
I. Технический фон и проблемы
Традиционные электромагнитные трансформаторы тока (CT) сталкиваются с ограничениями, такими как большие размеры, сложная установка, низкая линейность и восприимчивость к магнитному насыщению. С развитием умных сетей и цифровых подстанций возросла потребность в более высокой точности измерений, динамической реакции и возможностях интеграции данных. Электронные трансформаторы тока (ECT), характеризующиеся полной цифровизацией, высокой пропускной способностью и низким энергопотреблением, стали идеальным решением для следующего поколения энергетических систем.
II. Основные особенности решения
На основе принципов системной интеграции, гибкой конфигурации и дизайна Plug-and-Play это решение достигает следующих прорывов:
- Глубокая системная интеграция
- Интегрированные датчики и обработка: Включает высокоточные датчики Роговского, низковольтные TMR/AMR датчики, интегрированные модули обработки сигналов, АЦП и цифровую обработку, что позволяет выполнять цифровизацию тока непосредственно на уровне устройства.
- Прямой выход протоколов: Поддерживает стандартные протоколы, такие как IEC 61850-9-2LE/9-2, IEC 60044-8 и Modbus, для вывода чистых цифровых сигналов, обеспечивая бесшовную интеграцию с реле защиты, блоками измерения и управления, а также узлами локальной вычислительной сети.
- Снижение количества промежуточных компонентов: Устраняет необходимость в вторичных кабелях преобразования и блоках объединения, требуемых традиционными CT, снижая сложность системы и потенциальные точки отказа.
- Максимальная гибкость конфигурации
- Модульный дизайн аппаратного обеспечения: Поддерживает независимую конфигурацию и обновление датчиков, процессорных блоков и интерфейсов связи. Пользователи могут гибко выбирать спецификации (например, варианты полосы пропускания измерения от 50 Гц до 20 кГц).
- Функциональность, определяемая программным обеспечением: Через унифицированную платформу конфигурации (например, веб-интерфейс или специализированные инструменты) можно удаленно настраивать параметры, такие как частота дискретизации (от 1 кГц до 1 МГц), диапазон измерений (от 5 А до 100 кА) и пороги тревог, чтобы адаптироваться к различным сценариям, таким как защита, учет и анализ гармоник.
- Динамическая адаптация к изменениям топологии: Для расширения или модернизации системы требуется только обновление программной конфигурации, без замены оборудования.
- Настоящий опыт Plug-and-Play
- Упрощенная физическая установка: Компактный дизайн (сокращение размера более чем на 60%) и стандартизованные интерфейсы (например, разъемы M12) поддерживают быструю установку на рельсах или болтовое крепление, сокращая время на месте на 80%.
- Автоматическое соединение без настройки: При включении питания устройства автоматически передают свою идентификацию (включая ID устройства, модель, версию протокола). Главные системы (например, SCADA или IED) могут автоматически распознавать и загружать предопределенные шаблоны конфигурации.
- Без необходимости настройки: Предварительная калибровка на заводе и алгоритмы компенсации температуры обеспечивают точность (класс 0.2 / 0.5) без ручной калибровки на месте; поддерживает самодиагностику (например, обнаружение обрыва провода, тревоги по дрейфу).
III. Обеспечение обработки на устройстве для умных продвинутых приложений
ECT не являются просто устройствами сбора данных, но и интеллектуальными узлами на границе сети:
- Обработка на устройстве: Встроенный процессор ARM Cortex-M7 обеспечивает реальное время анализа гармоник (THD/отдельные гармоники), запись переходных форм волн и оценку качества электроэнергии (расчеты P/Q/S), снижая нагрузку на главные станции по обработке данных.
- Готовность к будущему: Предварительно оснащен интерфейсом AI-ускорителя для поддержки развертывания предиктивных моделей (например, раннее предупреждение о износе подшипников двигателя на основе распознавания формы тока) или алгоритмов динамического увеличения емкости.
IV. Стандартизированные интерфейсы обеспечивают полную взаимодействие экосистемы
|
Интерфейс/Протокол
|
Сценарий применения
|
Значение
|
|
IEC 61850-9-2LE
|
Защита и мониторинг цифровых подстанций
|
Синхронизация выборок на уровне миллисекунд, бесшовная интеграция с сетями GOOSE/SV
|
|
Ethernet/IP
|
Интеграция систем промышленной автоматизации
|
Поддержка OPC UA для слияния данных IT/OT
|
|
DL/T 860 (IEC 61850)
|
Совместимость с внутренними умными сетями
|
Соответствие стандартам State Grid/CSG
|
V. Итоговая ценность
|
Аспект
|
Традиционный CT
|
Это решение ECT
|
Улучшение
|
|
Время установки и настройки
|
3-5 дней
|
<4 часов
|
Повышение эффективности на 90%
|
|
Стоимость модернизации системы
|
Высокая (требуется замена кабелей и блоков объединения)
|
Очень низкая (только настройка)
|
Снижение CAPEX на 40%
|
|
Сложность эксплуатации и обслуживания
|
Периодическая калибровка, склонность к насыщению
|
Без обслуживания + самообследование
|
Снижение OPEX на 70%
|
|
Поддержка продвинутых функций
|
Зависит от внешних устройств
|
Встроенная интеграция
|
Открывает возможности для аналитики в реальном времени и прогнозного обслуживания
|