Performace analysis of current transformers for calibration and testing of MV smart terminations

This thesis presents a comprehensive analysis of the Current Transformer (CT) employed in the calibration and testing of the MV Smart Termination System at the Gridspertise laboratory. The central focus of the thesis revolves around characterizing the Smart Termination System, specifically exploring the behavior of the CT under varying currents within the range of 5A to 500A. The data collected from the CT undergoes thorough processing using Non-linear Least-squares Estimation (NLS) in MATLAB. The results are then meticulously compared to nominal values, ensuring precision, reliability, and identification of potential saturation points in the CT. The laboratory tests identified saturation issues occurring at 450A due to the current generator reaching its maximum capacity. The use of NLS estimation allowed for the calculation of the CT Ratio and phase errors of the transformer, providing a comprehensive understanding of its behaviour at different currents. The comparison of these estimated results with CT-specified limits from standards highlighted deviations, particularly at minimum and maximum currents. Despite better accuracies observed at the nominal working condition of 300A, the CT ratio errors exceeded specified limits. In conclusion, the Calibration setup demonstrated limitations in providing accurate current measurements at the MV side, primarily due to ratio errors exceeding specified limits. To enhance performance, further analysis of non-linearities related to the CT at minimum currents and addressing burden impedance errors is recommended. Additionally, utilizing a generator with a higher rating can offer further verification that saturation in the CT is not solely attributed to the limitations of the current generator.

Questa tesi presenta un’analisi completa del trasformatore di corrente (TA) impiegato nella taratura e nel collaudo del sistema di terminazione intelligente MV presso il laboratorio Gridspertise. L’obiettivo centrale della tesi è la caratterizzazione del sistema di terminazione intelligente, esplorando in particolare il comportamento del TA sotto correnti variabili nell’intervallo da 5A a 500A. I dati raccolti dal TA vengono sottoposti a un’approfondita elaborazione utilizzando uno stimatore Non-lineare ai Minimi Quadrati(NLS) in MATLAB. I risultati vengono quindi meticolosamente confrontati con i valori nominali, garantendo precisione, affidabilità e identificazione di potenziali punti di saturazione nel TA. I test di laboratorio hanno identificato problemi di saturazione a 450A a causa del raggiungimento della capacità massima del generatore di corrente. L’uso della stima NLS ha permesso di calcolare gli errori di rapporto e di fase del trasformatore, fornendo una comprensione approfondita del suo comportamento a diverse correnti. Il confronto di questi risultati stimati con i limiti specificati per il TA dagli standard ha evidenziato deviazioni, in particolare alle correnti minime e massime. Nonostante la migliore precisione osservata alla condizione di lavoro nominale di 300A, gli errori del rapporto del TA hanno superato i limiti specificati. In conclusione, il Configurazione della taratura ha mostrato limitazioni nel fornire misure di corrente accurate sul lato MV, principalmente a causa di errori di rapporto che superano i limiti specificati. Per migliorare le prestazioni, si raccomanda un’ulteriore analisi delle non linearità relative al TA alle correnti minime e un’analisi degli errori di impedenza di carico. Inoltre, l’utilizzo di un generatore con una potenza nominale più elevata può offrire un’ulteriore verifica che la saturazione nel TA non sia attribuita esclusivamente alle limitazioni del generatore di corrente.