
I. Technische achtergrond en uitdagingen
Traditionele elektromagnetische stroomtransformatoren (CTs) staan voor knelpunten zoals grote afmetingen, complexe installatie, slechte lineariteit en gevoeligheid voor magnetische verzadiging. Met de ontwikkeling van slimme netwerken en digitale transformatorstations is de vraag naar hogere meetnauwkeurigheid, dynamische respons en data-integratiecapaciteiten toegenomen. Elektronische stroomtransformatoren (ECTs), gekenmerkt door volledige digitalisering, hoge bandbreedte en lage energieconsumptie, zijn de ideale oplossing geworden voor de volgende generatie energie-systemen.
II. Kernoplossingskenmerken
Op basis van principes van systeemintegratie, configuratieflexibiliteit en Plug-and-Play-ontwerp, behaalt deze oplossing de volgende doorbraken:
- Diepgaande systeemintegratie
- Geïntegreerde zintuiglijke waarneming & verwerking: Integreert hoogprecisie Rogowski-spoelen/laagverbruik TMR/AMR-sensoren, geïntegreerde signaalconditionering, A/D-conversie en digitale verwerkingsmodules, waarbij de stroomdirect op apparaatniveau wordt gedigitaliseerd.
- Directe protocoluitvoer: Ondersteunt gestandaardiseerde protocollen zoals IEC 61850-9-2LE/9-2, IEC 60044-8 en Modbus om puur digitale signalen uit te voeren, waardoor naadloze integratie met beschermingsrelais, meet- en besturingseenheden en lokale edge computing-knooppunten mogelijk is.
- Vermindering van tussengelegen componenten: Elimineert de noodzaak aan secundaire conversiekabels en fusie-eenheden die vereist zijn bij traditionele CTs, wat het systeemcomplexiteit en mogelijke storingpunten vermindert.
- Uiterste configuratieflexibiliteit
- Modulaire hardware-ontwerp: Ondersteunt onafhankelijke configuratie en upgrades van sensoren, verwerkingsunits en communicatieinterfaces. Gebruikers kunnen flexibel specificaties selecteren (bijv. meetbandbreedteopties van 50Hz tot 20kHz).
- Software-gedefinieerde functionaliteit: Via een unieke configuratieplatform (bijv. webinterface of specifieke tools), kunnen parameters zoals samplingfrequentie (1kS/s tot 1MS/s), meetbereik (5A tot 100kA) en alarmdrempels extern worden aangepast om meerdere scenario's zoals bescherming, metering en harmonische analyse te ondersteunen.
- Dynamische aanpassing aan topologische wijzigingen: Vereist alleen software-configuratiewijzigingen voor systeemexpansie of retrofitting, zonder hardwarevervanging.
- Echte Plug-and-Play-ervaring
- Vereenvoudigde fysieke installatie: Compact ontwerp (>60% grootte-reductie) en gestandaardiseerde interfaces (bijv. M12-connectoren) ondersteunen snelle rail/bout montage, wat de tijd voor ter plaatse bedrading met 80% verminderd.
- Zero-configuratie automatische verbinding: Bij opstarten brengen apparaten automatisch hun identiteit (inclusief Apparaat-ID, Model, Protocolversie) uit. Mastersystemen (bijv. SCADA of IEDs) kunnen automatisch herkennen en vooraf gedefinieerde configuratietemplates laden.
- Operatie zonder inbedrijfstelling: Fabrieksprekalibratie en temperatuurcompensatie-algoritmen garanderen nauwkeurigheid (Klasse 0.2 / 0.5) zonder ter plaatse handmatige kalibratie; ondersteunt zelfdiagnose (bijv. draadbreukdetectie, dwaalarms).
III. Ingeschakelde verwerking op het apparaat voor slimme geavanceerde toepassingen
ECTs zijn niet alleen gegevensverzamelingsunits, maar ook intelligente edge-nodes:
- Verwerking op het apparaat: Ingebouwde ARM Cortex-M7-processor maakt real-time harmonische analyse (THD/individuele harmonischen), transiënte golfvormopname en kwaliteitsevaluatie van elektriciteit (P/Q/S-berekeningen) mogelijk, wat de belasting van gegevensverwerking op mastersystemen vermindert.
- Toekomstbestendige uitbreidbaarheid: Voorzien van een AI-versnellerinterface om predictieve modellen (bijv. vroege waarschuwing voor slijtage van motorkogellagers op basis van stroomgolfherkenning) of dynamische capaciteitsexpansie-algoritmen te ondersteunen.
IV. Gestandaardiseerde interfaces garanderen volledige ecosysteeminteroperabiliteit
|
Interface/Protocol
|
Toepassingscenario
|
Waarde
|
|
IEC 61850-9-2LE
|
Digitale transformatorstationbescherming & -monitoring
|
Miliseconden-niveau gesynchroniseerde sampling, naadloze integratie met GOOSE/SV-netwerken
|
|
Ethernet/IP
|
Integratie van industriële automatiseringssystemen
|
Ondersteunt OPC UA voor IT/OT dataverbinding
|
|
DL/T 860 (IEC 61850)
|
Compatibiliteit met nationale slimme netwerken
|
Voldoet aan State Grid/CSG-standardisatievereisten
|
V. Waardeoverzicht
|
Dimensie
|
Traditionele CT
|
Deze ECT-oplossing
|
Verbetering
|
|
Installatie & inbedrijfstellingstijd
|
3-5 dagen
|
<4 uur
|
90% efficiëntiegewin
|
|
Systeemretrofitkosten
|
Hoog (vereist kabel- & MU-vervanging)
|
Zeer laag (configuratie-alleen)
|
40% CAPEX-reductie
|
|
O&M-complexiteit
|
Periodieke kalibratie, vatbaar voor verzadiging
|
Onderhoudsvrij + zelfdiagnose
|
70% OPEX-reductie
|
|
Ondersteuning voor geavanceerde functies
|
Afhankelijk van externe apparaten
|
Ingebouwde integratie
|
Ontgrendelt real-time-analyse & predictief onderhoud
|