Pengujian Nisbah Putaran Lanjutan untuk Transformator Khas: Scott Inverse Scott dan Sambungan V-v

1 Analisis Ralat Kaedah Pengujian Nisbah Putaran Tradisional

Jambatan nisbah putaran QJ35 dan peranti pengujian berdasarkan fasa tunggal lain semua menggunakan prinsip voltameter berganda. Walau bagaimanapun, QJ35 menghapuskan gangguan pemalar bekalan kuasa melalui keseimbangan jambatan. Untuk ujian nisbah transformer tiga fasa dengan satu bekalan kuasa, terminal yang sepadan mesti disingkatkan dan data ditukar, menukar ujian tiga fasa kepada pengukuran fasa tunggal yang bebas, dengan √3 Yd penukaran berdasarkan kumpulan sambungan.

Transformer khas, dengan mod sambungan yang berbeza daripada piawaian, menghadapi cabaran besar dengan kaedah ini. Transformer Scott mempunyai sambungan elektrik pada lilitan utama, manakala transformer rektifikasi mempunyai sambungan pada lilitan sekunder. Pengujian fasa tunggal dengan litar magnetik yang disingkatkan mengubah sambungan fasa, menyebabkan penyimpangan nisbah yang signifikan. Ia juga gagal mengukur perbezaan fasa utama-sekunder dengan tepat, menjadikan penilaian mod sambungan mustahil.

2 Kaedah Pengujian Nisbah Putaran dan Mod Sambungan Transformer Khas

Untuk menguji nisbah putaran transformer khas (berdasarkan analisis sebelumnya), gunakan output bekalan kuasa tiga fasa (perbezaan fasa 120°, piawai) atau dua fasa (perbezaan fasa 90°, untuk transformer Scott songsang). Kunci: uji mengikut operasi sebenar transformer, terapkan ~110V, ukur nisbah voltan utama-sekunder dan perbezaan fasa untuk menentukan nisbah putaran dan mod sambungan.

Dalam Rajah 2, (N,n) adalah tanah isyarat alat. Terapkan voltan tiga fasa piawai ke bahagian tekanan tinggi transformer, ukur voltan fasa (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c) berbanding dengan tanah isyarat. Gunakan operasi vektor untuk mengira voltan garis (U_AB, U_BC, U_CA, U_ab, U_bc, U_ca). Dapatkan nisbah putaran (K_AB/_ab, K_BC/_bc, K_CA/_ca) mengikut definisi, dan tentukan kumpulan melalui perbezaan sudut UAB-Uab. Untuk transformer Scott songsang, terapkan voltan dua fasa 90° ke bahagian tekanan tinggi; ukur nisbah putaran dan perbezaan fasa secara serupa. Kaedah ini menyelaraskan litar magnetik ujian dengan litar magnetik kerja transformer, memastikan hasil mencerminkan nisbah putaran dan mod sambungan sebenar.

3 Prinsip Kerja Alat Pengujian

Dengan perkembangan pesat sirkuit terintegrasi berskala besar, peningkatan prestasi peranti sumber kuasa, dan evolusi mendalam teknologi pemprosesan isyarat digital, kini hampir mungkin untuk merancang alat pengujian nisbah putaran khas mengikut idea-idea yang dinyatakan. Alat ini boleh dibahagikan menjadi tiga bahagian: sumber kuasa, pengambilan isyarat pelbagai saluran pada kelajuan tinggi, dan pemprosesan isyarat digital.

Untuk melakukan ujian nisbah putaran pada transformer dengan cara sambungan khas, sumber kuasa tiga fasa yang seimbang atau sumber kuasa dua fasa dengan perbezaan fasa 90° mesti digunakan. Isyarat set dipancarkan oleh peranti analog, dan selepas dipanaskan oleh peranti kuasa, voltan AC tiga fasa dihasilkan, supaya ujian transformer khas dapat dilakukan dalam keadaan operasi sebenar. Untuk mengurangkan kesan fluktuasi bekalan kuasa alat (AC 220 V) terhadap hasil ujian, output sumber kuasa piawai mesti mempunyai stabiliti yang agak tinggi.

Oleh kerana melibatkan banyak operasi vektor, untuk memastikan mod sambungan yang betul dan perbezaan sudut fasa antara bahagian utama dan sekunder, sekurang-kurangnya 6 saluran isyarat mesti dikumpulkan secara serentak, iaitu 3 saluran voltan pada bahagian tekanan tinggi dan 3 saluran voltan pada bahagian tekanan rendah. Alat ini menggunakan reka bentuk struktur mikrokomputer cip tunggal yang dikombinasikan dengan FPGA. FPGA menyiapkan sampel serentak dan penyimpanan data 6 saluran isyarat, dan mikrokomputer cip tunggal bertanggungjawab untuk pemprosesan data dan output.

Untuk mengelakkan kesan pelbagai gangguan elektromagnetik yang rumit terhadap data ujian di tapak ujian, hapuskan pelbagai isyarat gangguan selain gelombang asas isyarat AC bekalan ujian, dan gunakan algoritma transformasi Fourier pantas untuk memproses isyarat digital setiap saluran, supaya tujuan anti-gangguan dapat dicapai. Dengan menggunakan transformasi Fourier pantas, maklumat vektor setiap saluran isyarat dan perbezaan sudut fasa antara bahagian utama dan sekunder boleh diperoleh dengan mudah, dan kemudian perbezaan sudut fasa dan mod sambungan boleh dikira.

Untuk mengelakkan kesan ralat bekalan kuasa ujian tiga fasa terhadap pengukuran, apabila voltan fasa ujian adalah 80 V, ketidakseimbangan amplitud voltan bekalan sebaiknya lebih baik daripada ±0.04 V, dan ketidakseimbangan fasa sebaiknya lebih baik daripada ±0.04°.

4 Keputusan Pengukuran Transformer Scott dan Scott Songsang

Alat pengujian nisbah putaran transformer khas yang dibangunkan mengikut idea-idea yang dinyatakan telah diuji di sebuah substesen tertentu, dan data yang diukur ditunjukkan dalam Jadual 1.

Dapat dilihat dari Jadual 1 bahawa alat pengujian transformer khas berdasarkan sumber voltan tiga fasa telah berjaya menyelesaikan ujian nisbah putaran dua jenis transformer khas, dan perbezaan sudut fasa juga memenuhi keperluan transformer sebenar. Nilai perbezaan sudut fasa dalam Jadual 1 adalah perbezaan sudut fasa yang didefinisikan dalam lajur masing-masing, dan an-bn mewakili perbezaan sudut fasa-fasa pada bahagian tekanan rendah.

5 Pengujian Transformer Berhubungan V-v

Mod sambungan dan rajah vektor voltan transformer berhubungan V-v berbeza daripada transformer Scott. Walau bagaimanapun, ciri umum mereka adalah mereka menukar bekalan kuasa tiga fasa kepada bekalan kuasa dua fasa dengan perbezaan fasa tetap untuk memenuhi keperluan beban tidak seimbang. Oleh itu, kaedah pengukuran yang sama boleh digunakan. Rajah 3 dan 4 menunjukkan rajah sambungan dan rajah vektor voltan kedua-dua mod sambungan ini.

Kerana perbezaan fasa antara voltan dua fasa pada bahagian sekunder di bawah mod sambungan V-v adalah 60°, bukan 90° dalam mod Scott, hasil yang diberikan oleh alat berbeza apabila mengira ralat relatif nisbah putaran.

Apabila menguji dengan alat BZJT-I, pilih mod "Scott" dan kemudian tutup saklar untuk memulakan pengukuran.

Perlu diingat bahawa nisbah putaran standard di sini merujuk kepada nisbah voltan garis tiga fasa pada bahagian tekanan tinggi transformer yang diuji terhadap voltan fasa tunggal pada bahagian tekanan rendah U_ab/U_αn atau U_ab/U_βn. Dalam rajah struktur di bawah, a dan b berkoresponden dengan α dan β transformer Scott, dan n dalam rajah berkoresponden dengan terminal sepunya fasa α dan β.

Jadual 2 menunjukkan keputusan ujian transformer Scott. Apabila mengira ralat item "AB/ab", alat secara dalaman membahagikan nisbah putaran standard input dengan 1.4142 sebagai acuan pengiraan. Untuk transformer berhubungan V-v, kerana perbezaan fasa antara voltan dua fasa pada bahagian sekunder adalah 60°, perbezaan tetap 41.42% dimasukkan ke dalam pengiraan ralat relatif, tetapi nilai nisbah putaran yang sebenarnya diukur adalah betul.

Untuk transformer berhubungan V-v, nilai dua perbezaan sudut fasa haruslah –60.000° (perbezaan sudut voltan fasa pada bahagian sekunder) dan –300.00° (perbezaan sudut voltan garis antara bahagian utama dan sekunder).

6 Kesimpulan

Menggunakan bekalan kuasa ujian fasa tunggal tidak dapat memenuhi keperluan pengukuran nisbah putaran dan mod sambungan transformer dengan mod sambungan yang rumit. Untuk menyesuaikan dengan kerja ujian nisbah putaran di tapak dan pembuat transformer khas, mod sumber kuasa ujian tiga fasa sepatutnya dipilih untuk pengukuran. Alat pengujian nisbah putaran khas, yang berdasarkan output sumber voltan tiga fasa standard dan disokong oleh teknologi pengambilan serentak berkelajuan tinggi dan teknologi pemprosesan isyarat digital, dapat menyelesaikan ujian nisbah putaran dan mod sambungan dengan baik.