
I. پسینه فنی و چالشها
دستگاههای سنتی ترانسفورماتور جریان الکترومغناطیسی (CTs) با محدودیتهایی مانند حجم بزرگ، نصب پیچیده، خطی بودن ضعیف و آسیبپذیری در برابر اشباع مغناطیسی مواجه هستند. با توسعه شبکههای هوشمند و زیرآستانههای دیجیتال، تقاضا برای دقت اندازهگیری بالاتر، پاسخ دینامیکی و توانایی ادغام دادهها افزایش یافته است. ترانسفورماتورهای جریان الکترونیکی (ECTs) با مشخصههای دیجیتال کامل، پهنای باند بالا و مصرف انرژی کم، به عنوان راهحل مطلوب برای سیستمهای قدرت نسل بعدی شناخته شدهاند.
II. نکات مهم راهحل اصلی
با توجه به اصول یکپارچهسازی سیستم، انعطافپذیری در پیکربندی و طراحی Plug-and-Play، این راهحل به دستاوردهای زیر دست یافته است:
- یکپارچهسازی سیستم عمیق
- حسگر و پردازش یکپارچه: شامل حلقههای روگوسکی با دقت بالا/حسگرهای TMR/AMR با مصرف انرژی کم، ماژولهای تنظیم سیگنال، تبدیل A/D و پردازش دیجیتال، که به طور مستقیم در سطح دستگاه دیجیتالسازی جریان را انجام میدهند.
- خروجی پروتکل مستقیم: پشتیبانی از پروتکلهای استاندارد مانند IEC 61850-9-2LE/9-2، IEC 60044-8 و Modbus برای خروجی سیگنالهای دیجیتال خالص، که ادغام بیدرنگ با رلههای محافظت، واحدهای اندازهگیری و کنترل و گرههای محاسبات لبه محلی را ممکن میسازد.
- کاهش مولفههای میانی: حذف نیاز به کابلهای تبدیل ثانویه و واحدهای ادغام مورد نیاز CTs سنتی، کاهش پیچیدگی سیستم و نقاط شکننده پتانسیل.
- انعطافپذیری کامل در پیکربندی
- طراحی سختافزاری ماژولار: پشتیبانی از پیکربندی و بهروزرسانی مستقل حسگرها، واحدهای پردازش و رابطهای ارتباطی. کاربران میتوانند به طور انعطافپذیر مشخصات (مانند گزینههای پهنای باند اندازهگیری از ۵۰Hz تا ۲۰kHz) را انتخاب کنند.
- عملکرد تعریفشده توسط نرمافزار: از طریق یک پلتفرم پیکربندی یکپارچه (مانند رابط وب یا ابزارهای اختصاصی)، به صورت دوری پارامترهایی مانند نرخ نمونهبرداری (1kS/s تا 1MS/s)، محدوده اندازهگیری (5A تا 100kA) و آستانه هشدارها را برای تطبیق با سناریوهای مختلف مانند محافظت، اندازهگیری و تجزیه و تحلیل هارمونیک تنظیم کنند.
- تأ응 پویا به تغییرات توپولوژی: فقط به بهروزرسانی پیکربندی نرمافزاری برای گسترش یا بازسازی سیستم نیاز است، بدون نیاز به تعویض سختافزار.
- تجربه واقعی Plug-and-Play
- نصب فیزیکی ساده: طراحی فشرده (کاهش بیش از ۶۰٪ حجم) و رابطهای استاندارد (مانند کنکتورهای M12) حمایت از نصب سریع روی میله/پیچ، کاهش زمان سیمکشی محلی تا ۸۰٪.
- اتصال خودکار بدون پیکربندی: پس از روشن شدن، دستگاهها به طور خودکار هویت خود (شامل ID دستگاه، مدل، نسخه پروتکل) را پخش میکنند. سیستمهای اصلی (مانند SCADA یا IEDs) میتوانند به طور خودکار شناسایی کنند و الگوهای پیکربندی پیشتعیین شده را بارگذاری کنند.
- عملکرد بدون نیاز به راهاندازی: کالیبراسیون پیش Fabrik و الگوریتمهای جبران دما دقت (کلاس 0.2 / 0.5) را بدون نیاز به کالیبراسیون دستی محلی تضمین میکنند؛ پشتیبانی از تشخیص خودکار (مانند تشخیص قطع سیم، هشدارهای افت).
III. امکان پردازش روی دستگاه برای برنامههای پیشرفته هوشمند
ECTs فقط واحدهای جمعآوری داده نیستند، بلکه گرههای لبه هوشمند هستند:
- پردازش روی دستگاه: پردازنده ARM Cortex-M7 داخلی امکان تجزیه و تحلیل هارمونیک واقعی (THD/هارمونیکهای فردی)، ضبط موجهای گذرا و ارزیابی کیفیت توان (P/Q/S calculations) را فراهم میکند، که بار پردازش دادهها را روی ایستگاههای اصلی کاهش میدهد.
- قابلیت گسترش آماده برای آینده: با رابط AI accelerator پیشساخته شده برای پشتیبانی از نصب مدلهای پیشبینی (مانند هشدار زودهنگام خستگی محور موتور بر اساس تشخیص موج جریان) یا الگوریتمهای گسترش ظرفیت دینامیکی.
IV. رابطهای استاندارد اطمینان از همکاری کامل اکوسیستم
|
رابط/پروتکل
|
سناریو کاربردی
|
ارزش
|
|
IEC 61850-9-2LE
|
محافظت و نظارت زیرآستانه دیجیتال
|
نمونهبرداری همزمان در سطح میلیثانیه، ادغام بیدرنگ با شبکههای GOOSE/SV
|
|
Ethernet/IP
|
یکپارچهسازی سیستمهای خودکار صنعتی
|
پشتیبانی از OPC UA برای ادغام دادههای IT/OT
|
|
DL/T 860 (IEC 61850)
|
سازگاری با شبکه هوشمند داخلی
|
توفیق با استانداردهای State Grid/CSG
|
V. خلاصه ارزش
|
بعد
|
CT سنتی
|
این راهحل ECT
|
بهبود
|
|
زمان نصب و راهاندازی
|
۳-۵ روز
|
<۴ ساعت
|
افزایش ۹۰٪ کارایی
|
|
هزینه بازسازی سیستم
|
بالا (نیاز به تعویض کابل و MU)
|
بسیار پایین (فقط پیکربندی)
|
کاهش ۴۰٪ CAPEX
|
|
پیچیدگی O&M
|
کالیبراسیون دورهای، آسیبپذیری در برابر اشباع
|
بدون نیاز به نگهداری + تشخیص خودکار
|
کاهش ۷۰٪ OPEX
|
|
پشتیبانی از ویژگیهای پیشرفته
|
وابسته به دستگاههای خارجی
|
ادغام داخلی
|
آزادسازی تجزیه و تحلیل واقعی زمان و نگهداری پیشبینی
|