Fejlett hányadóviszony teszt speciális transzformátorokra: Scott, Inverz Scott és V-v csatlakozások
1. Hagyományos fordulatszám-tesztelési módszerek hibáinak elemzése
A QJ35 fordulatszám-híd és más egyfázis-alapú tesztelők mind használják a kétvoltagelemzési elvet. A QJ35 azonban a hídegyensúly révén csökkenti a tápellátás ingadozásának zavarait. Egy háromfázisú transzformátor fordulatszámának teszteléséhez egyetlen tápellátással a megfelelő végpontokat rövidítani kell, és átalakítani a mérnököket, hogy a háromfázisú tesztek független egyfázisú mérésekké váljanak, √3 Yd átalakítással a kapcsolási csoportok alapján.
Ez a módszer jelentős kihívásokkal jár speciális transzformátorok esetén, amelyek eltérő kapcsolási módokkal rendelkeznek, mint a szabványos transzformátorok. A Scott-transzformátorok elektromos kapcsolatai a primáris tekercsben találhatók, míg a töltőtranszformátorokban a sekundáris tekercsekben. Az egyfázisú mérések során a mágneses körök rövidítése befolyásolja a fázisok kapcsolatait, ami jelentős fordulatszámai eltéréseket okoz. Ez nem tudja pontosan meghatározni a primáris-sekundáris fázisbeli különbségeket, így a kapcsolási mód meghatározása is lehetetlen.
2. Speciális transzformátorok fordulatszámának és kapcsolási módjának tesztelési módszerei
A speciális transzformátorok (a korábbi elemzés szerint) fordulatszámának hatékony teszteléséhez használjon háromfázisú (120° fáziskülönbség, szabványos) vagy kétfázisú (90° fáziskülönbség, inverz Scott-transzformátorokhoz) tápellátási kimenetet. A kulcs: a transzformátor valós működésének megfelelően, ~110V alkalmazásával, a primáris-sekundáris feszültségarányokat és fázisbeli különbségeket mérik, hogy meghatározzák a fordulatszámot és a kapcsolási módot.
Az Ábra 2-ben (N,n) a műszer jelzési földje. Alkalmazzon szabványos háromfázisú feszültséget a transzformátor magasfeszültségi oldalán, és mérje a fázisfeszültségeket (UA, UB, UC, Ua, Ub, Uc) a jelzési földhöz képest. Vektorszámításokkal számolja ki a vonalfeszültségeket (UAB, UBC, UCA, Uab, Ubc, Uca). A definíció szerint számolja ki a fordulatszámokat (KAB/ab, KBC/bc, KCA/ca), és határozza meg a csoportokat az UAB-Uab szögkülönbségek alapján. Az inverz Scott-transzformátorok esetén alkalmazzon 90°-os kétfázisú feszültséget a magasfeszültségi oldalon, és hasonlóan mérje a fordulatszámokat és fázisbeli különbségeket. Ez a módszer a teszt mágneses körét a transzformátor működési mágneses körével egyeztetve biztosítja, hogy az eredmények tükrözzék a valós fordulatszámokat és kapcsolási módokat.
3. A tesztelő működési elve
A nagy léptékű integrált áramkörök gyors fejlődésével, a tápegységek teljesítményének javulásával és a digitális jel Feldolgozás technológiai mélyebb fejlődésével már alapvetően lehetséges tervezni speciális fordulatszám-tesztelő eszközöket a fent említett gondolatmenetek alapján. Az eszköz kb. három részre osztható: tápegység, többcsatornás jel gyors felvétele, és digitális jel feldolgozás.
Speciális kapcsolási módú transzformátorok fordulatszámának teszteléséhez egyensúlyban álló háromfázisú tápegységet vagy 90° fáziskülönbséggel rendelkező kétfázisú tápegységet kell használni. Analóg eszközökkel küldik ki a jelet, amelyet a tápegységekkel erősítve háromfázisú AC feszültséget adnak ki, hogy a speciális transzformátor valós működési feltételein belül történjen a teszt. A műszer tápegységének ingadozásának (AC 220 V) minimalizálása érdekében a szabványos tápegység kimeneteinek relatív stabilitásuknak kell lennie.
Mivel a vektorszámítások számos beavatkozása szükséges, a helyes kapcsolási mód és a primáris-sekundáris fázisbeli különbség biztosításához legalább 6 csatornát kell egyszerre felvenni, azaz 3 csatornát a magasfeszültségi oldalon, és 3 csatornát az alacsonyfeszültségi oldalon. A műszer egyetlen chipű mikroprocesszor és FPGA kombinációjának strukturális tervezése. Az FPGA végzi a 6 csatorna szinkron mintavételét és adattárolását, a mikroprocesszor pedig felelős az adatfeldolgozásért és -kimenetért.
A tesztelési helyszínen fellépő összetett elektromágneses zavarok hatásának elkerülése érdekében, a teszt tápegység AC jelének alapfázisa kivételével mindenféle zavaró jel kiküszöbölése, és a gyors Fourier-transzformációs algoritmus alkalmazása minden csatornán, hogy elérje a zavarellenes célt. A gyors Fourier-transzformáció segítségével kényelmesen megszerezhető minden csatorna vektorszámai és a primáris-sekundáris fázisbeli különbségek, majd a fázisbeli különbségek és a kapcsolási mód kiszámítható.
A háromfázisú teszt tápegység hibás mérése elkerülése érdekében, ha a teszt fázisfeszültsége 80 V, a tápegység feszültségének amplitúdója jobb legyen, mint ±0,04 V, és a fázisegyensúly jobb legyen, mint ±0,04°.
4. Scott és inverz Scott transzformátorok mérési eredményei
A fent említett gondolatmenetek alapján fejlesztett speciális transzformátor fordulatszám-tesztelőt bizonyos áramelosztóban tesztelték, és a mérési adatok a Táblázat 1-ben láthatók.
A Táblázat 1-ből látható, hogy a háromfázisú feszültségforrás alapján működő speciális transzformátor tesztelő sikeresen végrehajtotta a két típusú speciális transzformátor fordulatszámának tesztelését, és a fázisbeli különbség is megfelel a valós transzformátor követelményeinek. A Táblázat 1-beli fázisbeli különbség értékek a megfelelő oszlopokban definiált fázisbeli különbségek, és an-bn a fázisbeli különbséget jelenti az alacsonyfeszültségi oldalon.
5. V-v csatlakoztatott transzformátorok tesztelése
A V-v csatlakoztatott transzformátorok vezetékes módja és feszültség vektordiagramja eltér a Scott transzformátorokéntól. Azonban közös jellemisége, hogy egy háromfázisú tápegységet egy 60° fáziskülönbséggel rendelkező kétfázisú tápegységgé alakítanak, hogy megfeleljenek a nem egyensúlyban álló terhelések követelményeinek. Így ugyanaz a mérési módszer alkalmazható. Az Ábrák 3 és 4 bemutatják ezeknek a két vezetékes módoknak a csatlakoztatási diagramjait és feszültség vektordiagramjait.
Mivel a V-v csatlakoztatási módban a két fázis feszültségeinek fáziskülönbsége 60°, nem 90°, mint a Scott módban, a műszer által adott eredmények eltérőek lesznek, amikor a fordulatszám relatív hibáját számítják.
A BZJT-I tesztelő használatával a "Scott" módot választva, majd a kapcsoló bezárásával indítsa el a mérést.
Fontos megjegyezni, hogy itt a szabványos fordulatszám a háromfázisú magasfeszültségi oldali vonalfeszültség és az alacsonyfeszültségi oldali egyfázisú feszültség aránya Uab/Uαn vagy Uab/Uβn. A szerkezeti diagramon a és b a Scott transzformátor α és β fázisai, és az n a diagramban a α és β fázisok közös végpontja.
A Táblázat 2 mutatja a Scott transzformátor mérési eredményeit. Az "AB/ab" elem hibájának kiszámításakor a műszer belül a bevitt szabványos fordulatszámot 1,4142-vel osztja, mint számítási alapot. A V-v csatlakoztatott transzformátor esetében, mivel a két fázis feszültségeinek fáziskülönbsége 60°, a relatív hiba kiszámításába 41,42% fix különbséget ad, de a fordulatszám valódi mérési értéke helyes.
A V-v csatlakoztatott transzformátor esetében a két fázisbeli különbség értékei -60,000° (a sekundáris oldali fázisfeszültségek fáziskülönbsége) és -300,00° (a primáris-sekundáris oldali vonalfeszültségek fáziskülönbsége).
6. Következtetés
Egyfázisú teszt tápegység használata nem felel meg a komplex kapcsolási módú speciális transzformátorok fordulatszáma és kapcsolási módjának mérésének követelményeinek. A helyszíni és speciális transzformátor gyártók fordulatszám-tesztelésének igényeinek megfeleléséhez háromfázisú teszt tápegység módját kell kiválasztani. A háromfázisú szabványos feszültségforrás alapján működő speciális fordulatszám-tesztelő, amely gyors szinkron adatgyűjtési technológiával és digitális jel feldolgozásával támogatott, jól megfelel a fordulatszám és kapcsolási mód tesztelésének.
