Giải pháp biến áp đo lường kết hợp (CIT): Quan điểm thiết kế kỹ thuật và tích hợp

1. Khái niệm Giải pháp Cốt lõi: Nền tảng Mô-đun với Cách điện Chung

Thiết kế: Phát triển một nền tảng mô-đun thống nhất chứa cả chức năng cảm biến dòng điện và điện áp trong một cấu trúc tối ưu hóa.
Cách điện: Sử dụng bao cách điện chung. Hai lựa chọn được thiết kế:

Khí SF6: Đã được chứng minh có độ bền cách điện cao và đặc tính dập hồ quang xuất sắc cho các lớp điện áp cao hơn (ví dụ: 72,5 kV trở lên). Thiết kế bao gồm giám sát mật độ khí và công nghệ niêm phong đã được chứng minh.
Vỏ Hợp chất (Cách điện Rắn): Giải pháp bền vững về môi trường sử dụng vật liệu polymer cấp cao với lớp silicone. Phù hợp cho điện áp thấp đến trung bình hoặc nơi yêu cầu tránh dùng SF6. Tối ưu hóa cho khoảng cách bò và hiệu suất chống ô nhiễm.

Khả năng mở rộng qua các lớp điện áp khác nhau (ví dụ: thông qua điều chỉnh chiều dài cách điện).
Phù hợp với yêu cầu giao diện cụ thể của bushing.
Tầm nhìn cho các nâng cấp công nghệ cảm biến trong tương lai.

2. Triển khai Công nghệ Cảm biến Tích hợp

Phạm vi Động rộng: Độ tuyến tính xuất sắc từ một phần nhỏ của dòng điện định mức đến dòng điện ngắn mạch cao (ví dụ: >40 kA).
Không Bão hòa: Lợi thế cơ bản so với CT lõi sắt, loại bỏ nguy cơ bão hòa trong quá trình lỗi.
Nhẹ: Giảm đáng kể ứng suất cơ học trên toàn bộ cấu trúc.

Tích hợp: Cuộn được đặt chiến lược bên trong bao cách điện, đồng tâm với dây dẫn chính. Gắn kết cơ học chắc chắn chịu được rung động.

Cảm biến: Chia điện áp bằng tụ điện (CVD) ổn định cao là tiêu chuẩn. Xem xét chia điện áp bằng điện trở (RVD) cho các ứng dụng DC hoặc băng thông rộng yêu cầu phản hồi chuyển tiếp nhanh.
Tích hợp: Điện cực cảm biến CVD (điện trở thấp) được tích hợp trực tiếp vào cấu trúc cách điện. Điện cực phân cấp chính xác đảm bảo phân phối trường đều và ổn định nhiệt/ô nhiễm. Che chắn quan trọng ngăn chặn sự can thiệp của trường bên ngoài.

3. Mô hình Hóa Trường Điện Từ Tiên tiến & Cách ly (Thách thức Kỹ thuật Quan trọng)

Mô hình hóa: Mô hình hóa 3D Finite Element Method (FEM) độ chính xác cao bắt buộc cho toàn bộ nền tảng:

Đặc trưng chính xác các trường điện từ bên trong dưới tất cả các điều kiện hoạt động (sinusoidal, chuyển tiếp, dạng sóng méo).
Đánh giá hiệu ứng gần từ các dây dẫn, vỏ bọc và pha liền kề.

Phân cách Vật lý: Sắp xếp hình học tối ưu của các yếu tố cảm biến (cuộn, điện cực CVD) dựa trên kết quả mô hình hóa. Tối đa hóa khoảng cách trong giới hạn.
Che chắn Chủ động: Thực hiện các tấm che tĩnh điện được nối đất đặt giữa các yếu tố cảm biến dựa trên dữ liệu mô phỏng trường.
Vòng Bảo vệ: Sử dụng vòng bảo vệ dẫn điện xung quanh đầu ra cuộn Rogowski để thoát dòng điện dịch chuyển.

Đường đi Tín hiệu Riêng biệt: Đường đi tín hiệu từ các cảm biến riêng biệt sử dụng cáp xoắn đôi có che chắn ngay lập tức sau khi thu thập.
Thiết kế Mạch Bù: Mạch điều chỉnh điện tử được thiết kế với kỹ thuật hủy crosstalk dựa trên mô hình FEM.
Xác thực: Kiểm tra nhà máy nghiêm ngặt (bao gồm kiểm tra tiêm谐波测试以表征和验证隔离裕度和串扰水平（指定小于0.1%）。

4. 集成数字处理与标准化接口