اختبار نسبة التحويل المتقدمة للمحولات الخاصة: سكوت، سكوت العكسية، واتصالات V-v

تحليل الخطأ لطرق اختبار نسبة التحويل التقليدية

جهاز قياس نسبة التحويل QJ35 وأجهزة الاختبار الأخرى المستندة إلى المرحلة الواحدة تستخدم جميعًا مبدأ المقياس الثنائي. ومع ذلك، يلغي QJ35 تداخل التذبذبات في التغذية الكهربائية عبر توازن الجسر. بالنسبة لاختبار نسبة التحويل للمحول ثلاثي الأطوار باستخدام مصدر طاقة واحد، يجب ربط المحاذاة المناسبة وتحويل البيانات، مما يتحول الاختبارات الثلاثية الطور إلى قياسات أحادية الطور مستقلة، مع تحويل √3 Yd بناءً على مجموعات الاتصال.

تواجه المحولات الخاصة، التي لها أنماط اتصال مختلفة عن تلك القياسية، تحديات كبيرة بهذه الطريقة. فلدى محولات سكوت اتصالات كهربائية لللف الأولي، بينما لدى محولات التصحيح اتصالات ثانوية. يؤدي اختبار الطور الواحد بدوائر مغناطيسية متصلة إلى تغييرات في اتصالات الطور، مما يتسبب في انحرافات كبيرة في النسبة. كما أنه لا يمكنه قياس الفروق الطورية بين الجانبين الأول والثاني بدقة، مما يجعل من المستحيل تحديد نمط الاتصال.

2 طرق اختبار نسبة التحويل وأنماط الاتصال للمحولات الخاصة

لإجراء اختبار نسبة التحويل للمحولات الخاصة بكفاءة (وفقًا للتحليل السابق)، استخدم خرج مصدر طاقة ثلاثي الأطوار (فرق طوري 120°، قياسي) أو ثنائي الأطوار (فرق طوري 90°، لمحولات سكوت العكسية). المفتاح: اختبر حسب التشغيل الفعلي للمحول، طبق ~110V، قم بقياس نسب الجهد بين الجانبين الأول والثاني والفروقات الطورية لتحديد نسبة التحويل ونمط الاتصال.

في الشكل 2، (N,n) هو الأرض الإشارة للأداة. طبق جهد ثلاثي الأطوار قياسي على الجانب عالي الجهد للمحول، قم بقياس الجهود الطورية (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c) بالنسبة للأرض الإشارة. استخدم العمليات المتجهة لحساب الجهود الخطية (U_AB, U_BC, U_CA, U_ab, U_bc, U_ca). اشتق النسب (K_AB/_ab, K_BC/_bc, K_CA/_ca) وفقًا للتعريف، وحدد المجموعات عبر فروق الزوايا بين UAB-Uab. بالنسبة لمحولات سكوت العكسية، طبق جهد ثنائي الأطوار بزاوية 90° على الجانب عالي الجهد؛ قم بقياس النسب الطورية والفروقات الطورية بطريقة مماثلة. هذه الطريقة تجعل دارة المغناطيسية الاختبارية متوافقة مع دارة المغناطيسية العملية للمحول، مما يضمن أن النتائج تعكس النسب الطورية وأنماط الاتصال الفعلية.

3 مبدأ عمل الجهاز

مع التطور السريع للدارات المتكاملة ذات الحجم الكبير، وتحسين أداء أجهزة الطاقة، والتقدم العميق في تقنية معالجة الإشارات الرقمية، أصبح من الممكن الآن تصميم أجهزة اختبار نسبة التحويل الخاصة بشكل أساسي وفقًا للأفكار المذكورة أعلاه. يمكن تقسيم الجهاز تقريبًا إلى ثلاثة أجزاء: مصدر الطاقة، والاستحواذ السريع للإشارة متعددة القنوات، ومعالجة الإشارة الرقمية.

لإجراء اختبار نسبة التحويل على محول بمخطط اتصال خاص، يجب استخدام مصدر طاقة ثلاثي الأطوار متوازن أو مصدر طاقة ثنائي الأطوار بفرق طوري 90°. يتم إرسال إشارة محددة بواسطة الأجهزة التناظرية، وبعد تكبيرها بواسطة أجهزة الطاقة، يتم إخراج جهد ثلاثي الأطوار متناوب، وذلك لتحقيق اختبار المحول الخاص تحت ظروف التشغيل الفعلية. لتقليل تأثير تذبذب تغذية الجهاز الكهربائية (AC 220 V) على نتائج الاختبار، يجب أن يكون الخرج لمصدر الطاقة القياسي مستقرًا نسبيًا.

بسبب تضمين عدد كبير من العمليات المتجهة، لضمان الاتصال الصحيح وضعف الزاوية بين الجانبين الأول والثاني، يجب جمع ست قنوات من الإشارات على الأقل في نفس الوقت، أي ثلاث قنوات من الجهود على الجانب عالي الجهد وثلاث قنوات من الجهود على الجانب منخفض الجهد. يستخدم الجهاز تصميماً هيكلياً مكونًا من ميكروكمبيوتر أحادي الشرائح ومدمج مع FPGA. يقوم FPGA بتجميع العينات المتزامنة وخزن بيانات الست قنوات، ويقوم الميكروكمبيوتر الأحادي الشرائح بمعالجة البيانات وإخراجها.

لتجنب تأثير التداخلات الكهرومغناطيسية المعقدة المختلفة على بيانات الاختبار في موقع الاختبار، يجب إزالة كل الإشارات التداخلية باستثناء الموجة الأساسية للإشارات المتناوبة لمصدر الطاقة الاختباري، واستخدام خوارزمية تحويل فورييه السريع لمعالجة الإشارة الرقمية لكل قناة، وذلك لتحقيق الغرض المضاد للتداخل. باستخدام تحويل فورييه السريع، يمكن الحصول بسهولة على المعلومات المتجهة لكل قناة والفروق الطورية بين الجانبين الأول والثاني، ومن ثم يمكن حساب الفروق الطورية وأنماط الاتصال.

لتجنب تأثير الخطأ لمصدر الطاقة الاختباري ثلاثي الأطوار على القياس، عندما يكون جهد الطور الاختباري 80 V، يجب أن يكون عدم التوازن في شدة جهد الطاقة أفضل من ±0.04 V، وأن يكون عدم التوازن في الطور أفضل من ±0.04°.

4 نتائج القياس لمحولات سكوت وسكوت العكسية

تم اختبار جهاز قياس نسبة التحويل الخاص الذي تم تطويره وفقًا للأفكار المذكورة أعلاه في محطة توزيع معينة، والبيانات المقاسة موضحة في الجدول 1.

يمكن رؤية من الجدول 1 أن جهاز قياس نسبة التحويل الخاص المستند إلى مصدر الجهد ثلاثي الأطوار قد أكمل بنجاح اختبار نسبة التحويل لنوعين من المحولات الخاصة، وأن الفروق الطورية تلبي متطلبات المحول الفعلي. قيم الفروق الطورية في الجدول 1 هي الفروق الطورية المعرفة في أعمدتها، وan - bn يمثل الفرق الطوري بين الطورين على الجانب المنخفض الجهد.

5 اختبار محولات التوصيل V-v

طريقة التوصيل ورسم متجه الجهد لمحول التوصيل V-v تختلف عن تلك الخاصة بمحول سكوت. ومع ذلك، فإن ميزتهم المشتركة هي أنها تحول مصدر طاقة ثلاثي الأطوار إلى مصدر طاقة ثنائي الأطوار بفارق طوري ثابت لتلبية متطلبات الأحمال غير المتوازنة. لذلك، يمكن تبني نفس طريقة القياس. تظهر الرسوم البيانية 3 و4 رسومات التوصيل والمتجهات الجهدية لهذه الطريقتين.

نظراً لأن الفرق الطوري بين الجهود الثنائية على الجانب الثانوي في وضع V-v هو 60°، وليس 90° في وضع سكوت، فإن النتائج المعطاة من قبل الجهاز تختلف عند حساب الخطأ النسبي لنسبة التحويل.

عند الاختبار باستخدام جهاز BZJT-I، اختر وضع "سكوت" ثم أغلق المفتاح لبدء القياس.

يجب ملاحظة أن نسبة التحويل القياسية هنا تشير إلى نسبة الجهد الخطي للثلاثة أطوار على الجانب عالي الجهد للمحول المختبر إلى جهد الطور الواحد على الجانب المنخفض الجهد U_ab/U_αn أو U_ab/U_βn. في الرسم الهيكلي أدناه، تتوافق a و b مع α و β لمحول سكوت، وn في الرسم يتوافق مع الطرف المشترك للفاز α و β.

يوضح الجدول 2 نتائج اختبار محول سكوت. عند حساب خطأ البند "AB/ab"، يقوم الجهاز بقسمة نسبة التحويل القياسية المدخلة على 1.4142 كمعيار للحساب. بالنسبة لمحول التوصيل V-v، بما أن الفرق الطوري بين الجهود الثنائية على الجانب الثانوي هو 60°، يتم تقديم فرق ثابت بنسبة 41.42% في حساب الخطأ النسبي، ولكن القيمة المقاسة الفعلية لنسبة التحويل صحيحة.

بالنسبة لمحول التوصيل V-v، يجب أن تكون قيم الفروق الطورية بين الطورين هي –60.000° (فرق الطور بين الجهود الطورية على الجانب الثانوي) و –300.00° (فرق الطور بين الجهود الخطية بين الجانبين الأول والثاني).

6 الخلاصة

لا يمكن لمصدر طاقة اختبار أحادي الطور تلبية متطلبات القياس لنسبة التحويل وأنماط الاتصال للمحولات الخاصة ذات الأنماط المعقدة. لكي يتماشى مع أعمال اختبار نسبة التحويل للمحولات الخاصة في الموقع وفي الشركات المصنعة للمحولات الخاصة، يجب اختيار وضع مصدر طاقة اختبار ثلاثي الأطوار للقياس. جهاز قياس نسبة التحويل الخاص، الذي يستند إلى خرج مصدر جهد ثلاثي الأطوار القياسي ويدعمه تقنية الاستحواذ المتزامن عالية السرعة ومعالجة الإشارة الرقمية، يمكنه إكمال اختبارات نسبة التحويل وأنماط الاتصال بشكل جيد.