Yksityiskohtainen selitys virtamuuntajista: ovatko ne muuntajia vai muuntajia? - Blogi

Virtamuuntajien fyysinen olemus ja tekninen topologia

Sähkötekniikan alalla keskustelu siitä, onko virtamuuntaja (CT) "muuntaja" vai "muuntaja", johtuu usein sekaannuksesta, joka liittyy sen taustalla oleviin fysikaalisiin mekanismeihin ja makroskooppisiin sovellusominaisuuksiin. Tiukan sähkömagneettisen teorian näkökulmasta virtamuuntaja on pohjimmiltaan erityinen muuntaja. Kuitenkin voimajärjestelmän suunnittelukäytännössä, jotta korostetaan sen tehtävää muuntaa suuret virrat tavallisiksi pieniksi virroiksi tarkalla suhteella, sitä kutsutaan historiallisesti "muuntimeksi". Tämä terminologian kaksinaisuus heijastaa saman fyysisen laitteen ominaispainotusta eri käyttömitoissa: muuntajana se on passiivinen anturielementti, joka perustuu magneettipiirin kytkentään; muuntajana se on sähköjärjestelmän standardoitujen mittaus- ja suojalinkkien lähde.

lvzw-35-current-transformer

Toisin kuin perinteiset jännitemuuntajat, joita ohjaa "jännitelähde" ja joilla on korkea impedanssisovitus, virtamuuntajat määritellään topologisesti virtalähdelaitteiksi. Sen ensiöpuolella on erittäin alhainen sarjaimpedanssi, ja ytimen suunnitteluperiaatteena on minimoida ylimääräinen jännitehäviö ja tehohäviö mitatussa pääpiirissä. Vakiona-käyttöolosuhteissa virtamuuntajan toisiopiiri on kytkettävä kuormaan, jolla on erittäin pieni impedanssi (kuten näytteenottovastus tai relekela), jotta se pysyy lähes-oikosulku-käyttötilassa. Tämä toimintaominaisuus on perustavanlaatuisin tekninen ero sen ja tavallisten muuntajien välillä. Kun toissijainen puoli on auki-kytketty, demagnetisoivat ampeeri-käännökset katoavat välittömästi, ja koko ensiöpuolen magnetomotorinen voima aiheuttaa syvän sydämen kyllästymisen. Tämä ei ainoastaan aiheuta vaarallisia useiden tuhansien volttien{10}}suurjännitepiikkejä toisiokäämiin, vaan laukaisee myös vakavan jäännösmagnetismivaikutuksen, joka tuhoaa pysyvästi laitteiston siirtolineaarisuuden.

Transienttivasteen, virhemekanismin ja materiaalitieteen välinen vuorovaikutus

Ammattisovelluksissa virtamuuntajien suorituskyvyn arviointia ei voida rajoittaa suhteeseen ja vaihesiirtoon. Kun sähköjärjestelmässä tapahtuu oikosulkuvika, vikavirta sisältää usein suuren jaksollisen tasavirtakomponentin. Perinteisissä sähkömagneettisissa virtamuuntajissa, joissa on piiteräsytimet, DC-bias saa toimintapisteen siirtymään nopeasti magnetointikäyrän epälineaariseen alueeseen, mikä johtaa vakavaan ohimenevään kyllästymiseen. Tässä vaiheessa toissijaisen lähdön aaltomuodossa esiintyy leikkausvääristymää, mikä saa aikaan nolla-ristityksen havaitsemiseen tai vaihevertailuon perustuvan releen suojauslaitteiden toimintahäiriön tai toimintahäiriön.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi nykyaikaiset korkean -tarkkuuden ja suojausluokan-virtamuuntajat ovat läpikäyneet merkittäviä kompromisseja ja innovaatioita materiaalitieteen alalla. Sen lisäksi, että käytetään kylmävalssattuja piiteräslevyjä, joilla on korkea saturaatiomagneettivuon tiheys ja alhainen koersitiivisuus, huippuluokan mittaus- ja tehonlaadun analysointilaitteet sisältävät laajalti permalloy- tai amorfisia/nanokiteisiä seoksia sisältäviä toroidiytimiä. Näillä materiaaleilla on erittäin korkea alkuläpäisevyys ja ultra{6}}laajakaistavaste (kattaa DC:n kymmeniin kHz:iin), mikä estää tehokkaasti hystereesivirheet ja korkeataajuiset harmoniset vääristymät kevyissä kuormissa. Lisäksi ultra-suurijännitteisten ja älykkäiden sähköasemien skenaarioissa perinteiset sähkömagneettiset rakenteet ovat vähitellen kehittymässä kohti ytimettömiä Rogowski-keloja ja kaikkia{10}}kuituoptisia virtamuuntajia. Rogowski-kelat käyttävät onttoa ydintä magneettisen kylläisyyden ja epälineaarisuusongelmien poistamiseksi. Yhdessä -tarkkaan integrointipiirin kanssa ne saavuttavat täydellisen lineaarisen siirron mikroampeereista kiloampeereihin, mikä rikkoo täysin perinteisten rautaydinmateriaalien fyysiset rajoitteet.

Digitaalisen rekonstruoinnin ja kvanttitarkkuusmittauksen huippu{0}}paradigma

IEC 61850 -standardin täysimääräisen käyttöönoton myötä virtamuuntajien toiminnalliset rajat määritellään uudelleen. Perinteiset virtamuuntajat (CT:t) vaativat A/D-muunnoksen paikallisessa yhdistämisyksikössä, kun taas seuraavan -sukupolven elektroniset virtamuuntajat (ECT) ja pienitehoiset Tämä arkkitehtuuri ei ainoastaan ratkaise perusteellisesti pitkän kaapelinsiirron aiheuttamia sähkömagneettisia häiriöitä ja maadoitusvirta-ongelmia, vaan tarjoaa myös nanosekunti{7}}tason aikareferenssin sähköverkon panoraama-synkroniseen osoitinmittaukseen.

Vieläkin häiritsevämpi on kvanttitarkkuusmittaustekniikan tekninen läpimurto. Timanttityppi-vacancy (NV) -värikeskuksiin perustuvat kvanttivirtamuuntajat edustavat tämän alan eturintamaa. Tämä tekniikka hylkää perinteisen sähkömagneettisen induktion polun ja hyödyntää NV-värikeskusten äärimmäisen suurta herkkyyttä heikoille magneettikentille magneettikentän jakauman kääntämiseksi suoraan korkeajännitejohtimien ympärille optisen lukumekanismin avulla. Tällä hetkellä tähän periaatteeseen perustuvat prototyypit ovat saavuttaneet pitkäaikaisen vakaan toiminnan sähköasemilla, joiden jännitetasot ovat vähintään 110 kV, mikä merkitsee virranmittaustekniikan muodollista siirtymää "klassisesta sähkömagneettisesta aikakaudesta" "kvanttitunnistuksen aikakauteen".

VTZ-15/T5000-63 sisäinen korkeajännitegeneraattorin katkaisija

VTZ-15/T5000-63 sisäinen korkeajännitegeneraattorin katkaisija on tyhjiökatkaisin, joka on suunniteltu generaattoreiden ulostuloihin 15 kV ja sitä alhaisemmissa, kolmivaiheisissa 50 Hz AC järjestelmissä. Sitä käytetään ensisijaisesti pienten ja keskikokoisten{4}}vesivoimaloiden, lämpövoimageneraattoreiden, uusien energiantuotantojärjestelmien ja teollisuuslaitosten apupiireissä,-kuten kemian- ja prosessisektoreilla-, jotka toimivat omalla sähköntuotantokyvyllään.

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