Напреднал тест за кофициент на превъртане за специални трансформатори: Scott, Inverse Scott и V-v връзки
1 Анализ на грешките в традиционните методи за изпитване на отношенията на обиколката
QJ35 мостовият преходомер и другите изпитватели, базирани на еднофазен-еднофазен принцип, всички използват принципа на двойния волтметър. QJ35 обачно елиминира помпанията на напрежението чрез балансиране на моста. При изпитване на отношението на обиколката на трифазен трансформатор с един източник на напрежение, съответните терминали трябва да бъдат свързани и данните да бъдат конвертирати, като трифазните тестове се превръщат в независими еднофазни измервания, с √3 Yd конверсия в зависимост от групите за свързване.
Специалните трансформатори, с различни начини на свързване от стандартните, срещат значителни предизвикателства с този метод. Скот трансформаторите имат електрически свързания на первичните обмотки, докато правоъгълните трансформатори имат вторични. Еднофазните изпитвания със свързани магнитни пътища променят фазовите свързания, причинявайки значителни отклонения в отношенията. Това не позволява точни измервания на фазовите разлики между первично и вторично, което прави невъзможно определянето на начина на свързване.
2 Методи за изпитване на отношенията на обиколката и начина на свързване на специалните трансформатори
За ефективно изпитване на отношенията на обиколката на специалните трансформатори (според предходния анализ), използвайте трифазен (120° фазова разлика, стандарт) или двуфазен (90° фазова разлика, за обратни Скот трансформатори) изход на източника на напрежение. Ключът: изпитвайте според действителната работа на трансформатора, приложете ~110V, измерете отношенията на напреженията между первично и вторично и фазовите разлики, за да определите отношенията на обиколката и начина на свързване.
В фигура 2, (N,n) е сигнална земя. Приложете стандартно трифазно напрежение към високонапрегнатата страна на трансформатора, измерете фазовите напрежения (UA, UB, UC, Ua, Ub, Uc) относително на сигналната земя. Използвайте векторни операции, за да изчислите линейните напрежения (UAB, UBC, UCA, Uab, Ubc, Uca). Деривирайте отношенията на обиколката (KAB/ab, KBC/bc, KCA/ca) по дефиниция и определете групи чрез ъглови разлики UAB-Uab. За обратни Скот трансформатори, приложете 90° двуфазно напрежение към високонапрегнатата страна; аналогично измерете отношенията на обиколката и фазовите разлики. Този метод подравнява изпитванията на магнитната пътека с работната магнитна пътека на трансформатора, осигурявайки резултати, които отразяват действителните отношения на обиколката и начина на свързване.
3 Работен принцип на изпитвателя
С бързото развитие на големите интегрални схеми, подобряването на характеристиките на устройствата за напрежение и задълбочената еволюция на технологията за цифрово обработване на сигнали, вече е основно възможно да се проектират специални изпитватели за отношенията на обиколката в съответствие с посочените идеи. Инструментът може да бъде разделен приблизително на три части: източник на напрежение, многоканално бързо събиране на сигнали и цифрова обработка на сигнали.
За провеждане на изпитване на отношенията на обиколката на трансформатор със специален начин на свързване, трябва да се използва балансиран трифазен източник на напрежение или двуфазен източник на напрежение с 90° фазова разлика. Сигнал е изпращан от аналого устройство, след като е усилена от мощността, се издава трифазно променливо напрежение, за да се осъществи изпитването на специалния трансформатор при реални условия на работа. За намаляване на влиянието на колебанията на източника на напрежение (AC 220 V) върху резултатите от изпитването, изходът на стандартния източник на напрежение трябва да има относително висока стабилност.
Поради участие на голям брой векторни операции, за да се гарантира правилният начин на свързване и фазовата ъглова разлика между первично и вторично, трябва да се събират едновременно поне 6 канала сигнали, тоест 3 канала напрежения на високонапрегнатата страна и 3 канала напрежения на нисконапрегнатата страна. Инструментът използва конструктивен дизайн на микроконтролер, комбиниран с FPGA. FPGA завършва синхронното пробиране и записване на 6 каналата сигнали, а микроконтролерът е отговорен за обработването и изхода на данните.
За избягване на влиянието на различни сложни електромагнитни помпания на данните при изпитването, елиминирайте всякакви помпания сигнали, освен основната вълна на AC сигнала на изпитващия източник на напрежение, и използвайте алгоритъма за бърза Фурие трансформация, за да се извърши цифрова обработка на всеки канал сигнали, за да се постигне целта на противодействие. Използвайки бързата Фурие трансформация, удобно можете да получите векторната информация на всеки канал сигнали и фазовата ъглова разлика между первично и вторично, и след това да изчислите фазовата ъглова разлика и началния режим на свързване.
За избягване на грешката, причинена от трифазния изпитващ източник на напрежение, при изпитване на фазово напрежение 80 V, амплитудната несбалансираност на напрежението на източника трябва да е по-добро от ±0.04 V, а фазовата несбалансираност трябва да е по-добро от ±0.04°.
4 Измерени резултати от Скот и обратни Скот трансформатори
Разработеният специален изпитвател на отношенията на обиколката на трансформаторите в съответствие с посочените идеи е бил изпитван в определена подстанция, а измерените данни са показани в таблица 1.
От таблица 1 може да се види, че специалният изпитвател на трансформаторите, основан на трифазен източник на напрежение, успешно е завършил изпитването на отношенията на обиколката на два типа специални трансформатори, и фазовата ъглова разлика също отговаря на изискванията на действителните трансформатори. Стойностите на фазовите ъглови разлики в таблица 1 са дефинирани в съответните колони, а an-bn представлява фазовата ъглова разлика на нисконапрегнатата страна.
5 Изпитване на трансформатори с V-v свързване
Начинът на свързване и диаграмата на напрежението на трансформатор с V-v свързване са различни от тези на Скот трансформатора. Но общата им черта е, че те преобразуват трифазен източник на напрежение в двуфазен източник с фиксирана фазова разлика, за да удовлетворят изискванията на несбалансираните нагрузки. Следователно, може да се използва същият метод за измерване. Фигури 3 и 4 показват схемите за свързване и диаграмите на напрежението на тези два начина на свързване.
Тъй като фазовата разлика между двуфазните напрежения на вторичната страна при V-v свързване е 60°, вместо 90° при Скот модела, резултатите, давани от инструмента, се различават при изчисляване на относителната грешка на отношенията на обиколката.
При изпитване с BZJT-I изпитвател, изберете режим "Скот" и след това затворете ключа, за да започнете измерването.
Забележка: стандартното отношение на обиколката тук се отнася до отношениято на линейното напрежение на три фази на високонапрегнатата страна на изпитвания трансформатор към напрежението на една фаза на нисконапрегнатата страна Uab/Uαn или Uab/Uβn. В структурната диаграма, a и b съответстват на α и β на Скот трансформатора, а n в диаграмата съответства на общия терминал на α и β фази.
Таблица 2 показва резултатите от изпитването на Скот трансформатор. При изчисляване на грешката на "AB/ab" пункта, инструментът вътрешно дели входното стандартно отношение на обиколката на 1.4142 като изчислителна основа. За V-v свързания трансформатор, тъй като фазовата разлика между двуфазните напрежения на вторичната страна е 60°, в изчисленията на относителната грешка се включва фиксирана разлика от 41.42%, но фактическата стойност на отношенията на обиколката е коректна.
За V-v свързания трансформатор, стойностите на двете фазови ъглови разлики трябва да са –60.000° (фазова разлика на фазовите напрежения на вторичната страна) и –300.00° (фазова разлика на линейните напрежения между первично и вторично).
6 Заключение
Използването на еднофазен изпитващ източник на напрежение не може да удовлетвори изискванията за измерване на отношенията на обиколката и начина на свързване на специални трансформатори с комплексни начини на свързване. За адаптация към работата по изпитване на отношенията на обиколката на местните и производители на специални трансформатори, трябва да се избере режим на трифазен източник на напрежение за измерване. Специалният изпитвател на отношенията на обиколката, основан на изхода на трифазен стандартен източник на напрежение, подкрепен от технологии за бързо синхронно събиране и цифрова обработка на сигнали, може да извърши добре изпитванията на отношенията на обиколката и начина на свързване.
