Advanced Turn Ratio Testing para sa Espesyal nga Transformers: Scott, Inverse Scott, ug V-v Connections
1 Pagsusuri sa mga Tradisyonal na Paraan ng Pagsubok sa Ratio ng Turn
Ang QJ35 turn ratio bridge at iba pang mga tester batay sa single-phase ay lahat gumagamit ng double-voltmeter principle. Ang QJ35, gayunpaman, nagtatanggal ng interference mula sa pagbabago ng supply ng power sa pamamagitan ng bridge balance. Para sa pagsusubok ng ratio ng three-phase transformer gamit ang iisang supply ng power, kailangan na ang mga katugon terminal ay ma-short at data na ma-convert, na naghahari bilang independent na single-phase measurements, kasama ang √3 Yd conversion batay sa connection groups.
Ang mga espesyal na transformers, na may iba't ibang mode ng koneksyon kaysa sa standard, ay nakakaranas ng malaking hamon sa pamamaraang ito. Ang Scott transformers ay may electrical connections sa primary winding, habang ang rectifier transformers ay may secondary ones. Ang single-phase testing na may shorted magnetic circuits ay nagbabago ng phase connections, na nagiging sanhi ng malaking pagkakaiba sa ratio. Ito rin ay hindi makapagtatamo ng tumpak na pagsukat ng primary-secondary phase differences, na nagpapahirap sa paghuhusga ng mode ng koneksyon.
2 Mga Paraan ng Pagsusubok para sa Turn Ratio at Mode ng Koneksyon ng Espesyal na Transformers
Upang mabisa na subukan ang turn ratio ng espesyal na transformers (batay sa naunang analisis), gamitin ang three-phase (120° phase difference, standard) o two-phase (90° phase difference, para sa inverse Scott transformers) output ng supply ng power. Ang susi: isubok batay sa aktwal na operasyon ng transformer, ilapat ang ~110V, sukatin ang ratio ng primary-secondary voltage at phase differences upang matukoy ang turn ratio at mode ng koneksyon.
Sa Figure 2, (N,n) ang instrument signal ground. Ilapat ang standard na three-phase voltage sa high-voltage side ng transformer, sukatin ang phase voltages (UA, UB, UC, Ua, Ub, Uc) relative sa signal ground. Gamitin ang vector operations upang kalkulahin ang line voltages (UAB, UBC, UCA, Uab, Ubc, Uca). Derive ang turn ratios (KAB/ab, KBC/bc, KCA/ca) batay sa definisyon, at matukoy ang grupo sa pamamagitan ng UAB-Uab angle differences. Para sa inverse Scott transformers, ilapat ang 90° two-phase voltage sa high-voltage side; parehong sukatin ang turn ratios at phase differences. Ang paraan na ito ay sumasalamin sa test magnetic circuit sa working magnetic circuit ng transformer, na nag-aasikaso na ang resulta ay tumutugon sa aktwal na turn ratios at mode ng koneksyon.
3 Paggana ng Tester
Sa mabilis na pag-unlad ng large-scale integrated circuits, ang pag-improve ng performance ng mga power source devices, at ang in-depth evolution ng digital signal processing technology, ito ngayon ay posible na disenyan ang espesyal na turn ratio testing instruments ayon sa nabanggit na ideya. Ang instrumento ay maaaring hatiin sa tatlong bahagi: power source, multi-channel signal high-speed acquisition, at digital signal processing.
Para gawin ang turn ratio test sa isang transformer na may espesyal na wiring method, kailangan ng balanced three-phase power supply o two-phase power supply na may 90° phase difference. Isinilbing set signal ng analog devices, at pagkatapos na mapalakih ng power devices, ilalabas ang three-phase AC voltage, upang maisagawa ang test sa espesyal na transformer sa aktwal na kondisyon ng operasyon. Upang bawasan ang epekto ng fluctuation ng instrument power supply (AC 220 V) sa resulta ng test, ang output ng standard power supply kailangan may mataas na stability.
Dahil sa involvement ng maraming vector operations, upang matiyak ang tama na mode ng koneksyon at ang phase angle difference sa pagitan ng primary at secondary sides, kailangan na masamantalang kolektahin ang least 6 channels ng mga signal, na ang 3 channels ng voltage sa high-voltage side at 3 channels ng voltage sa low-voltage side. Ang instrumento ay gumagamit ng structural design ng single-chip microcomputer combined with an FPGA. Ang FPGA ay kumpleto ang synchronous sampling at data storage ng 6 channels ng mga signal, at ang single-chip microcomputer ay responsable sa data processing at output.
Upang iwasan ang epekto ng iba't ibang complex electromagnetic interferences sa test data sa site, alisin ang iba pang mga interference signals maliban sa fundamental wave ng AC signal ng test power supply, at gamitin ang fast Fourier transform algorithm upang gawin ang digital signal processing sa bawat channel ng signal, upang makamit ang layunin ng anti-interference. Sa pamamagitan ng fast Fourier transform, maaaring madaliang makuhang ang vector information ng bawat channel ng signal at ang phase angle difference sa pagitan ng primary at secondary sides, at pagkatapos ay maaaring kalkulahin ang phase angle difference at mode ng koneksyon.
Upang iwasan ang error impact ng three-phase test power supply sa pagsukat, kapag ang test phase voltage ay 80 V, ang amplitude unbalance degree ng supply voltage dapat mas mahusay kaysa ±0.04 V, at ang phase unbalance degree dapat mas mahusay kaysa ±0.04°.
4 Nakuha Resulta ng Scott at Inverse Scott Transformers
Ang espesyal na transformer turn ratio tester na isinulong ayon sa nabanggit na ideya ay na-test sa isang substation, at ang nakuha data ay ipinapakita sa Table 1.
Makikita sa Table 1 na ang espesyal na transformer tester batay sa three-phase voltage source ay matagumpay na natapos ang turn ratio test ng dalawang uri ng espesyal na transformers, at ang phase angle difference ay tugma sa requirements ng aktwal na transformer. Ang phase angle difference values sa Table 1 ay ang phase angle differences na inilalarawan sa kanilang mga columns, at an-bn represents the phase-to-phase angle difference sa low-voltage side.
5 Pagsusubok ng V-v Connected Transformers
Ang mode ng koneksyon at voltage vector diagram ng V-v connected transformer ay iba kaysa sa Scott transformer. Gayunpaman, ang kanilang common feature ay ang pag-convert ng three-phase power supply sa two-phase power supply na may fixed phase difference upang tugunan ang requirement ng unbalanced loads. Kaya, ang parehong paraan ng pagsukat ay maaaring gamitin. Ang Figures 3 at 4 ay ipinapakita ang wiring diagrams at voltage vector diagrams ng dalawang modes ng koneksyon.
Dahil sa phase difference sa pagitan ng two-phase voltages sa secondary side sa ilalim ng V-v connection mode ay 60°, hindi 90° sa Scott mode, ang resulta na ibinibigay ng instrumento ay magkaiba kapag kalkulahin ang relative error ng turn ratio.
Kapag ginagamit ang BZJT-I tester, piliin ang "Scott" mode at pagkatapos ay isara ang switch upang simulan ang pagsukat.
Dapat tandaan na ang standard turn ratio dito ay tumutukoy sa ratio ng line voltage ng three phases sa high-voltage side ng inaasasalang transformer sa voltage ng single phase sa low-voltage side Uab/Uαn o Uab/Uβn. Sa structural diagram sa ibaba, ang a at b ay tumutugon sa α at β ng Scott transformer, at ang n sa diagram ay tumutugon sa common terminal ng α at β phases.
Ang Table 2 ay ipinapakita ang test results ng isang Scott transformer. Kapag kalkulahin ang error ng "AB/ab" item, ang instrumento ay internally divides ang input standard turn ratio sa 1.4142 bilang benchmark ng kalkulasyon. Para sa V-v connected transformer, dahil sa phase difference sa pagitan ng two-phase voltages sa secondary side ay 60°, isinasama ang fixed difference ng 41.42% sa kalkulasyon ng relative error, ngunit ang aktwal na sukat ng turn ratio ay tama.
Para sa V-v connected transformer, ang mga value ng dalawang phase angle differences dapat –60.000° (phase difference ng phase voltages sa secondary side) at –300.00° (phase difference ng line voltages sa pagitan ng primary at secondary sides).
6 Kasimpulan
Ang paggamit ng single-phase test power supply ay hindi sapat upang tugunan ang mga requirement ng pagsukat para sa turn ratio at mode ng koneksyon ng espesyal na transformers na may komplikadong mode ng koneksyon. Upang maayos na tugunan ang trabaho ng pagsusubok ng turn ratio ng on-site at mga manufacturer ng espesyal na transformers, dapat piliin ang three-phase test power supply mode para sa pagsukat. Ang espesyal na turn ratio tester, na batay sa output ng three-phase standard voltage source at suportado ng high-speed synchronous acquisition technology at digital signal processing technology, maaaring maayos na matapos ang mga test ng turn ratio at mode ng koneksyon.
