Edistynyt kääntösuhtatestaus erityiselle muuntolaitteille: Scott, Inverse Scott ja V-v-yhteydet
1 Perinteisten kierrossuhdermittausmenetelmien virha-analyysi
QJ35-kierrossuhde silta ja muut yhden vaiheen perustuvat mittalaitteet käyttävät kaksivoltmittari-periaatetta. QJ35 poistaa kuitenkin sähköntarjunnan heilahtelujen häiriöt silta-tasapainon avulla. Kolmifaseisen muuntajan kierrossuhteen mittauksessa yhden sähköntarjunnan kanssa vastaavat päätyt on lyhennettävä ja tiedot on muunnettava, jolloin kolmifaseiset mittaukset muuttuvat riippumattomiksi yhden vaiheen mittauksiksi, √3 Yd-muunnos perustuu yhdistämismalleihin.
Eriyhteystavoilla varustetut erityismuuntajat kohtaavat tällä menetelmällä suuria haasteita. Scott-muuntajilla on primääripituksen sähköiset yhteydet, kun taas suodatusmuuntajilla on sekundaaripituuden yhteydet. Yhden vaiheen testaus magneettipiirien lyhennyksellä muuttaa vaiheiden yhteyksiä, mikä aiheuttaa merkittäviä kierrossuhdeloikkaa. Se myös epäonnistuu mittamaan tarkasti primääri-sekundaarin vaihe-eroja, mikä tekee yhdistämismallin arvioinnista mahdotonta.
2 Erityismuuntajien kierrossuhden ja yhdistämismallin mittausmenetelmät
Erityismuuntajien (edellisen analyysin mukaan) kierrossuhteen tehokkaaksi testaamiseksi käytä kolmifaseista (120° vaihe-ero, standardi) tai kahden fasin (90° vaihe-ero, käänteinen Scott-muuntaja) sähköntarjontaa. Avain: Testaa muuntajan todellisen toiminnon mukaisesti, soita ~110V, mittaile primääri-sekundaari-voltage-suhdet ja vaihe-erot määrittääksesi kierrossuhteen ja yhdistämismallin.
Kuvassa 2 (N,n) on laitteen signaalimaapointti. Soita standardi kolmifaseinen jännite muuntajan korkean jännitteen puolelle, mittaile vaihe-jännitteitä (UA, UB, UC, Ua, Ub, Uc) signaalimaapointtiin nähden. Käytä vektorilaskutoimituksia laskemaan linjajännitteitä (UAB, UBC, UCA, Uab, Ubc, Uca). Jaa kierrossuhteet (KAB/ab, KBC/bc, KCA/ca) määritelmän mukaan, ja määritä ryhmät UAB-Uab kulman erojen avulla. Käänteiselle Scott-muuntajalle soita 90° kaksifaseinen jännite korkean jännitteen puolelle; mittaile samalla tavoin kierrossuhteita ja vaihe-eroja. Tämä menetelmä yhdenmukaistaa testin magneettipiirin muuntajan työskentelyn magneettipiirin kanssa, mikä takaa tulosten heijastavan todellisia kierrossuhteita ja yhdistämismalleja.
3 Mittalaitteen toimintaperiaate
Suurten integroitujen piirien nopean kehityksen, sähköntarjoajalaiteiden suorituskyvyn parantumisen ja digitaalisen signaalinkäsittelytekniikan syvällisen kehityksen myötä on nyt pääasiassa mahdollista suunnitella erityisiä kierrossuhdemittareita edellä mainitun ajatuksen mukaan. Laitte voi karkeasti jakaa kolmeen osaan: sähköntarjontaan, monikanavaiseen signaalin nopeaan noutoon ja digitaaliseen signaalinkäsittelyyn.
Tehdäksesi kierrossuhtemittauksen erityisyhteystavalla varustetulle muuntajalle, on käytettävä tasapainotettua kolmifaseista sähköntarjontaa tai kaksifaseista sähköntarjontaa, jolla on 90° vaihe-ero. Analogilaitte lähettää asetussignaalin, ja sen jälkeen sähköntarjoajalaitte amplifioi sen, jotta voidaan tuottaa kolmifaseinen vaihtojännite, jotta voidaan toteuttaa erityismuuntajan testaus todellisissa toimintaolosissa. Vähentääksesi laitteen sähköntarjonnan (AC 220 V) heilahtelujen vaikutusta testituloksiin, standardin sähköntarjontan tulostus on oltava suhteellisen vakaa.
Koska vektorilaskutoimituksiin liittyy paljon, on varmistettava oikea yhdistämismalli ja primääri-sekundaarin vaihekulma-ero, ainakin kuusi kanavaa signaaleja on kerättävä samanaikaisesti, eli kolme kanavaa korkean jännitteen puolelta ja kolme kanavaa alkeellisen jännitteen puolelta. Laitteessa käytetään yhdistettyä yksikköohjaimen ja FPGA-rakennetta. FPGA suorittaa kuuden kanavan signaalien synkronisen näytteenoton ja datan tallentamisen, ja yksikköohjain on vastuussa datan käsittelystä ja tulostuksesta.
Välttääksesi erilaisten monimutkaisten sähkömagneettisten häiriöiden vaikutusta testidatalle paikan päällä, poistetaan kaikki muut häiriösignaalit paitsi testisähköntarjontan vaihtosignaalin perusvaihe, ja käytetään nopean Fourier-muunnoksen algoritmia jokaista kanavaa koskevan signaalin digitaaliseen signaalinkäsittelyyn, jotta saavutetaan häiriökieltävän tarkoitus. Nopean Fourier-muunnoksen avulla voidaan helposti saada jokaista kanavaa koskevan signaalin vektoritiedot ja primääri-sekundaarin vaihekulma-ero, ja sitten voidaan laskea vaihekulma-ero ja yhdistämismalli.
Välttääksesi kolmifaseisen testisähköntarjontan mittausvirheen vaikutusta, kun testivaihejännite on 80 V, sähköntarjontajännitteen amplitudin epätasapainon pitäisi olla parempi kuin ±0,04 V, ja vaiheepätasapainon pitäisi olla parempi kuin ±0,04°.
4 Scott- ja käänteisen Scott-muuntajien mittautut tulokset
Yllä mainittujen ajatusten mukaan kehitetty erityismuuntajan kierrossuhdemittari on testattu tietyssä alijärjestelyssä, ja mitatut tiedot ovat näkyvissä taulukossa 1.
Taulukosta 1 voidaan nähdä, että kolmifaseisen jännitelähteen perusteella kehitetty erityismuuntajan mittari on onnistuneesti suorittanut kahden erityismuuntajan kierrossuhteen mittauksen, ja vaihekulma-erot vastaavat myös todellisen muuntajan vaatimuksia. Taulukon 1 vaihekulma-eroluvut ovat niiden omien sarakkeiden määrittelemät vaihekulma-erot, ja an-bn edustaa alkeellisen puolen vaiheen välisiä kulma-eroja.
5 V-v-yhdistämismallin muuntajien testaus
V-v-yhdistämismallin muuntajan yhdistämistapa ja jännitevektori-kaavio poikkeavat Scott-muuntajan vastaavista. Niillä on kuitenkin yhteinen ominaisuus, että ne muuntavat kolmifaseisen sähköntarjonnan kaksifaseiseksi sähköntarjontaksi kiinteällä vaihe-erolla, jotta voidaan täyttää epätasapainoisia kuormia. Siksi sama mittausmenetelmä voidaan soveltaa. Kuvat 3 ja 4 näyttävät näiden kahden yhdistämistavan kaaviot ja jännitevektori-kaaviot.
Koska V-v-yhdistämistavan kaksifaseisten jännitteiden välillä sekundaaripuolella on 60° vaihe-ero, eikä 90° Scott-muuntajassa, laitteen antamat tulokset poikkeavat, kun lasketaan kierrossuhteen suhteellinen virhe.
BZJT-I-mittarin testaamisessa valitse "Scott" -tila, ja sitten sulje kytkin aloittaaksesi mittauksen.
On huomioitava, että tässä standardi kierrossuhde viittaa testattavan muuntajan korkean jännitteen kolmifaseisen linjajännitteen suhteeseen alkeellisen yhden vaiheen jännitteeseen Uab/Uαn tai Uab/Uβn. Alla olevassa rakennuskaaviossa a ja b vastaavat Scott-muuntajan α ja β, ja kaaviossa n vastaa α ja β vaiheiden yhteistä päätepistettä.
Taulukko 2 näyttää Scott-muuntajan testitulokset. Kun lasketaan "AB/ab" -kohdan virhe, laite sisäisesti jakaa syötetyn standardi kierrossuhteen 1,4142:lla laskemisen perustaksi. V-v-yhdistämismallin muuntajalle, koska kaksifaseisten jännitteiden välillä sekundaaripuolella on 60° vaihe-ero, laskentaan tuodaan kiinteä ero 41,42 %, mutta itse asiassa mitattu kierrossuhde on oikea.
V-v-yhdistämismallin muuntajalle kaksi vaihekulma-eroa pitäisi olla –60,000° (sekundaaripuolen vaihejännitteiden välinen vaihe-ero) ja –300,00° (primääri- ja sekundaaripuolen linjajännitteiden välinen vaihe-ero).
6 Johtopäätös
Yhden vaiheen testisähköntarjonnan käyttö ei täytä mittausvaatimuksia erityismuuntajien kierrossuhteen ja yhdistämismallin mittaamiseksi monimutkaisilla yhdistämistavoilla. Sovittauduakseen paikan päälle ja erityismuuntajien valmistajien kierrossuhteen testaustyöhön, pitäisi valita kolmifaseinen testisähköntarjonta. Erityismuuntajan kierrossuhdemittari, joka perustuu kolmifaseisen standardijännitelähteen tulostukseen ja tukee nopeaa synkronista noutoa ja digitaalista signaalinkäsittelyä, voi hyvin suorittaa kierrossuhteen ja yhdistämismallin testit.
