Podrobné vysvetlenie prúdových transformátorov: Sú to transformátory alebo konvertory? - Blog

Fyzická podstata a inžinierska topológia prúdových transformátorov

V oblasti elektrotechniky diskusia o tom, či je prúdový transformátor (CT) „transformátor“ alebo „konvertor“, často pramení zo zmätku, pokiaľ ide o jeho základné fyzikálne mechanizmy a makroskopické aplikačné charakteristiky. Z prísneho hľadiska elektromagnetickej teórie je prúdový transformátor v podstate špeciálnym typom transformátora. V praxi inžinierstva energetických systémov sa však na zdôraznenie jeho funkcie premeny veľkých prúdov na štandardné malé prúdy v presnom pomere historicky označuje ako „konvertor“. Táto dualita v terminológii odráža charakteristický dôraz toho istého fyzického zariadenia v rôznych aplikačných rozmeroch: ako transformátor ide o pasívny snímací prvok založený na väzbe magnetického obvodu; ako menič je zdrojom štandardizovaných meracích a ochranných článkov v elektrizačnej sústave.

lvzw-35-current-transformer

Na rozdiel od konvenčných transformátorov na transformáciu napätia, ktoré sú poháňané "zdrojom napätia" a sledujú prispôsobenie vysokej impedancie, prúdové transformátory sú topologicky definované ako zariadenia so zdrojom prúdu. Jeho primárna strana vykazuje extrémne nízku sériovú impedanciu a základným princípom návrhu je minimalizovať dodatočný pokles napätia a stratu výkonu na meranom hlavnom obvode. Za ustálených-prevádzkových podmienok musí byť sekundárny obvod prúdového transformátora pripojený k záťaži s extrémne nízkou impedanciou (ako je vzorkovací odpor alebo reléová cievka), aby sa udržal v prevádzkovom stave takmer -skrat-. Táto prevádzková charakteristika je najzásadnejším technickým rozdielom medzi ním a bežnými transformátormi. Akonáhle je sekundárna strana otvorená-obvod, demagnetizačné ampér-zákruty okamžite zmiznú a celá budiaca magnetomotorická sila na primárnej strane spôsobí hlboké nasýtenie jadra. To spôsobí nielen nebezpečné vysokonapäťové špičky{10}}v sekundárnom vinutí, ale aj silný reziduálny magnetizmus, ktorý natrvalo zničí prenosovú linearitu zariadenia.

Súhra medzi prechodnou odozvou, chybovým mechanizmom a vedou o materiáloch

V profesionálnych aplikáciách sa hodnotenie výkonu prúdových transformátorov nemôže obmedziť na pomer a fázový posun. Keď dôjde ku skratu- v napájacom systéme, poruchový prúd často obsahuje veľkú aperiodickú jednosmernú zložku. Pre tradičné elektromagnetické prúdové transformátory s jadrami z kremíkovej ocele jednosmerné predpätie spôsobuje rýchly posun pracovného bodu do nelineárnej oblasti magnetizačnej krivky, čo vedie k silnej prechodovej saturácii. V tomto bode bude sekundárny výstupný tvar vlny vykazovať orezané skreslenie, čo spôsobí, že ochranné zariadenia relé, ktoré sa spoliehajú na detekciu prechodu nulou alebo porovnanie fáz, zlyhajú alebo nefungujú.

Na vyriešenie tohto problému prešli moderné vysoko{0}}precízne a ochranné{1} transformátory prúdu významnými kompromismi a inováciami v oblasti vedy o materiáloch. Okrem používania za studena -valcovaných kremíkových oceľových plechov s vysokou saturáciou hustoty magnetického toku a nízkou koercitivitou, špičkové meracie zariadenia a zariadenia na analýzu kvality energie široko zahŕňajú toroidné jadrá z permalloy alebo amorfnej/nanokryštalickej zliatiny. Tieto materiály majú extrémne vysokú počiatočnú priepustnosť a ultra{6}}širokopásmovú odozvu (pokrývajúcu jednosmerný prúd až do desiatok kHz), čím účinne potláčajú chyby hysterézie a vysokofrekvenčné harmonické skreslenie pri slabom zaťažení. Okrem toho pre scenáre ultra-vysokého napätia a inteligentných rozvodní sa tradičné elektromagnetické štruktúry postupne vyvíjajú smerom k bezjadrovým Rogowského cievkam a všetkým{10}}transformátorom prúdu z optických vlákien. Rogowského cievky využívajú duté jadro na odstránenie problémov s magnetickou saturáciou a nelinearitou. V kombinácii s-vysoko presným integračným obvodom dosahujú dokonalý lineárny prenos z mikroampérov na kiloampéry, čím úplne porušujú fyzikálne obmedzenia tradičných materiálov železného jadra.

Špičkový-paradigma digitálnej rekonštrukcie a kvantovo presného merania

S úplnou implementáciou normy IEC 61850 sa nanovo definujú funkčné hranice prúdových transformátorov. Tradičné prúdové transformátory (CT) vyžadujú A/D konverziu v miestnej zlučovacej jednotke, zatiaľ čo -elektronické prúdové transformátory (ECT) novej generácie a nízko{3}}transformátory prúdu (LPCT) priamo integrujú vysoko{4}}presné vzorkovanie a digitálne kódovanie na strane vysokého-napätia, čím sa údaje prenášajú priamo do riadiacej miestnosti prostredníctvom optických vlákien SV (Sampled.Sampled. Táto architektúra nielenže v zásade rieši problémy s elektromagnetickým rušením a uzemňovacím prúdom spôsobeným dlhým káblovým prenosom, ale poskytuje aj časovú referenciu na-úrovni nanosekundy pre panoramatické synchrónne meranie fázorov elektrickej siete.

Ešte rušivejší je technický prielom v technológii kvantového presného merania. Kvantové prúdové transformátory založené na farebných centrách diamantového dusíka- (NV) predstavujú popredné miesto v tejto oblasti. Táto technológia opúšťa tradičnú elektromagnetickú indukčnú cestu a využíva extrémne vysokú citlivosť farebných centier NV na slabé magnetické polia na priamu inverziu distribúcie magnetického poľa okolo vysokonapäťových vodičov prostredníctvom optického čítacieho mechanizmu. V súčasnosti prototypy založené na tomto princípe dosiahli-dlhodobú stabilnú prevádzku v rozvodniach s napäťovými úrovňami 110 kV a viac, čo znamená formálny prechod súčasnej technológie merania z „klasickej elektromagnetickej éry“ do „éry kvantového snímania“.

Istič vnútorného vysokonapäťového generátora VTZ-15/T5000-63

Istič vnútorného vysokonapäťového generátora VTZ-15/T5000-63 je vákuový istič určený pre výstupy generátora v 15 kV a nižších, trojfázových AC 50 Hz systémoch. Primárne sa používa v pomocných obvodoch malých a stredných{4}}hydroelektrických generátorov, tepelných generátorov, nových systémov na výrobu energie a priemyselných zariadení-ako sú zariadenia v chemickom a spracovateľskom sektore-, ktoré fungujú s vlastnými schopnosťami výroby elektrickej energie.

VTZ-15/T5000-63 Indoor high voltage generator circuit breaker