Προηγμένες Επικυρότητες Μετατροπής για Εξειδικευμένους Μετατροπείς: Scott, Inverse Scott, και V-v Συνδέσεις

1 Ανάλυση Σφαλμάτων των Παραδοσιακών Μεθόδων Ελέγχου Ταξιόμετρου

Το ποντίζον QJ35 και άλλοι ελεγκτές με βάση μονοφασική φάση χρησιμοποιούν την αρχή του διπλού βολτμέτρου. Το QJ35, ωστόσο, εξαλείφει την παρείρηση της πηγής ενέργειας μέσω της ισορροπίας του ποντίζοντος. Για τον έλεγχο του λόγου μετατροπής τριφασικών μετατροπέα με μία πηγή ενέργειας, πρέπει να συνδεθούν τα αντίστοιχα άκρα και να μετατραπούν τα δεδομένα, μετατρέποντας τους τριφασικούς ελέγχους σε ανεξάρτητες μονοφασικές μετρήσεις, με √3 Yd μετατροπή με βάση τις ομάδες σύνδεσης.

Οι ειδικοί μετατροπείς, με διαφορετικές μεθόδους σύνδεσης από τους πρότυπους, αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις με αυτή τη μέθοδο. Οι Scott μετατροπείς έχουν ηλεκτρικές συνδέσεις στην πρωτογενή πλεξίδα, ενώ οι ορθογωνικοί μετατροπείς έχουν συνδέσεις στη δευτερεύουσα πλεξίδα. Η μονοφασική δοκιμή με συνδεδεμένες μαγνητικές κυκλωμάτων αλλάζει τις φάσεις σύνδεσης, προκαλώντας σημαντικές αποκλίσεις στον λόγο μετατροπής. Επίσης, δεν μετρά ακριβώς τη διαφορά φάσης πρωτογενή-δευτερεύουσα, κάνοντας αδύνατη την ανάλυση της μεθόδου σύνδεσης.

2 Μεθόδοι Δοκιμής για το Ταξιόμετρο και τη Μέθοδο Σύνδεσης Ειδικών Μετατροπέων

Για την αποτελεσματική δοκιμή του λόγου μετατροπής ειδικών μετατροπέων (σύμφωνα με την προηγούμενη ανάλυση), χρησιμοποιήστε εξόδους τριφασικής (120° διαφορά φάσης, πρότυπη) ή διφασικής (90° διαφορά φάσης, για αντίστροφους Scott μετατροπείς) πηγής ενέργειας. Το κλειδί: δοκιμάστε σύμφωνα με την πραγματική λειτουργία του μετατροπέα, εφαρμόστε ~110V, μετρήστε τους λόγους τάσεων πρωτογενή-δευτερεύουσα και τις διαφορές φάσης για την επίτευξη του λόγου μετατροπής και της μεθόδου σύνδεσης.

Στο Σχήμα 2, (N,n) είναι ο σήμα-γη του όργανου. Εφαρμόστε πρότυπη τριφασική τάση στην υψηλή τάση του μετατροπέα, μετρήστε τις φασικές τάσεις (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c) σε σχέση με τη γη του σήματος. Χρησιμοποιήστε τις ορισμένες τάσεις (U_AB, U_BC, U_CA, U_ab, U_bc, U_ca) για τον υπολογισμό των λόγων μετατροπής (K_AB/_ab, K_BC/_bc, K_CA/_ca) και την επίδραση των ομάδων μέσω των διαφορών γωνίας UAB-Uab. Για αντίστροφους Scott μετατροπείς, εφαρμόστε 90° διφασική τάση στην υψηλή τάση, μετρήστε τους λόγους μετατροπής και τις διαφορές φάσης. Αυτή η μέθοδος συμφωνεί με το δοκιμαστικό μαγνητικό κύκλωμα με το λειτουργικό μαγνητικό κύκλωμα του μετατροπέα, διασφαλίζοντας ότι τα αποτελέσματα αντικατοπτρίζουν τους πραγματικούς λόγους μετατροπής και τις μεθόδους σύνδεσης.

3 Λειτουργικός Μηχανισμός του Δοκιμαστή

Με την ταχεία ανάπτυξη των μεγάλων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τη βελτίωση της απόδοσης των πηγών ενέργειας και την εξέλιξη της τεχνολογίας επεξεργασίας ψηφιακών σημάτων, είναι τώρα βασικά δυνατό να σχεδιαστούν ειδικοί δοκιμαστές ταξιόμετρου σύμφωνα με τις παραπάνω ιδέες. Το όργανο μπορεί να χωριστεί περίπου σε τρία τμήματα: πηγή ενέργειας, ταχεία συλλογή πολλαπλών καναλιών σημάτων και ψηφιακή επεξεργασία σημάτων.

Για τη δοκιμή του λόγου μετατροπής ενός μετατροπέα με ειδική μέθοδο σύνδεσης, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ισορροπημένη τριφασική πηγή ενέργειας ή διφασική πηγή ενέργειας με 90° διαφορά φάσης. Ένα σήμα είναι αποστολή από αναλογικά όργανα, και μετά από ενίσχυση από πηγές ενέργειας, εξάγεται τριφασική εναλλασσόμενη τάση, έτσι ώστε να εκτελεστεί η δοκιμή του ειδικού μετατροπέα υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Για να μειωθεί η επίδραση της κυμαίνουμενης πηγής ενέργειας του όργανου (ΕΑ 220 V) στα αποτελέσματα της δοκιμής, η εξαγωγή της πρότυπης πηγής ενέργειας πρέπει να έχει αρκετή σταθερότητα.

Λόγω της πληθώρας των διανυσματικών πράξεων, για να εξασφαλιστεί η σωστή μέθοδος σύνδεσης και η διαφορά γωνίας φάσης μεταξύ πρωτογενής και δευτερεύουσας, πρέπει να συλλέγονται ταυτόχρονα τουλάχιστον 6 κανάλια σημάτων, δηλαδή 3 κανάλια τάσεων στην υψηλή τάση και 3 κανάλια τάσεων στη χαμηλή τάση. Το όργανο χρησιμοποιεί μια σχεδιαστική δομή μονοσχεδίου με FPGA. Το FPGA ολοκληρώνει τη συγχρόνη δείγματοληψη και αποθήκευση των 6 καναλιών σημάτων, ενώ το μονοσχεδίο είναι υπεύθυνο για την επεξεργασία και εξαγωγή δεδομένων.

Για να αποφευχθεί η επίδραση διάφορων περίπλοκων ηλεκτρομαγνητικών παρενοχλήσεων στα δεδομένα δοκιμής στο χώρο δοκιμής, να εξαλειφθούν όλα τα παρενοχλητικά σήματα εκτός από το θεμελιώδες σήμα της εναλλασσόμενης τάσης της πηγής ενέργειας δοκιμής, και να χρησιμοποιηθεί ο αλγόριθμος γρήγορης Fourier μετατροπής για την επεξεργασία ψηφιακών σημάτων κάθε καναλιού, έτσι ώστε να επιτευχθεί το προστατευτικό στόχο. Χρησιμοποιώντας τη γρήγορη Fourier μετατροπή, μπορεί να αποκτηθεί εύκολα η διανυσματική πληροφορία κάθε καναλιού και η διαφορά γωνίας φάσης μεταξύ πρωτογενής και δευτερεύουσας, και στη συνέχεια να υπολογιστεί η διαφορά γωνίας φάσης και η μέθοδος σύνδεσης.

Για να αποφευχθεί η επίδραση της τριφασικής πηγής ενέργειας δοκιμής στη μέτρηση, όταν η φασική τάση δοκιμής είναι 80 V, η ανισορροπία της τάσης πηγής πρέπει να είναι καλύτερη από ±0.04 V, και η ανισορροπία φάσης πρέπει να είναι καλύτερη από ±0.04°.

4 Αποτελέσματα Μέτρησης Scott και Inverse Scott Μετατροπέων

Ο ειδικός δοκιμαστής ταξιόμετρου που αναπτύχθηκε σύμφωνα με τις παραπάνω ιδέες έχει δοκιμαστεί σε ένα συγκεκριμένο υποσταθμό, και τα μετρημένα δεδομένα είναι εμφανή στον Πίνακα 1.

Από τον Πίνακα 1, φαίνεται ότι ο ειδικός δοκιμαστής μετατροπέων με βάση την τριφασική πηγή τάσης έχει επιτυχώς ολοκληρώσει τη δοκιμή ταξιόμετρου δύο τύπων ειδικών μετατροπέων, και η διαφορά γωνίας φάσης επίσης συμβαδίζει με τις απαιτήσεις του πραγματικού μετατροπέα. Οι τιμές της διαφοράς γωνίας φάσης στον Πίνακα 1 είναι οι διαφορές γωνίας φάσης που ορίζονται στις αντίστοιχες στήλες, και an-bn αντιπροσωπεύει τη διαφορά γωνίας φάσης μεταξύ φάσεων στην χαμηλή τάση.

5 Δοκιμή V-v Συνδεδεμένων Μετατροπέων

Η μέθοδος σύνδεσης και το διάγραμμα διανυσμάτων τάσης ενός V-v συνδεδεμένου μετατροπέα διαφέρουν από αυτές του Scott μετατροπέα. Ωστόσο, η κοινή τους ιδιότητα είναι ότι μετατρέπουν μια τριφασική πηγή σε μια διφασική πηγή με σταθερή διαφορά φάσης για να εξασφαλίσουν την αναγκαιότητα των ανισορροπημένων φορτίων. Συνεπώς, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ίδια μέθοδος μέτρησης. Τα Σχήματα 3 και 4 δείχνουν τα σχήματα σύνδεσης και τα διαγράμματα διανυσμάτων τάσης αυτών των δύο μεθόδων σύνδεσης.

Επειδή η διαφορά φάσης μεταξύ των διφασικών τάσεων στη δευτερεύουσα πλεξίδα στη μέθοδο V-v είναι 60°, σε αντίθεση με 90° στη μέθοδο Scott, τα αποτελέσματα που δίνει το όργανο διαφέρουν κατά τον υπολογισμό του σχετικού σφάλματος του λόγου μετατροπής.

Κατά τη δοκιμή με το BZJT-I, επιλέξτε την "Scott" μέθοδο και έπειτα ενεργοποιήστε την επιλογή για να ξεκινήσετε τη μέτρηση.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο πρότυπος λόγος μετατροπής εδώ αναφέρεται στον λόγο της γραμμικής τάσης των τριών φάσεων στην υψηλή τάση του δοκιμαζόμενου μετατροπέα σε σχέση με την τάση της μονοφασικής φάσης στη χαμηλή τάση U_ab/U_αn ή U_ab/U_βn. Στο διαγράμματο δομής, τα a και b αντιστοιχούν στα α και &β; του Scott μετατροπέα, και το n στο διάγραμμα αντιστοιχεί στο κοινό τερματικό των φάσεων &α; και &β;.

Ο Πίνακας 2 δείχνει τα αποτελέσματα δοκιμής ενός Scott μετατροπέα. Κατά τον υπολογισμό του σφάλματος του "AB/ab" είδους, το όργανο διαιρεί εσωτερικά τον εισαχθέντα πρότυπο λόγο μετατροπής με 1.4142 ως υπολογιστικό πρότυπο. Για τον V-v συνδεδεμένο μετατροπέα, επειδή η διαφορά φάσης μεταξύ των διφασικών τάσεων στη δευτερεύουσα πλεξίδα είναι 60°, εισάγεται μια σταθερή διαφορά 41.42% στον υπολογισμό του σχετικού σφάλματος, αλλά η πραγματική τιμή του λόγου μετατροπής είναι σωστή.

Για τον V-v συνδεδεμένο μετατροπέα, οι τιμές των δύο διαφορών γωνίας φάσης πρέπει να είναι –60.000° (διαφορά φάσης των φασικών τάσεων στη δευτερεύουσα πλεξίδα) και –300.00° (διαφορά γωνίας φάσης μεταξύ των γραμμικών τάσεων στην πρωτογενή και δευτερεύουσα πλεξίδα).

6 Συμπέρασμα

Η χρήση μονοφασικής πηγής δοκιμής δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις μέτρησης του λόγου μετατροπής και της μέθοδου σύνδεσης ειδικών μετατροπέων με πολύπλοκες μεθόδους σύνδεσης. Για να προσαρμοστεί στη δουλειά δοκιμής του λόγου μετατροπής στο χώρο και στους κατασκευαστές ειδικών μετατροπέων, πρέπει να επιλεγεί η τριφασική μέθο