Podrobné vysvětlení proudových transformátorů: Jsou to transformátory nebo konvertory? - Blog

Fyzikální podstata a technická topologie proudových transformátorů

V oblasti elektrotechniky diskuse o tom, zda je proudový transformátor (CT) „transformátor“ nebo „konvertor“, často pramení ze zmatku ohledně jeho základních fyzikálních mechanismů a makroskopických aplikačních charakteristik. Z hlediska přísné elektromagnetické teorie je proudový transformátor v podstatě speciálním typem transformátoru. V praxi inženýrství energetických systémů se však pro zdůraznění jeho funkce přeměny velkých proudů na standardní malé proudy v přesném poměru historicky označuje jako "převodník". Tato dualita v terminologii odráží charakteristický důraz na stejné fyzické zařízení v různých aplikačních rozměrech: jako transformátor je to pasivní snímací prvek založený na vazbě magnetického obvodu; jako převodník je zdrojem standardizovaných měřících a ochranných spojů v energetické soustavě.

lvzw-35-current-transformer

Na rozdíl od konvenčních transformátorů pro transformaci napětí, které jsou poháněny "zdrojem napětí" a sledují přizpůsobení s vysokou impedancí, jsou proudové transformátory topologicky definovány jako zařízení zdroje proudu. Jeho primární strana vykazuje extrémně nízkou sériovou impedanci a principem návrhu jádra je minimalizovat další pokles napětí a ztrátu výkonu na měřeném hlavním obvodu. Za ustálených-provozních podmínek musí být sekundární obvod proudového transformátoru připojen k zátěži s extrémně nízkou impedancí (jako je vzorkovací odpor nebo cívka relé), aby se udržela v provozním stavu téměř -zkrat-. Tato provozní charakteristika je nejzásadnějším technickým rozdílem mezi ním a běžnými transformátory. Jakmile je sekundární strana otevřena-obvod, demagnetizační ampér-závity okamžitě zmizí a celá excitační magnetomotorická síla na primární straně způsobí hluboké nasycení jádra. To nejen vyvolá nebezpečné vysokonapěťové špičky{10}} v sekundárním vinutí o velikosti několika tisíc voltů, ale také spustí silný efekt zbytkového magnetismu, který trvale zničí linearitu přenosu zařízení.

Souhra mezi přechodnou odezvou, chybovým mechanismem a vědou o materiálech

V profesionálních aplikacích nemůže být hodnocení výkonu proudových transformátorů omezeno na poměr a fázový posun. Když dojde ke zkratové- poruše v energetickém systému, poruchový proud často obsahuje velkou aperiodickou stejnosměrnou složku. U tradičních elektromagnetických proudových transformátorů s jádry z křemíkové oceli stejnosměrné předpětí způsobí, že se pracovní bod rychle posune do nelineární oblasti magnetizační křivky, což vede k vážnému přechodnému nasycení. V tomto okamžiku bude sekundární výstupní křivka vykazovat ořezové zkreslení, což způsobí, že ochranná zařízení relé spoléhající na detekci průchodu nulou nebo porovnání fází selžou nebo selžou.

Aby se tento problém vyřešil, moderní transformátory proudu vysoké{0}}přesnosti a ochrany{1}}prošly významnými kompromisy a inovacemi ve vědě o materiálech. Kromě použití za studena-válcovaných křemíkových ocelových plechů s vysokou saturační hustotou magnetického toku a nízkou koercitivitou, špičková zařízení pro měření a analýzu kvality energie široce zahrnují toroidní jádra z permalloy nebo amorfní/nanokrystalické slitiny. Tyto materiály se vyznačují extrémně vysokou počáteční propustností a ultra-širokopásmovou odezvou (pokrývající stejnosměrný proud až desítky kHz), účinně potlačují chyby hystereze a vysokofrekvenční harmonické zkreslení při mírném zatížení. Navíc pro scénáře ultra-vysokého napětí a inteligentních rozvoden se tradiční elektromagnetické struktury postupně vyvíjejí směrem k bezjádrovým Rogowského cívkám a všem{10}}transformátorům proudu z optických vláken. Rogowského cívky využívají duté jádro k odstranění problémů s magnetickou saturací a nelinearitou. V kombinaci s vysoce{13}}přesným integračním obvodem dosahují dokonalého lineárního přenosu z mikroampérů na kiloampéry, čímž zcela porušují fyzikální omezení tradičních materiálů železného jádra.

Špičkové{0}}paradigma digitální rekonstrukce a kvantově přesné měření

S plnou implementací normy IEC 61850 se nově definují funkční hranice proudových transformátorů. Tradiční proudové transformátory (CT) vyžadují A/D konverzi v místní slučovací jednotce, zatímco -elektronické proudové transformátory (ECT) nové generace a nízko{3}}transformátory proudu (LPCT) přímo integrují vysoce-přesné vzorkování a digitální kódování na straně vysokého-napětí a přenášejí data přímo do velínu prostřednictvím optických vláken SV. Tato architektura nejen zásadně řeší problémy s elektromagnetickým rušením a zemním proudem způsobeným přenosem dlouhým kabelem, ale také poskytuje časovou referenci na-úrovni nanosekund pro panoramatické synchronní fázorové měření elektrické sítě.

Ještě rušivější je technický průlom v technologii kvantově přesného měření. Kvantové proudové transformátory založené na barevných středech diamantového dusíku- (NV) představují přední místo v této oblasti. Tato technologie opouští tradiční elektromagnetickou indukční cestu a využívá extrémně vysokou citlivost barevných center NV na slabá magnetická pole k přímé invertování distribuce magnetického pole kolem vysokonapěťových vodičů prostřednictvím optického čtecího mechanismu. V současné době prototypy založené na tomto principu dosáhly dlouhodobě-stabilního provozu v rozvodnách s napěťovými úrovněmi 110 kV a vyšší, což znamená formální přechod současné technologie měření z „klasické elektromagnetické éry“ do „éry kvantového snímání“.

Jistič vnitřního vysokonapěťového generátoru VTZ-15/T5000-63

Jistič vnitřního vysokonapěťového generátoru VTZ-15/T5000-63 je vakuový vypínač určený pro vývody generátoru v systémech 15 kV a nižších, třífázových střídavých 50 Hz. Primárně se používá v pomocných obvodech malých a středních{4}}hydroelektrárenských generátorů, tepelných generátorů, nových systémů výroby energie a průmyslových zařízení,-jako jsou zařízení v chemickém a zpracovatelském sektoru-, která pracují s vlastními vlastními schopnostmi výroby energie.

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