يمكن تصنيف محولات التيار المستخدمة بشكل شائع في المحطات الفرعية وفقًا لمبدأ عملها وبنيتها وطرق تطبيقها وتركيبها. فيما يلي مقدمة تفصيلية للأنواع الشائعة من المحولات في المحطات الفرعية، بالإضافة إلى الخصائص وسيناريوهات التطبيق واتجاهات الصناعة للمحولات في المحطات الفرعية:
I. التصنيف حسب مبدأ العمل
محول التيار الكهرومغناطيسي (CT التقليدي)
المبدأ: وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، ينتج تيار واحد تدفقًا مغناطيسيًا عبر القلب الحديدي بينما يقوم ملفان بتحريض التيار. سمات:
التكنولوجيا المتقدمة والتكلفة المنخفضة والموثوقية العالية.
التشبع الأساسي مع نطاق ديناميكي محدود (عادةً أقل من أو يساوي 30 ضعفًا من التيار المقنن).
سيناريوهات التطبيق:
مناسبة لقياس وحماية وقياس المحطات الفرعية بمستويات الجهد 110 كيلو فولت أو أقل.
على سبيل المثال: CT للموزع 10 كيلو فولت، وجانب المحول الرئيسي ذو الجهد العالي CT.
محول التيار الإلكتروني (ECT)
كيف يعمل: إخراج رقمي مباشر باستخدام أجهزة الاستشعار البصرية، مثل تأثير فاراداي، أو ملف روجوفسكي. سمات:
التشبع الأساسي-المجاني، نطاق ديناميكي واسع (يصل إلى 100 ضعف التيار المقدر).
حجم صغير، ووزن خفيف، وقدرة قوية على مقاومة-التداخل الكهرومغناطيسي.
يجب معالجة الاستقرار-على المدى الطويل والانجراف في درجات الحرارة.
سيناريوهات التطبيق:
محطات فرعية ذكية، وسيناريوهات تكامل الطاقة الجديدة (مثل طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية).
أمثلة: التصوير المقطعي البصري في نظام المعلومات الجغرافية بجهد 220 كيلو فولت، وتأثير هول في التيار المستمر عالي الجهد.
ثانيا. حسب الهيكل
ترانس (ترانس) CT
الهيكل: الموصل الأول مباشرة من خلال نافذة القلب الحديدي، واللف الثاني حول لف القلب الحديدي. سمات:
تركيب مرن، لا يتطلب أي انقطاع.
مناسب للتيار العالي (مثل الحافلة والكابل).
سيناريوهات التطبيق:
عند نهاية مدخل خزانات التوزيع 10 كيلو فولت/35 كيلو فولت ونهاية مخرج بنوك المكثفات.
CT أنبوبي
الهيكل: يتم تركيبه مباشرة على جلبة المحول أو قاطع الدائرة، والملف الرئيسي هو موصل البطانة. سمات:
صغير الحجم وموفر للمساحة-.
التصميم مطلوب ليتناسب مع المعدات ولديه تنوع ضعيف.
سيناريوهات التطبيق:
جانب المحول الرئيسي ذو الجهد العالي، مدمج-في نظام المعلومات الجغرافية (مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز).
حافلة سي تي
الهيكل: ينقسم القلب إلى نصفين ويقع بين قضيب التوصيل، ومن خلاله يولد التيار الأولي تدفقًا مغناطيسيًا. سمات:
ليست هناك حاجة لفصل شريط التوصيل لسهولة التركيب.
مناسبة لتحديث الحافلات المستخدمة بالفعل.
سيناريوهات التطبيق:
قياس تيار الحافلة بعد توسيع سعة المحطة الفرعية.
الأعمدة ط
الهيكل: يتم تثبيت القلب والملف على العمود العازل، ويمر الموصل الرئيسي عبر مركز القلب. سمات:
قوة ميكانيكية عالية، ومناسبة لمواقف الضغط العالي-في الهواء الطلق.
حجم صغير، تكلفة عالية.
سيناريوهات التطبيق:
حماية الطريق للمحطات الفرعية الخارجية 220 كيلو فولت/500 كيلو فولت.
ثالثا. حسب الغرض
قياس CT
يتطلب دقة عالية (على سبيل المثال، 0.2، 0.5) وخطأ منخفض لقياس الطاقة الكهربائية ومراقبة الحمل.
سيناريوهات التطبيق:
نقاط القياس الرئيسية، قياس استهلاك الطاقة في المحطة.
الأشعة المقطعية الوقائية
المتطلبات: مقاومة التشبع العالي بمستويات دقة تبلغ 5P و10P (على سبيل المثال . 5P20 يمثل خطأ أقل من أو يساوي 5% عند 20 مرة من التيار المقدر) لحماية التيار الزائد والحماية التفاضلية.
سيناريوهات التطبيق:
حماية الخط، حماية المحولات، حماية بسبار.
مثال: قاطع الدائرة 220 كيلو فولت خرج CT.
القياس + الحماية ثنائي الغرض-CT
الهيكل: يحتوي على ملفات ثانوية متعددة، ويلبي متطلبات القياس والحماية. سمات:
تقليل عدد التحويلات النقدية وخفض التكاليف.
يجب التحقق من صحة التفاعل بين اللفات.
سيناريوهات التطبيق:
خزانة واردة من المحطات الفرعية ذات الجهد المتوسط والمنخفض.
رابعا. مقدمة عن طريق طريقة التثبيت
CT التثبيت المستقل
الهيكل: يتم تركيبه بشكل منفصل بجوار المعدات (مثل قواطع الدائرة الكهربائية والحافلة).
سيناريوهات التطبيق:
دوائر المحطات الفرعية الخارجية، CTs للمحولات الرئيسية.
الأشعة المقطعية المتكاملة
الهيكل: التكامل مع المعدات الأخرى (مثل نظم المعلومات الجغرافية وقواطع الدائرة). سمات:
توفير المساحة وتقليل نقاط الاتصال.
للصيانة، يجب استبدال المعدات ككل.
سيناريوهات التطبيق:
CTs داخلية لـ 110 كيلو فولت وما فوق GIS، وCTs مدمجة في قواطع الدائرة الذكية.
V. اتجاهات الصناعة وتأثيراتها
الترقية الرقمية
في المحطات الفرعية الذكية، تحتاج CT إلى دعم بروتوكول IEC 61850 وإخراج الإشارات الرقمية (مثل وحدة الدمج MU) لنقل البيانات ومزامنتها في الوقت الفعلي-.
على سبيل المثال، تتحد أجهزة CT الإلكترونية مع المحطات الذكية (IEDs) لتحل محل اكتساب الكمية التناظرية التقليدية.
متطلبات قياس النطاق العريض
يؤدي دمج مصادر الطاقة الجديدة إلى زيادة التوافقيات، وتتطلب الأشعة المقطعية قدرات استجابة واسعة النطاق (على سبيل المثال، 0.1 هرتز - 1 كيلو هرتز) لقياس التيارات غير الأساسية بدقة.
الحل: استخدم ملفات Rogowski أو المستشعر البصري لتجنب قيود استجابة التردد الأساسية.
تقنية مكافحة-التشبع
تتطلب الزيادة في تيار الدائرة القصيرة-من CT استخدام تقنيات مضادة للتشبع- (مثل فئة TPY، وفئة TPZ) لضمان حماية موثوقة.
خصائص فئة TPY: المغناطيسية المتبقية أقل من أو تساوي 10%، مناسبة للحماية التفاضلية.
التصغير والتكامل
تتطلب المحطات الفرعية الحضرية مساحة، وتتجه CTS نحو التصغير والاستهلاك المنخفض للطاقة.
على سبيل المثال، يتم استخدام نوى السبائك لتقليل الحجم والوزن.
