայի իրականացում​

  • ​Հոսանքի չափում.​​
  • ​Սենսոր.​​ Բարձր ճշգրտության, ջերմաստիճանի կոմպենսացված Ռոգովսկիի կոյլեր։ Ընտրված է հետևյալ հատկությունների համար.
  • ​Լայն @dynamic_range. Excellent linearity from small fractions of nominal current up to high fault currents (e.g., >40 kA).
  • ​No Saturation:​​ Fundamental advantage over iron-core CTs, eliminating saturation risk during faults.
  • ​Lightweight:​​ Significantly reduces mechanical stress on the overall structure.
  • ​Integration:​​ Coils strategically placed within the insulator envelope, concentric with the primary conductor. Secure mechanical mounting resistant to vibration.
  • ​Voltage Measurement:​​
  • ​Sensor:​​ High-stability capacitive voltage dividers (CVDs) as standard. Resistive dividers (RVDs) considered for specific DC or wide-bandwidth applications requiring fast transient response.
  • ​Integration:​​ CVD sensing electrodes (low-impedance) integrated directly into the insulator structure. Precision grading electrodes ensure uniform field distribution and thermal/pollution stability. Critical shielding prevents external field interference.

  ​3. Advanced Electromagnetic Field Modeling & Isolation (Critical Engineering Challenge)​​

  • ​Modeling:​​ Mandatory, high-fidelity 3D Finite Element Method (FEM) modeling of the entire platform:
  • Precisely characterizes internal electromagnetic fields under all operational conditions (sinusoidal, transient, distorted waveforms).
  • Evaluates proximity effects from conductors, enclosure, and adjacent phases.
  • ​Minimizing Crosstalk:​​
  • ​Physical Separation:​​ Optimal geometric arrangement of sensing elements (coils, CVD electrodes) based on modeling results. Maximize distance within constraints.
  • ​Active Shielding:​​ Implementation of grounded electrostatic shields strategically placed between sensor elements based on field simulation data.
  • ​Guard Rings:​​ Utilize conductive guard rings around Rogowski coil outputs to drain displacement currents.
  • ​Precise Measurement Isolation:​​
  • ​Dedicated Signal Paths:​​ Routing signals from individual sensors using shielded, twisted-pair cabling within the enclosure immediately upon capture.
  • ​Compensated Circuit Design:​​ Electronic conditioning circuits designed with crosstalk cancellation techniques informed by FEM models.
  • ​Validation:​​ Rigorous factory testing (including harmonic injection tests) to characterize and verify isolation margins and crosstalk levels (< 0.1% specified).

  ​4. Integrated Digital Processing & Standardized Interfaces​

  • ​Onboard Signal Processing:​​
  • Dedicated, low-power ASICs or high-reliability microcontrollers directly integrated onto the sensor platform or adjacent sealed module.
  • Functions include: Rogowski coil integrator, scaling, ADC conversion, harmonic computation (if applicable), linearization, temperature compensation, and timestamping.
  • ​Standardized Digital Output:​​
  • ​Embedded Interfaces:​​ Incorporate IEC 61869 compliant digital output circuitry directly within the CIT unit.
  • ​Protocols:​​ Standardized support for:
  • ​IEC 61850-9-2:​​ Sampled Values (SV) stream over Ethernet (typically multicast).
  • ​IEC 61850-9-3LE:​​ Lightning Edition SV profile for guaranteed low-latency determinism.
  • ​Additional Options:​​ Provision for legacy outputs (analog, IEC 60044-8 FT3) where required via optional modules.
  • ​Data Quality:​​ Integrated Merging Unit (MU) functionality meeting relevant IEC 61869 accuracy (TPE/TPM class) and timing (PLL synchronization) standards.

  ​5. Engineering Design & Integration Considerations​

  • ​Thermal Management:​​ Models include thermal performance analysis. Power dissipation from electronics actively managed using low-power components, potential localized heatsinks, and optimized convection paths within the insulator.
  • ​EMC/EMI Robustness:​​ Conformal coating, shielded enclosures, ferrites, and optimized grounding strategies applied to internal electronics. Surge protection compliant with relevant standards (IEC 61000-4-5).
  • ​Mechanical Integrity:​​ Structural analysis performed for seismic loads, wind loading, ice loading, and dynamic forces during faults. Optimized use of materials (composite/porcelain/SF6) contributes to lower seismic mass.
  • ​Factory Calibration & Testing:​​ Comprehensive calibration against reference standards (optical/VTBI methods). Includes verification of EM isolation effectiveness, timing accuracy, protocol compliance, and full-power dielectric testing.
  • ​Lifecycle & Serviceability:​​ Designed for minimal maintenance (especially SF6 or solid insulation). Modular electronics potentially accessible/testable without major disassembly. End-of-life disposal pathways considered (SF6 recovery/recycling).

  ​Benefits Realized through this Design & Integration Approach:​​

  • ​Footprint Reduction:​​ Up to 40-50% space savings vs. separate CTs/VTs – crucial for retrofits and compact GIS/AIS designs.
  • ​Enhanced Accuracy & Safety:​​ Eliminates traditional CT saturation risks, improves transient response (Rogowski/CVD), reduces external connections/risks.
  • ​Simplified Installation:​​ Single unit mounting and commissioning significantly reduce field labor and cabling complexity.
  • ​Lower Lifecycle Costs:​​ Reduced installation, cabling, civil work, maintenance overhead.
  • ​Digital Substation Readiness:​​ Direct IEC 61850-9-2/3LE output enables seamless integration into modern protection, control, and monitoring systems (SAS).
  • ​Future-Proof Platform:​​ Modular design accommodates evolving sensor technologies and communication standards.
  • ​Reduced Environmental Impact (Solid Insulation Option):​​ Eliminates SF6 usage and associated risks.