Согласно общей стратегии развития всей энергосистемы нашей страны довольно скоро все подстанции должны реконструировать под цифровой формат. А для этого требуется заменить старые (но при этом надежные) аналоговые силовые трансформаторы, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения на их цифровой аналог. В этой статье я расскажу об оптических трансформаторах тока, о том по какому принципу они работают и какими сильными и слабыми сторонами они обладают.
Почему нужно менять аналоговое оборудование
На самом деле причина почему требуется замена оборудования, довольно банальна. Аналоговые ТТ и ТН довольно проблематично интегрировать в единую сеть мониторинга и контроля да и точность измерения уже не отвечает современным стандартам и требованиям. Поэтому замена аналоговых преобразователей на оптические это вопрос времени и финансирования.
Принцип работы и устройство оптических ТТ
Принцип работы оптических ТТ основан на использовании эффекта Фарадея, согласно которому при распространении линейно-поляризованного света, находящегося в магнитном поле наблюдается вращение плоскости поляризации света. И использовании эффекта Поккельса, согласно которому происходит изменение угла преломления и поляризации под непосредственным воздействием электрического поля.
Если сказать совсем просто, то в зависимости от угла отклонения луча электроника высчитывает протекающий ток с учетом всех существующих погрешностей.
В большинстве случаев оптические ТТ представляют собой оптическую колонну, внутри которой располагаются: оптический сенсор, который представляет из себя фиксированное количество витков оптоволокна. Они размещены перпендикулярно шине и по ней проходит первичный ток. При этом нет никакого физического контакта шины и сенсора. Далее волокна проходят через полимерный изолятор на оптический кросс (размещенный в нижней полости колонны). И все, во внешней колонне больше ничего нет.
Далее сигнал отправляется в цифровом виде по общей шине в блок электроники, который устанавливается на ОПУ.
При этом удаленность самого оптического ТТ от блока электроники не должно превышать расстояние в 1300 метров.
Преимущества и недостатки оптических ТТ
По сравнению с аналоговыми преобразователями оптические ТТ обладают следующими преимуществами:
Плюсы
1. Достаточно широкий канал измерений при высокой термической и электродинамической стойкости.
2. Высокая линейность.
3. Полное отсутствие таких явлений как: насыщение, гистерезис, остаточного и необратимого изменения параметров после перегрузки (Короткого замыкания).
4. Отсутствует резонанс.
5. Широчайший частотный диапазон, который позволяет выполнять анализ гармоник напряжения и тока в высоковольтной цепи.
6. Полностью исключено воздействие нагрузки вторичных цепей и потерь в них.
7. Повышенная устойчивость оптоволоконных каналов к внешним электромагнитным помехам.
8. Меньший вес и габарит по сравнению с аналоговыми образцами.
9. Так как в конструкции нет ни масла, ни газа, ни бумаги, то такие ТТ обладают повышенными показателями безопасности.
Минусы
Пожалуй, единственным минусом можно назвать пока еще довольно высокая стоимость этих изделий. Но, а в дальнейшем все недостатки будут выявлены только в процессе опытной эксплуатации.
Заключение
Несомненно, за оптическими измерительными приборами будущее и наступит то время, когда абсолютно все станции и подстанции будут соединены в общую единую сеть. Но вот когда это время наступит неизвестно, хотя и существует план к 2030 году все подстанции перевести на цифру.
Понравилась статья, тогда палец вверх и спасибо за ваше внимание!
