• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Комбинированное решение трансформаторов измерительных (CIT): инженерный дизайн и интеграция

1. Основная концепция решения: модульная платформа с общей изоляцией

  • Дизайн:​ Разработка единой модульной платформы, объединяющей функции измерения тока и напряжения в одной оптимизированной структуре.
  • Изоляция:​ Использование общей изолирующей оболочки. Два варианта разработаны:
    • Газ SF6:​ Доказанная высокая диэлектрическая прочность и отличные свойства гашения дуг для более высоких классов напряжения (например, 72,5 кВ и выше). Дизайн включает мониторинг плотности газа и проверенные технологии герметизации.
    • Композитный корпус (твердая изоляция):​ Экологически устойчивое решение, использующее высококачественные полимерные материалы с силиконовыми шедами. Идеально подходит для низких и средних напряжений или там, где требуется избегать использования SF6. Оптимизировано для расстояния ползучести и защиты от загрязнений.
  • Модульность:​ Дизайн внутренних компонентов и интерфейсов позволяет:
    • Масштабируемость для различных классов напряжения (например, через регулировку длины изолятора).
    • Адаптацию к специфическим требованиям интерфейса ввода.
    • Возможность будущего обновления технологий датчиков.

2. Реализация интегрированных технологий измерения

  • Измерение тока:
    • Датчик:​ Высокоточные, компенсированные по температуре катушки Роговского. Выбраны для:
      • Широкого динамического диапазона:​ Отличная линейность от малых долей номинального тока до высоких аварийных токов (например, >40 кА).
      • Отсутствие насыщения:​ Основное преимущество перед трансформаторами тока с железным сердечником, исключающее риск насыщения при авариях.
      • Легкость:​ Значительно снижает механическую нагрузку на общую конструкцию.
    • Интеграция:​ Катушки стратегически расположены внутри изоляционной оболочки, концентрично с основным проводником. Надежное механическое крепление, устойчивое к вибрации.
  • Измерение напряжения:
    • Датчик:​ Высокостабильные емкостные делители напряжения (CVD) в качестве стандарта. Резистивные делители (RVD) рассматриваются для специфических DC-приложений или приложений с широкой полосой пропускания, требующих быстрого переходного отклика.
    • Интеграция:​ Электроды CVD (низкоомные) интегрированы непосредственно в структуру изолятора. Точные электроды градации обеспечивают равномерное распределение поля и термическую/защитную стабильность. Критическое экранирование предотвращает внешнее электромагнитное воздействие.

3. Продвинутое моделирование электромагнитных полей и изоляция (критический инженерный вызов)

  • Моделирование:​ Обязательное высокоточное 3D-моделирование методом конечных элементов (FEM) всей платформы:
    • Точно характеризует внутренние электромагнитные поля при всех условиях эксплуатации (синусоидальные, переходные, искаженные формы сигналов).
    • Оценивает эффекты близости от проводников, корпуса и смежных фаз.
  • Минимизация взаимных помех:
    • Физическое разделение:​ Оптимальное геометрическое расположение элементов измерения (катушек, электродов CVD) на основе результатов моделирования. Максимизация расстояния в рамках ограничений.
    • Активное экранирование:​ Реализация заземленных электростатических экранов, стратегически расположенных между элементами датчиков на основе данных моделирования полей.
    • Защитные кольца:​ Использование проводящих защитных колец вокруг выходов катушек Роговского для отвода перемещаемых токов.
  • Точная изоляция измерений:
    • Посвященные пути сигнала:​ Прокладка сигналов от отдельных датчиков с использованием экранированных, скрученных пар кабелей внутри корпуса сразу после захвата.
    • Компенсированный дизайн цепей:​ Электронные цепи обработки, спроектированные с техниками компенсации взаимных помех, основаны на моделях FEM.
    • Проверка:​ Строгие заводские испытания (включая тесты на введение гармоник) для характеристики и верификации маржинальных значений изоляции и уровня взаимных помех (< 0,1% указано).

4. Интегрированная цифровая обработка и стандартизированные интерфейсы

  • Обработка сигналов на борту:
    • Специализированные микросхемы с низким энергопотреблением (ASIC) или микроконтроллеры с высокой надежностью, непосредственно интегрированные на платформу датчиков или в соседний герметичный модуль.
    • Функции включают: интегратор катушки Роговского, масштабирование, преобразование АЦП, вычисление гармоник (если применимо), линеаризацию, компенсацию температуры и проставление временных меток.
  • Стандартизированный цифровой выход:
    • Встроенные интерфейсы:​ Включение соответствующей цифровой выходной схемы IEC 61869 непосредственно в блок CIT.
    • Протоколы:​ Стандартизированная поддержка:
      • IEC 61850-9-2:​ Поток выборочных значений (SV) по Ethernet (обычно многовещание).
      • IEC 61850-9-3LE:​ Профиль SV Lightning Edition для гарантированного низкого задержки детерминизма.
    • Дополнительные опции:​ Предусмотрена возможность использования устаревших выходов (аналоговых, IEC 60044-8 FT3) по требованию через дополнительные модули.
  • Качество данных:​ Интегрированная функциональность блока слияния (MU), соответствующая стандартам точности IEC 61869 (класс TPE/TPM) и синхронизации (PLL).

5. Инженерные соображения по проектированию и интеграции

  • Тermal management:​ Модели включают анализ теплового режима. Тепловыделение от электроники активно управляемо с использованием компонентов с низким энергопотреблением, потенциально локальных радиаторов и оптимизированных путей конвекции внутри изолятора.
  • Электромагнитная совместимость/электромагнитная стойкость:​ Применение конформного покрытия, экранированных корпусов, ферритов и оптимизированных стратегий заземления к внутренней электронике. Защита от перенапряжений, соответствующая соответствующим стандартам (IEC 61000-4-5).
  • Механическая целостность:​ Проведен структурный анализ для сейсмических нагрузок, ветровых нагрузок, ледовых нагрузок и динамических сил при авариях. Оптимизированное использование материалов (композит/фарфор/SF6) способствует снижению сейсмической массы.
  • Заводская калибровка и тестирование:​ Комплексная калибровка относительно эталонных стандартов (оптические/VTBI методы). Включает проверку эффективности электромагнитной изоляции, точности времени, соответствия протоколам и полномасштабное диэлектрическое тестирование.
  • Срок службы и обслуживаемость:​ Спроектировано для минимального обслуживания (особенно для SF6 или твердой изоляции). Модульная электроника потенциально доступна и поддается тестированию без значительной разборки. Учитывается путь утилизации в конце срока службы (восстановление/переработка SF6).

Преимущества, достигнутые благодаря этому подходу к проектированию и интеграции:

  • Снижение занимаемой площади:​ До 40-50% экономии места по сравнению с отдельными трансформаторами тока и напряжения — это критично для модернизации и компактных систем GIS/AIS.
  • Улучшенная точность и безопасность:​ Устраняет риски насыщения традиционных трансформаторов тока, улучшает переходный отклик (Роговский/CVD), снижает количество внешних соединений и рисков.
  • Упрощенная установка:​ Одиночная установка и ввод в эксплуатацию значительно уменьшают объем работ на месте и сложность кабельных соединений.
  • Низкие затраты на жизненный цикл:​ Снижение затрат на установку, кабельные работы, гражданское строительство и обслуживание.
  • Готовность к цифровым подстанциям:​ Прямой выход IEC 61850-9-2/3LE обеспечивает бесшовную интеграцию в современные системы защиты, управления и мониторинга (SAS).
  • Перспективная платформа:​ Модульный дизайн позволяет адаптироваться к развивающимся технологиям датчиков и стандартам связи.
  • Снижение воздействия на окружающую среду (вариант с твердой изоляцией):​ Исключает использование SF6 и связанные с ним риски.
07/22/2025
Рекомендуемый
Engineering
Интегрированное гибридное решение для ветро-солнечной энергии на удаленных островах
АннотацияДанное предложение представляет собой инновационное интегрированное энергетическое решение, которое глубоко объединяет ветровую энергию, фотоэлектрическую генерацию, накопление энергии с помощью насосно-аккумуляторных станций и технологии опреснения морской воды. Оно направлено на систематическое решение ключевых проблем, с которыми сталкиваются удаленные острова, включая сложности покрытия сетью, высокие затраты на генерацию электроэнергии дизельными генераторами, ограничения традицион
Engineering
Интеллектуальная гибридная система ветро-солнечного типа с управлением Fuzzy-PID для улучшенного управления аккумуляторами и МППТ
АннотацияДанное предложение представляет собой гибридную систему ветро-солнечной генерации электроэнергии на основе передовых технологий управления, направленную на эффективное и экономичное удовлетворение потребностей в энергии удаленных районов и специфических сценариев применения. Сердцем системы является интеллектуальная система управления, основанная на микропроцессоре ATmega16. Эта система выполняет отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) для ветровой и солнечной энергии и использу
Engineering
Экономичное гибридное решение на основе ветро-солнечной энергии: Buck-Boost преобразователь и интеллектуальная зарядка снижают стоимость системы
Аннотация​Это решение предлагает инновационную высокоэффективную гибридную систему ветро-солнечной генерации электроэнергии. Обращаясь к основным недостаткам существующих технологий, таким как низкая эффективность использования энергии, короткий срок службы аккумуляторов и нестабильность системы, система использует полностью цифровые контролируемые понижающе-повышающие DC/DC преобразователи, параллельную интерлированную технологию и интеллектуальный трехступенчатый алгоритм зарядки. Это позволяе
Engineering
Гибридная ветро-солнечная энергетическая система оптимизации: комплексное решение по проектированию для автономных применений
Введение и предыстория1.1 Проблемы систем генерации электроэнергии с одним источникомТрадиционные автономные фотоэлектрические (ФЭ) или ветроэнергетические системы имеют врожденные недостатки. Генерация ФЭ-энергии зависит от суточных циклов и погодных условий, а генерация ветровой энергии основана на нестабильных ветровых ресурсах, что приводит к значительным колебаниям выходной мощности. Для обеспечения непрерывного питания необходимы аккумуляторные батареи большой емкости для хранения и баланс
Запрос
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса