Sīks skaidrojums par strāvas transformatoriem: vai tie ir transformatori vai pārveidotāji? - Emuārs

Strāvas transformatoru fiziskā būtība un inženiertehniskā topoloģija

Elektrotehnikas jomā diskusijas par to, vai strāvas transformators (CT) ir "transformators" vai "pārveidotājs", bieži vien rodas no neskaidrības par tā pamatā esošajiem fiziskajiem mehānismiem un makroskopiskām pielietojuma īpašībām. No stingras elektromagnētiskās teorijas viedokļa strāvas transformators būtībā ir īpašs transformatora veids. Tomēr energosistēmu inženierijas praksē, lai uzsvērtu tā funkciju pārveidot lielas strāvas standarta mazās strāvās ar precīzu attiecību, to vēsturiski dēvē par "pārveidotāju". Šī dualitāte terminoloģijā atspoguļo vienas un tās pašas fiziskās ierīces raksturīgo uzsvaru dažādos pielietojuma izmēros: kā transformators tas ir pasīvs sensors elements, kura pamatā ir magnētiskās ķēdes savienojums; kā pārveidotājs tas ir standartizētu mērījumu un aizsardzības saišu avots energosistēmā.

lvzw-35-current-transformer

Atšķirībā no parastajiem sprieguma transformatoriem, kurus darbina "sprieguma avots" un kuriem ir augsta pretestības saskaņošana, strāvas transformatori ir topoloģiski definēti kā strāvas avota ierīces. Tā primārajai pusei ir ārkārtīgi zema virknes pretestība, un galvenais projektēšanas princips ir samazināt papildu sprieguma kritumu un jaudas zudumus izmērītajā galvenajā ķēdē. Stacionāras -darbības apstākļos strāvas transformatora sekundārajai ķēdei jābūt savienotai ar slodzi ar ļoti zemu pretestību (piemēram, paraugu ņemšanas rezistoru vai releja spoli), lai to uzturētu gandrīz -īsslēguma- darbības stāvoklī. Šis darbības raksturlielums ir visbūtiskākā inženiertehniskā atšķirība starp to un parastajiem transformatoriem. Kad sekundārā puse ir atvērta-savienota, demagnetizējošie ampēru-pagriezieni uzreiz pazūd, un viss ierosmes magnetomotīves spēks primārajā pusē izraisīs dziļu kodola piesātinājumu. Tas ne tikai izraisīs bīstamus augstsprieguma{10}}vairāku tūkstošu voltu lēcienus sekundārajā tinumā, bet arī izraisīs nopietnu atlikušā magnētisma efektu, neatgriezeniski iznīcinot iekārtas pārvades linearitāti.

Mijiedarbība starp pārejošu reakciju, kļūdu mehānismu un materiālu zinātni

Profesionālajos lietojumos strāvas transformatoru veiktspējas novērtējums nevar aprobežoties ar attiecību un fāzes nobīdi. Ja energosistēmā rodas īssavienojuma kļūme, bojājuma strāva bieži satur lielu periodisku līdzstrāvas komponentu. Tradicionālajiem elektromagnētiskajiem strāvas transformatoriem ar silīcija tērauda serdeņiem līdzstrāvas nobīde izraisa darbības punkta ātru pāreju uz magnetizācijas līknes nelineāro apgabalu, izraisot smagu pārejošu piesātinājumu. Šajā brīdī sekundārajai izvades viļņu formai būs izkropļojumi, kā rezultātā releja aizsardzības ierīces, kas paļaujas uz nulles-šķērsošanas noteikšanu vai fāzes salīdzināšanu, nedarbosies vai nedarbosies nepareizi.

Lai risinātu šo problēmu, mūsdienu augstas -precizitātes un aizsardzības-strāvas transformatori ir pakļauti būtiskiem kompromisiem un jauninājumiem materiālu zinātnē. Papildus auksti -velmētu silīcija tērauda lokšņu izmantošanai ar augstu piesātinājuma magnētiskās plūsmas blīvumu un zemu koercivitāti, augstākās klases mērīšanas un jaudas kvalitātes analīzes iekārtās plaši tiek izmantotas permalloy vai amorfā/nanokristāliskā sakausējuma toroidālās serdes. Šiem materiāliem ir ārkārtīgi augsta sākotnējā caurlaidība un īpaši platjoslas reakcija (attiecas uz līdzstrāvu līdz desmitiem kHz), kas efektīvi nomāc histerēzes kļūdas un augstas-frekvences harmoniskos kropļojumus pie nelielas slodzes. Turklāt īpaši augstsprieguma un viedo apakšstaciju scenārijos tradicionālās elektromagnētiskās struktūras pakāpeniski attīstās, izmantojot bezkodolu Rogovska spoles un visus{10}}šķiedru optiskos strāvas transformatorus. Rogowski spoles izmanto dobu serdi, lai novērstu magnētiskā piesātinājuma un nelinearitātes problēmas. Apvienojumā ar augstas-precizitātes integrācijas shēmu tie nodrošina perfektu lineāru pārraidi no mikroampēriem uz kiloampēriem, pilnībā laužot tradicionālo dzelzs serdes materiālu fiziskos ierobežojumus.

Jaunākā{0}}digitālās rekonstrukcijas un kvantu precizitātes mērīšanas paradigma

Pilnībā ieviešot IEC 61850 standartu, strāvas transformatoru funkcionālās robežas tiek definētas no jauna. Tradicionālajiem strāvas transformatoriem (CT) ir nepieciešama A/D pārveide vietējā sapludināšanas blokā, savukārt nākamās-paaudzes elektroniskie strāvas transformatori (ECT) un zemas-jaudas strāvas transformatori (LPCT) tieši integrē augstas-precizitātes paraugu ņemšanu un digitālo kodēšanu augstsprieguma pusē, pārraidot datus tieši uz SV (S optisko ampēru) ziņojumu vadības telpā. Šī arhitektūra ne tikai fundamentāli atrisina elektromagnētisko traucējumu un zemējuma strāvas problēmas, ko izraisa gara kabeļa pārraide, bet arī nodrošina nanosekundes{7}}līmeņa laika atskaiti elektrotīkla panorāmas sinhronā fāzora mērīšanai.

Vēl vairāk traucējošs ir inženiertehniskais sasniegums kvantu precizitātes mērīšanas tehnoloģijā. Kvantu strāvas transformatori, kuru pamatā ir dimanta slāpekļa{1}}vakances (NV) krāsu centri, ir šīs jomas priekšgals. Šī tehnoloģija atsakās no tradicionālās elektromagnētiskās indukcijas ceļa, izmantojot NV krāsu centru ārkārtīgi augsto jutību pret vājiem magnētiskajiem laukiem, lai tieši apgrieztu magnētiskā lauka sadalījumu ap augstsprieguma -vadiem, izmantojot optisko nolasīšanas mehānismu. Pašlaik prototipi, kuru pamatā ir šis princips, ir sasnieguši ilgtermiņa stabilu darbību apakšstacijās ar 110 kV un augstāku sprieguma līmeni, iezīmējot formālu strāvas mērīšanas tehnoloģiju pāreju no "klasiskā elektromagnētiskā laikmeta" uz "kvantu uztveres laikmetu".

VTZ-15/T5000-63 iekštelpu augstsprieguma ģeneratora ķēdes pārtraucējs

VTZ-15/T5000-63 iekštelpu augstsprieguma ģeneratora ķēdes pārtraucējs ir vakuuma ķēdes pārtraucējs, kas paredzēts ģeneratoru izvadiem 15 kV un zemākās trīsfāzu maiņstrāvas 50 Hz sistēmās. To galvenokārt izmanto mazo un vidējo hidroelektrostaciju, siltumenerģijas ģeneratoru, jaunu enerģijas ražošanas sistēmu un rūpniecisko iekārtu-palīgshēmās, piemēram, ķīmijas un apstrādes nozarēs,{6}}kas darbojas ar savām elektroenerģijas ražošanas iespējām.

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