Kombinirano rešenie za transformator (CIT): Inženjerski dizajn i integracija

​1. Основна концепција на решението: Модуларна платформа со заедничка изолација​

• ​Дизајн:​​ Развој на унифицирана, модуларна платформа која ги вклучува функциите за сензоринг на ток и напон во една оптимизирана структура.
• ​Изолација:​​ Испораба на заеднички изолативен обвив. Две опции се инженерисани:
• ​Гас SF6:​​ Потврдена висока диелектрична јачина и одлични својства за угашување на дугови за повисоки класи на напон (напр. 72.5 кВ и повеќе). Дизајнот вклучува мониторинг на густината на гасот и потврдена технологија за затворање.
• ​Композитен корпус (Чврста изолација):​​ Еколошко устойчиво решение со користење на висококвалитетни полимерни материјали со силиконски шупливи. Идеално за нижите до средни напони или кога е потребно да се избегне SF6. Оптимизиран за дистанца на проползување и перформанси против замаглување.
• ​Модуларност:​​ Дизајн на внатрешни компоненти и интерфејси за:
• Скалабилност преку различни класи на напон (напр. преку прилагодување на должината на изолаторот).
• Адаптација на специфички бушинг интерфејси.
• Потенцијал за будући ажурирања на технологијата на сензорите.

​2. Имплементација на интегрирана технологија за сензоринг​

• ​Мерење на ток:​​
• ​Сензор:​​ Високо-преточни, температурно-компензирани Роговскиеви цеви. Избрани за:
• ​Широк динамички опсег:​​ Одлична линеарност од мале фракции од номиналниот ток до високи токови на дефект (напр. >40 кА).
• ​Без наситување:​​ Фундаментално предност над железен-јадерни CT-ови, елиминирајќи ризикот од наситување во случај на дефекти.
• ​Легок:​​ Значително намалува механичкиот стрес на целокупната структура.
• ​Интеграција:​​ Цевите стратегиски поставени во изолаторскиот обвив, концентрично со главниот проводник. Сигурна механичка монтажа отпорна на вибрации.
• ​Мерење на напон:​​
• ​Сензор:​​ Високо-стабилни капацитивни делители на напон (CVDs) како стандард. Резистивни делители (RVDs) се разгледуваат за специфични DC или широкопојасни применби кои бараат брз транизентен одговор.
• ​Интеграција:​​ CVD сензорски електроди (низко-импедансни) интегрирани директно во структурата на изолаторот. Преточни градациони електроди осигуруваат униформна дистрибуција на полето и термална/замагленска стабилност. Критични шилди предотврата интерференција од екстернални полета.

​3. Напредно моделирање на електромагнетно поле и изолација (Критичен инженерски предизвик)​​

• ​Моделирање:​​ Обврзно, високоверодостојно 3D метод на коначни елементи (FEM) моделирање на целата платформа:
• Точна карактеристика на внатрешните електромагнетни полиња под сите оперативни услови (синусоидни, транизентни, искривени форми).
• Евалуација на ефекти на близина од проводниците, обвивот и соседните фази.
• ​Минимизирање на крос-ток:​​
• ​Физичка сепарација:​​ Оптимална геометриска аранжман на сензорските елементи (цеви, CVD електроди) базирана на резултатите од моделирањето. Максимизирајте растојанието во рамките на ограничувањата.
• ​Активно шилдирање:​​ Имплементација на землени електростатички шилди стратегиски поставени меѓу сензорските елементи базирано на податоци од симулацијата на полето.
• ​Охранилни прстени:​​ Користење на проводни охранилни прстени околу излезот на Роговскиевите цеви за да истечат дислокација на токови.
• ​Преточна изолација на мерењето:​​
• ​Дедицирани патеки за сигнал:​​ Рутинг на сигналите од индивидуалните сензори со користење на землени, скрсени парови кабели во обвивот одма следејќи ја зафаќањето.
• ​Компензиран дизајн на кола:​​ Електронски условувачки кола дизајнирани со техники за откажување на крос-ток информирано од FEM модели.
• ​Валидација:​​ Ригорозни тестови во фабрика (вклучувајќи и инџекција на хармонии) за карактеризација и верификација на маргините на изолација и нивоа на крос-ток (< 0.1% специфицирани).

​4. Интегрирана цифрово процесирање и стандардизирани интерфејси​

• ​На борд процесирање на сигнал:​​
• Дедицирани, нископотрошни ASIC-ови или микроконтролери со висока релабилност директно интегрирани на платформата за сензори или сеален модул.
• Функции вклучуваат: интегратор на Роговскиеви цеви, скалирање, ADC конверзија, изчислување на хармонии (ако е примениво), линеаризација, температурна компензација и времеска ознака.
• ​Стандардизиран цифров излез:​​
• ​Вградени интерфејси:​​ Инкорпорирање на IEC 61869 компатибилна цифрова излезна кола директно во CIT единицата.
• ​Протоколи:​​ Стандардизирана поддршка за:
• ​IEC 61850-9-2:​​ Стрим на примероки (SV) преку Ethernet (обично мултикаст).
• ​IEC 61850-9-3LE:​​ Профил SV Lightning Edition за гарантирана нисколатентна детерминизма.
• ​Додатни опции:​​ Предвижување за наследни излези (аналогни, IEC 60044-8 FT3) каде што е потребно преку опционални модули.
• ​Квалитет на податоците:​​ Интегрирана функција на мергирачка единица (MU) која задоволува релевантните IEC 61869 стандарди за точност (TPE/TPM класа) и временско синхронизација (PLL синхронизација).

​5. Инженерски дизајн и разгледување на интеграција​

• ​Управување со термалната производност:​​ Модели вклучуваат анализа на термалната производност. Енергијата од електрониката активно се управува со користење на нископотрошни компоненти, потенцијални локализирани радијатори и оптимизирани конвекциони патеки во изолаторот.
• ​ЕМЦ/ЕМИ робустност:​​ Конформално покривање, землени обвиви, ферити и оптимизирани стратегии за земла применети на внатрешната електроника. Защита од ударни импулси конформна со релевантните стандарди (IEC 61000-4-5).
• ​Механичка целост:​​ Структурна анализа извршена за сеизмички нагрузувања, ветерски нагрузувања, нагрузувања од лед и динамички сили во случај на дефекти. Оптимизирана употреба на материјали (композит/порцелан/SF6) допринашува до пониска сеизмичка маса.
• ​Фабрична калибрација и тестiranje:​​ Комплексна калибрација според референтни стандарди (оптички/VTBI методи). Вклучува верификација на ефективноста на EM изолација, временска точност, протоколна компатибилност и целопотребно диелектрично тестирање.
• ​Циклус на живот и сервисабилност:​​ Дизајниран за минимална одржба (особено SF6 или чврста изолација). Модуларна електроника потенцијално пристапна/тестираема без големо демонтаже. Развилни патеки за отфрлање на крајот на животот разгледани (оправдување/рециклирање на SF6).

​Префали од овој пристап на дизајн и интеграција:​​

• ​Зголемување на просторот:​​ До 40-50% зачувување на простор споредено со поединечни CTs/VTs - критично за ретрофитови и компактни GIS/AIS дизајни.
• ​Подобрената точност и сигурност:​​ Елиминира ризици од наситување на традиционалните CT-ови, подобрува транизентен одговор (Роговски/CVD), намалува екстернални врски/ризик.
• ​Поедноставена инсталација:​​ Монтаžа и комисионирање на една единствена единица значително намалува работата на полето и комплексноста на каблирањето.
• ​Ниски цени на циклусот на живот:​​ Намалување на инсталација, каблирање, градежни работи, одржба.
• ​Готовност за цифрови подстанции:​​ Директен IEC 61850-9-2/3LE излез овозможува беспрекината интеграција во современи системи за заштита, контрола и мониторинг (SAS).
• ​Платформа готова за будуќина:​​ Модуларниот дизајн го акомулира еволуцијата на технологијата на сензорите и комуникациските стандарди.
• ​Намалена еколошка влијание (Опција за чврста изолација):​​ Елиминира употребата на SF6 и поврзаните ризици.