Analys av de två huvudtyperna av nuvarande transformatorer
Nuvarande transformatorer är kärnanordningar för strömmätning och skydd i kraftsystem och de är huvudsakligen uppdelade i två typer som är elektromagnetiska strömtransformatorer och elektroniska strömtransformatorer baserade på strukturell form och installationsmetod. Dessa två typer har betydande skillnader i driftsprinciper Performanskapsegenskaper och tillämpliga scenarier med detaljer enligt följande:
I. Elektromagnetisk strömtransformator (ECT)
1. Driftsprincip
ECT är utformad baserat på principen om elektromagnetisk induktion och består av en järnkärna en primär lindning och en sekundär lindning. Den primära lindningen är ansluten i serie med den uppmätta kraftlinjen och strömmen som passerar genom linjen genererar ett växlande magnetfält som passerar genom järnkärnan för att inducera en låg - amplitudström i den sekundära lindningen (vanligtvis med en sekundär nominerad ström på 5A eller 1A). Den sekundära lindningen är ansluten till mätinstrument (såsom ammetrar) eller skyddsanordningar för att realisera indirekt mätning och övervakning av den höga strömmen på primärsidan.
2. Kärnfunktioner
ECT har en mogen struktur som antar en traditionell elektromagnetisk induktionsstruktur med låg teknisk tröskel och stabil produktionsprocess och den har använts i kraftsystem i mer än ett sekel med hög tillförlitlighet (felhastighet vanligtvis under 0,1%). Den har ett begränsat mätområde och på grund av de magnetiska mättnadsegenskaperna för järnkärnan kan den endast upprätthålla hög mätnoggrannhet inom 1,2 - 1,5 gånger den nominella strömmen och överskrider den nominella strömmen lätt orsakar magnetisk mättnad som leder till sekundär strömförvrängning. Den har järnförlust och kopparförlust där järnkärnan producerar hysteresförlust och virvelströmförlust och lindningen har motståndsförlust som genererar en viss mängd värme under lång - Termoperation som kräver värmespridningsdesign (såsom naturliga ventilationssekreterare) för att övervägas. Den har höga isoleringskrav eftersom den primära sidan är i direktkontakt med hög - spänningslinjer (såsom 110kv 220kV kraftnät) och olja - pappersisolering SF₆-gasisolering eller fast isoleringsmaterial måste användas för att säkerställa elektrisk isolering mellan den primära sidan och den sekundära sidan (lågvoltad sida).
3. tillämpliga scenarier
ECT används allmänt i medium - Lågspänning till hög - spänningskraftssystem, särskilt lämpliga för traditionella transformatorstationer Industriella distributionssystem Låg - spänningsdistributionskretsar och andra scenarier med typiska tillämpningar inklusive nuvarande mätning och reläskydd (såsom övercurrentskydd) Lågspänningsfördelningskretsar för industriella anläggningar (såsom 380V motorkretsar) och stöd för energimätning i bostadsfördelningsrum (används med energimätare).
Ii. Elektronisk strömtransformator (ECT)
1. Driftsprincip
Elektronisk strömtransformator överger den traditionella elektromagnetiska induktionsstrukturen och inser aktuell mätning baserad på "Hall Effect" "magneto - Optisk effekt" eller "Rogowski Coil" -principer. Halleffekttypen använder den egenskap som hallspänningen som genereras av ett hallelement i ett magnetfält är proportionellt mot den uppmätta strömmen för att direkt omvandla strömsignalen till en spänningsignal som matas ut som en digital eller analog mängd genom en signalbehandlingsenhet. The Magneto-Optical Effect type (Optical Current Transformer) transmits laser through optical fiber and when the laser passes through the magneto-optical material in the magnetic field of the measured current its polarization state changes where the amount of polarization state change is related to the current magnitude and then the current signal is restored through a photoelectric conversion unit. Rogowski -spole -typen använder en luft - kärnspole (utan en järnkärna) och magnetfältet som genereras av den uppmätta strömmen inducerar en spänningssignal som är proportionell mot strömförändringshastigheten i spolen som återställs till en signal som är proportionell mot strömmen genom en integrerande krets.
2. Kärnfunktioner
Elektronisk strömtransformator har ett brett mätområde och utan problemet med järnkärnmagnetisk mättnad kan det mäta intervallet 0,1 - 20 gånger den nominella strömmen, särskilt lämplig för att snabbt fånga korta - kretsströmmar (tusentals till tiotusentals ampere) för att möta felskyddsbehovet i kraftsystem. Den har ingen järnförlust och kopparförlust där halltypen och Rogowski-spolstypen inte har någon järnkärna och den magneto-optiska typen har ingen lindning vilket resulterar i nästan ingen förlust under drift och extremt låg värmeproduktion utan behov av komplex värmespridningsdesign. Den inser signalisering av digitalisering som direkt kan mata ut digitala signaler (såsom IEC 61850 standard digitala mängder) för att anpassa sig till de digitala kommunikationsbehovet för smarta transformatorstationer och minska störningar och dämpning under analog signalöverföring. Den har liten storlek och lätt vikt och jämförs med elektromagnetiska transformatorer med samma spänningsnivå kan volymen minskas med mer än 50% och dess vikt kan minskas med mer än 60% vilket är bekvämt för installation i smala utrymmen (såsom inuti GIS -switchgear).
3. tillämpliga scenarier
Electronic current transformer is mainly used in high-voltage ultra-high-voltage smart grids and scenarios with high requirements for measurement accuracy and digitalization with typical applications including digital protection and monitoring of 220kV and above smart substations (such as ultra-high-voltage DC transmission systems) grid-connected current monitoring of new energy power stations (wind power photovoltaic power stations) (adapting to the fluctuating current measurement of new energy power generation) current measurement inside GIS (gas-insulated switchgear) (utilizing its advantages of small size and high voltage resistance) and traction power supply systems for rail transit (adapting to the large fluktuationsegenskaper för dragström).