Analisis dua jenis utama transformator saat ini
Transformer saat ini adalah perangkat inti untuk pengukuran dan perlindungan saat ini dalam sistem daya dan mereka terutama dibagi menjadi dua jenis yang merupakan transformator arus elektromagnetik dan transformator arus elektronik berdasarkan bentuk struktural dan metode pemasangan. Kedua jenis ini memiliki perbedaan yang signifikan dalam prinsip operasi karakteristik kinerja dan skenario yang berlaku dengan detail sebagai berikut:
I. Transformator Arus Elektromagnetik (ECT)
1. Prinsip Operasi
ECT dirancang berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik dan terdiri dari inti besi belitan primer dan belitan sekunder. Gulungan primer terhubung secara seri dengan saluran listrik yang diukur dan arus yang melewati saluran menghasilkan medan magnet bergantian yang melewati inti besi untuk menginduksi arus amplitudo rendah dalam belitan sekunder (biasanya dengan arus pengenal sekunder 5a atau 1a). Gulungan sekunder terhubung ke instrumen pengukuran (seperti ammeters) atau perangkat perlindungan untuk mewujudkan pengukuran tidak langsung dan pemantauan arus tinggi di sisi primer.
2. Fitur inti
ECT memiliki struktur matang yang mengadopsi struktur induksi elektromagnetik tradisional dengan ambang batas teknis yang rendah dan proses produksi yang stabil dan telah digunakan dalam sistem daya selama lebih dari seabad dengan reliabilitas tinggi (tingkat kegagalan biasanya di bawah 0,1%). Ini memiliki kisaran pengukuran terbatas dan karena karakteristik saturasi magnetik dari inti besi itu hanya dapat mempertahankan akurasi pengukuran yang tinggi dalam 1,2-1,5 kali arus pengenal dan melebihi arus pengenal dengan mudah menyebabkan saturasi magnetik yang mengarah ke distorsi arus sekunder. Ini memiliki kehilangan zat besi dan kehilangan tembaga di mana inti besi menghasilkan kehilangan histeresis dan kehilangan arus eddy dan belitan memiliki kehilangan resistensi yang menghasilkan sejumlah panas selama operasi jangka panjang yang membutuhkan desain disipasi panas (seperti heat sink ventilasi alami) untuk dipertimbangkan. Ini memiliki persyaratan isolasi yang tinggi karena sisi utama bersentuhan langsung dengan saluran tegangan tinggi (seperti grid daya 110kV 220kV) dan isolasi oli-kertas insulasi gas SF₆ atau bahan isolasi padat harus digunakan untuk memastikan isolasi listrik antara sisi primer dan sisi sekunder (sisi tegangan rendah).
3. Skenario yang berlaku
ECT banyak digunakan dalam voltase rendah menengah ke sistem tenaga tegangan tinggi yang terutama cocok untuk Sistem Distribusi Industri Substasi Tradisional Sirkuit Distribusi Tegangan Rendah dan Skenario Lainnya dengan Aplikasi Khas Termasuk Pengukuran Saat Ini dan Perlindungan Relai (seperti Perlindungan Perlindungan Overcurrent) dalam SIRKURIAL SIRKURE (PIARAN PIARAN PIARAN LINGURAN (PIARAN PIARAN LINGUT (PIARAN LINGUI. Pengukuran energi di ruang distribusi perumahan (digunakan dengan meter energi).
Ii. Transformator arus elektronik (ECT)
1. Prinsip Operasi
Transformator arus elektronik meninggalkan struktur induksi elektromagnetik tradisional dan mewujudkan pengukuran saat ini berdasarkan pada prinsip "efek magneto-optik" atau prinsip "rogowski coil". Jenis efek Hall menggunakan karakteristik bahwa tegangan aula yang dihasilkan oleh elemen aula dalam medan magnet sebanding dengan arus yang diukur untuk secara langsung mengubah sinyal arus menjadi sinyal tegangan yang output sebagai kuantitas digital atau analog melalui unit pemrosesan sinyal. Jenis efek magneto-optik (transformator arus optik) mentransmisikan laser melalui serat optik dan ketika laser melewati material magneto-optik dalam medan magnet dari arus yang diukur, keadaan polarisasi berubah di mana jumlah perubahan keadaan polarisasi terkait dengan besarnya saat ini dan kemudian sinyal arus dipulihkan melalui unit konversi fotoelektrik. Jenis kumparan Rogowski menggunakan kumparan inti udara (tanpa inti besi) dan medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang diukur menginduksi sinyal tegangan yang sebanding dengan laju perubahan arus dalam koil yang dikembalikan ke sinyal yang sebanding dengan arus melalui sirkuit pengintegrasian.
2. Fitur inti
Transformator arus elektronik memiliki rentang pengukuran yang luas dan tanpa masalah saturasi magnetik inti besi dapat mengukur kisaran 0,1-20 kali arus yang dinilai terutama cocok untuk dengan cepat menangkap arus hubung singkat (ribuan hingga puluhan ribu ampere) untuk memenuhi kebutuhan perlindungan kesalahan sistem tenaga. Ini tidak memiliki kehilangan zat besi dan kehilangan tembaga di mana tipe aula dan jenis kumparan Rogowski tidak memiliki inti zat besi dan tipe magneto-optik tidak memiliki belitan yang hampir tidak ada kerugian selama operasi dan generasi panas yang sangat rendah tanpa perlu desain disipasi panas yang kompleks. Ini mewujudkan digitalisasi sinyal yang dapat secara langsung menghasilkan sinyal digital (seperti IEC 61850 standar digital standar) untuk beradaptasi dengan kebutuhan komunikasi digital gardu induk dan mengurangi gangguan dan atenuasi selama transmisi sinyal analog. Ini memiliki ukuran kecil dan ringan dan dibandingkan dengan transformator elektromagnetik dengan tingkat tegangan yang sama volumenya dapat dikurangi lebih dari 50% dan beratnya dapat dikurangi lebih dari 60% yang nyaman untuk pemasangan di ruang sempit (seperti di dalam GIS switchgear).
3. Skenario yang berlaku
Transformator arus elektronik terutama digunakan dalam grid dan skenario ultra-tegangan tinggi tegangan tinggi dengan persyaratan tinggi untuk akurasi pengukuran dan digitalisasi dengan aplikasi khas termasuk perlindungan digital dan pemantauan 220kV dan di atas gardu yang cerdas (seperti pemantauan paparan daya yang dinyalakan oleh pengisian daya. Fluktuasi pengukuran arus pembangkit listrik energi baru) Pengukuran arus di dalam GIS (switchgear terisolasi gas) (menggunakan keunggulannya dengan ukuran kecil dan resistensi tegangan tinggi) dan sistem catu daya traksi untuk transit kereta api (beradaptasi dengan karakteristik fluktuasi yang besar dari arus traksi).