Opracowanie nowej generacji pomiarowych przetworników prądowych do zastosowań w energetyce, z cyfrową transmisją danych, na bazie technologii wielowarstwowych i elastycznych obwodów drukowanych o wysokiej gęstości połączeń

Termin realizacji

01.11.2012r. - 31.10.2015r.


Podstawa prawna

Umowa nr PBS1/B4/2/2012 pomiędzy Narodowym Centrum Badań i Rozwoju, a Instytutem Tele- i Radiotechnicznym zawarta w dniu 23.11.2012r.


Podmioty uczestniczące w projekcie

  1. Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450 Warszawa - lider konsorcjum
  2. Elektrobudowa S.A., ul. Porcelanowa 12, 40-246 Katowice
  3. Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź
  4. Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
  5. Transformex Sp. z o.o., ul. Jachtowa 5, 04-965 Warszawa

Kierownik projektu

dr inż. Andrzej Nowakowski - Instytut Tele- i Radiotechniczny, e-mail: andrzej.nowakowski@remove-this.itr.org.pl


Obszar naukowy (wg OECD)

2.2.1 - Nauki inżynieryjne i techniczne / Elektrotechnika, elektronika, inżynieria informatyczna / Elektrotechnika i elektronika


Dział gospodarki (wg PKD)

72.1 - Badania naukowe i prace rozwojowe w dziedzinie nauk przyrodniczych i technicznych


Słowa kluczowe

rozdzielnica energetyczna SN/nn, przetwornik prądowy, PCB, High Density Interconnect, IEC 61850


Streszczenie w jęz. polskim

Celem projektu jest opracowanie nowej generacji pomiarowych przetworników prądowych do zastosowań w energetyce oraz autonomicznych prądowych sensorów pomiarowych z cyfrową transmisją danych, na bazie technologii wielowarstwowych i elastycznych obwodów drukowanych o wysokiej gęstości połączeń. Technologia ta umożliwi konstruowanie przetworników o większej czułości, lepszych parametrach metrologicznych i znacznie niższym koszcie wytwarzania. Unikatowa technologia elastycznych obwodów drukowanych do wytworzenia przetworników jest nowością na skalę światową. Rezultatem projektu będą demonstratory pomiarowych przetworników prądowych, które zrewolucjonizują konstrukcje rozdzielnic energetycznych SN i nn oraz wprowadzą nowe standardy wspomagające pełną implementację koncepcji Smart Grid w zakresie inteligencji obiektowej. Ogromne zainteresowanie wynikami projektu zostało wyrażone w załączonych opiniach przez największych producentów oraz inwestorów modernizujących infrastrukturę energetyczną.


Streszczenie w jęz. angielskim

The aim of the project is to develope a new generation of current transducers and autonomous current sensors, with digital transmission of measurement data, basing on high density interconnect multilayer and elastic printed circuit boards. This technology will enable to construct transducers with greater sensitivity, better metrological parameters and lower production costs. The unique elastic printed circuit boards technology for air core current transducers manufacture is a world novelty. The result of the project will be demonstrator of measurement current transducers, which will revolutionize the construction of MV and LW switchgear and will facilitate the introduction of new standards connected with Smart Grid methodology. The result of the project are of great interest to switchgear manufacturers, which has been shown in the attached letters of intent.


Cel praktyczny projektu

Celem praktycznym projektu jest opracowanie nowej generacji bezrdzeniowych prądowych przetworników na bazie wielowarstwowych obwodów drukowanych o bardzo dużej gęstości połączeń oraz opartych na nich autonomicznych prądowych sensorów pomiarowych o podwyższonych parametrach technicznych i funkcjonalnych w stosunku do parametrów przetworników zarówno rdzeniowych jak i bezrdzeniowych oferowanych obecnie.

Cele szczegółowe to:

  • opracowanie narzędzi analitycznych oraz numerycznych do wyznaczania parametrów metrologicznych i elektrycznych bezrdzeniowych przetworników prądowych wykonanych w technologii wielowarstwowych obwodów drukowanych PCB,
  • opracowanie metodologii projektowania bezrdzeniowych przetworników prądowych wykonywanych w technologii wielowarstwowych obwodów drukowanych PCB,
  • opracowanie technologii wykonania bezrdzeniowych przetworników prądowych za pomocą wielowarstwowych obwodów drukowanych o wysokiej gęstości połączeń PCB HDI i z zastosowaniem µVIA,
  • opracowanie Autonomicznego Prądowego Sensora Pomiarowego w postaci bezrdzeniowego przetwornika prądowego oraz zintegrowanego z nim układu przetwarzania z cyfrowym wyjściem sygnału pomiarowego,
  • opracowanie układów transmisji danych pomiarowych zgodnych ze standardem IEC 61850,
    • opracowanie Koncentratora Danych zgodnego z 61850-9-1,
    • opracowanie Koncentratora Danych zgodnego z 61850-9-2
  • opracowanie bezrdzeniowych prądowych przetworników dwudzielnych do instalacji na przewodzie prądowym bez jego rozłączania,
    • opracowanie przetworników bezrdzeniowych otwartych do wielokrotnej instalacji na przewodzie z mierzonym prądem,
    • opracowanie przetworników bezrdzeniowych rozłączalnych zamkniętych o podwyższonych parametrach metrologicznych,
  • opracowanie technologii wykonania bezrdzeniowych przetworników prądowych z wykorzystaniem technologii elastycznych obwodów drukowanych.

Rezultatem projektu będą demonstratory pomiarowych przetworników prądowych oraz autonomicznych prądowych sensora pomiarowego, które wprowadzą nowe standardy wspomagające pełną implementację koncepcji Smart Grid w zakresie inteligencji obiektowej oraz przyczynią się do zrewolucjonizowania konstrukcji rozdzielnic energetycznych.


Zadania badawcze

Zadanie 1 "Analiza parametrów bezrdzeniowych przekładników prądowych w celu opracowania badawczego demonstratora technologii PCB" - podmiotem realizującym jest Politechnika Wrocławska

Zadanie 2 "Opracowanie metody oraz przeprowadzenie analizy wpływu zewnętrznych pól elektrycznych i magnetycznych nie związanych z mierzonym prądem na dokładność pomiaru prądu za pomocą przetwornika wykonanego w technologii PCB µVIA" - podmiotem realizującym jest Politechnika Łódzka

Zadanie 3 "Opracowanie bazy wiedzy aplikacyjnej przetworników prądowych dla różnych typów pól" - podmiotem realizującym jest Elektrobudowa S.A.

Zadanie 4 "Opracowanie metod projektowania przetworników prądowych wykonanych w technologii wielowarstwowych obwodów drukowanych o wysokiej gęstości połączeń PCB HDI µVIA" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 5 "Opracowanie technologii wykonania przetworników prądowych do zastosowania w energetyce za pomocą wielowarstwowych obwodów drukowanych o bardzo dużej gęstości połączeń" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 6 "Opracowanie technologii hermetyzacji przetworników prądu PCB wykonanych w technologii PCB HDI µVIA wraz z badaniami mas zalewowych" - podmiotem realizującym jest Transformex Sp. z o.o.

Zadanie 7 "Opracowanie technik kompensacji wpływu zależności temperaturowej rezystancji przetworników prądowych na dokładność przetwarzania sygnału wyjściowego" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 8 "Opracowanie zintegrowanego z przetwornikami Autonomicznego Prądowego Sensora Pomiarowego APSP generującego dane cyfrowe" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 9 "Opracowanie układów transmisji cyfrowych danych pomiarowych między APSP i szyną procesową rozdzielni zgodnie ze standardem IEC 61850" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 10 "Opracowanie modeli i technologii wykonania dwudzielnych przetworników prądowych, do montażu na szynie energetycznej bez jej rozłączania, na bazie technologii PCB HDI i µVIA" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 11 "Opracowanie nowej technologii wytwarzania przetworników bezrdzeniowych za pomocą elastycznych PCB, wykonanie i badania modeli" - podmiotem realizującym jest ITR

Zadanie 12 "Badania właściwości metrologicznych modeli przetworników dla modelowych rzeczywistych warunków ich pracy" - podmiotem realizującym jest Politechnika Wrocławska