Detaljno objašnjenje strujnih transformatora: Jesu li to transformatori ili pretvarači? - Blog

Fizička suština i inženjerska topologija strujnih transformatora

U području elektrotehnike, rasprava o tome je li strujni transformator (CT) "transformator" ili "pretvarač" često proizlazi iz zabune u vezi s njegovim osnovnim fizičkim mehanizmima i makroskopskim karakteristikama primjene. Iz perspektive striktne elektromagnetske teorije, strujni transformator je u biti posebna vrsta transformatora. Međutim, u praksi elektroenergetskog sustava, kako bi se naglasila njegova funkcija pretvaranja velikih struja u standardne male struje u točno određenom omjeru, povijesno se naziva "pretvarač". Ova dvojnost u terminologiji odražava karakteristični naglasak istog fizičkog uređaja u različitim dimenzijama primjene: kao transformator, to je pasivni osjetni element koji se temelji na spoju magnetskog kruga; kao pretvarač izvor je normiranih mjerno-zaštitnih veza u EES-u.

lvzw-35-current-transformer

Za razliku od konvencionalnih transformatora naponske transformacije, koje pokreće "izvor napona" i traže visoku impedanciju, strujni transformatori su topološki definirani kao uređaji izvora struje. Njegova primarna strana pokazuje izuzetno nisku serijsku impedanciju, a osnovno načelo dizajna je minimiziranje dodatnog pada napona i gubitka snage u izmjerenom glavnom krugu. Pod radnim uvjetima -stacionarnog stanja, sekundarni krug strujnog transformatora mora biti spojen na opterećenje s izuzetno niskom impedancijom (kao što je otpornik za uzorkovanje ili zavojnica releja) kako bi se održao u radnom stanju gotovo-kratkog-spoja. Ova radna karakteristika je najosnovnija inženjerska razlika između njega i običnih transformatora. Nakon što se sekundarna strana otvori-u strujnom krugu, demagnetizirajući amper-trenutačno nestaju, a cjelokupna pobudna magnetomotorna sila na primarnoj strani uzrokovat će duboko zasićenje jezgre. Ovo ne samo da će inducirati opasne visoko{10}}naponske skokove od nekoliko tisuća volti u sekundarnom namotu, već će također izazvati jak učinak zaostalog magnetizma, trajno uništavajući linearnost prijenosa opreme.

Međudjelovanje između prijelaznog odziva, mehanizma pogreške i znanosti o materijalima

U profesionalnim primjenama, procjena performansi strujnih transformatora ne može se ograničiti na omjer i fazni pomak. Kada u elektroenergetskom sustavu dođe do kvara kratkog{1}}spoja, struja kvara često sadrži veliku aperiodsku istosmjernu komponentu. Za tradicionalne elektromagnetske strujne transformatore sa jezgrama od silikonskog čelika, DC prednapon uzrokuje brzi pomak radne točke u nelinearno područje krivulje magnetizacije, što dovodi do ozbiljnog prijelaznog zasićenja. U ovoj će točki valni oblik sekundarnog izlaza pokazati izobličenje izrezivanja, uzrokujući da uređaji za relejnu zaštitu koji se oslanjaju na otkrivanje-prelaska nule ili usporedbu faza ne rade ili ne rade.

Kako bi se riješio ovaj problem, moderni strujni transformatori visoke-preciznosti i zaštite-podvrgnuti su značajnim kompromisima i inovacijama u znanosti o materijalima. Uz upotrebu hladno{3}}valjanih silikonskih čeličnih limova s visokom gustoćom magnetskog toka zasićenja i niskom koercitivnošću, vrhunska-oprema za mjerenje i analizu kvalitete električne energije široko uključuje toroidalne jezgre od permaloja ili amorfne/nanokristalne legure. Ovi materijali posjeduju izuzetno visoku početnu propusnost i ultra-širokopojasni odziv (pokriva DC do desetaka kHz), učinkovito potiskujući greške histereze i visoko-frekventno harmonično izobličenje pod malim opterećenjima. Nadalje, za scenarije ultra-visokog napona i pametnih trafostanica, tradicionalne elektromagnetske strukture postupno se razvijaju prema Rogowskijevim zavojnicama bez jezgre i svim-strujnim transformatorima s optičkim vlaknima. Rogowski svici koriste šuplju jezgru za uklanjanje problema s magnetskom zasićenošću i nelinearnošću. U kombinaciji s visoko{13}}preciznim integrirajućim krugom, postižu savršeni linearni prijenos od mikroampera do kiloampera, potpuno razbijajući fizička ograničenja tradicionalnih materijala željezne jezgre.

Vrhunska-paradigma digitalne rekonstrukcije i kvantno preciznih mjerenja

S punom implementacijom standarda IEC 61850 redefiniraju se funkcionalne granice strujnih transformatora. Tradicionalni strujni transformatori (CT) zahtijevaju A/D pretvorbu u lokalnoj jedinici za spajanje, dok elektronički strujni transformatori (ECT) sljedeće-generacije i strujni transformatori male-snage (LPCT) izravno integriraju visoko-precizno uzorkovanje i digitalno kodiranje na visoko-naponskoj strani, prenoseći podatke izravno u kontrolnu sobu putem optičkih vlakana u SV (Uzorkovana vrijednost) poruke. Ova arhitektura ne samo da temeljno rješava probleme elektromagnetske interferencije i struje uzemljenja uzrokovane dugim kabelskim prijenosom, već također pruža nanosekundnu-referencu vremena za panoramsko sinkrono fazorsko mjerenje električne mreže.

Još je razorniji inženjerski napredak u tehnologiji kvantnog preciznog mjerenja. Kvantni strujni transformatori koji se temelje na centrima boja dijamantnih nitrogen-vacancy (NV) prednjače u ovom području. Ova tehnologija napušta tradicionalni put elektromagnetske indukcije, koristeći izuzetno visoku osjetljivost NV centara boja na slaba magnetska polja za izravnu inverziju distribucije magnetskog polja oko vodiča visokog-napona kroz mehanizam optičkog očitavanja. Trenutno su prototipovi koji se temelje na ovom principu postigli dugo-stabilan rad u trafostanicama s naponskim razinama od 110 kV i više, označavajući formalni prijelaz trenutne tehnologije mjerenja iz "klasične elektromagnetske ere" u "eru kvantnog senzora".

VTZ-15/T5000-63 unutarnji visokonaponski generatorski prekidač

VTZ-15/T5000-63 unutarnji visokonaponski generatorski prekidač je vakuumski prekidač dizajniran za generatorske utičnice u 15 kV i nižim, tro-faznim AC 50 Hz sustavima. Prvenstveno se koristi u pomoćnim krugovima postrojenja malih do srednjih-hidroelektričnih generatora, generatora toplinske energije, novih sustava za proizvodnju energije i industrijskih postrojenja-kao što su ona u kemijskom i prerađivačkom sektoru-koja rade sa svojim vlastitim kapacitetima za proizvodnju električne energije.

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