Napredni test odnosa zavojnika za specijalne transformatore: Scott, inverzni Scott i V-v veze

1 Analiza grešaka tradicionalnih metoda testiranja omjera zavojnica

QJ35 most za omjer zavojnica i drugi testeri temeljeni na jednofaznom principu koriste princip dvostrukog voltmetra. QJ35, međutim, eliminira smetnje fluktuacija napajanja putem ravnoteže mosta. Za testiranje omjera zavojnica trofaznog transformatora s jednim izvorom napajanja, odgovarajući terminali moraju biti skraćeni i podaci pretvoreni, čime se trofazni testovi pretvaraju u nezavisne jednofazne mjerenja, s √3 Yd konverzijom temeljem grupa povezivanja.

Specijalni transformatori, sa različitim načinima povezivanja od standardnih, suoče se s velikim izazovima s ovom metodom. Scott transformatori imaju električna povezivanja primarnih zavoja, dok pravilni transformatori imaju sekundarne. Jednofazno testiranje sa skraćenim magnetskim krugovima mijenja fazne veze, uzrokujući značajne odstupanja u omjeru. Također ne može točno mjeriti fazne razlike između primarnog i sekundarnog stranice, što čini nemogućim ocjenu načina povezivanja.

2 Metode testiranja omjera zavojnica i načina povezivanja specijalnih transformatora

Za učinkovito testiranje omjera zavojnica specijalnih transformatora (prema prethodnoj analizi), koristite trofazni (120° fazni razmak, standard) ili dvofazni (90° fazni razmak, za inverzne Scott transformatore) izlaz izvora napajanja. Ključ: testirajte prema stvarnoj operaciji transformatora, primijenite ~110V, izmjerite omjer napona između primarnog i sekundarnog stranice i fazne razlike kako biste odredili omjer zavojnica i način povezivanja.

Na slici 2, (N,n) je signal masne točke instrumenta. Primijenite standardni trofazni napon na visokonaponski stranici transformatora, izmjerite fazne napone (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c) u odnosu na signal masne točke. Koristite vektorske operacije za izračunavanje linijasnih napona (U_AB, U_BC, U_CA, U_ab, U_bc, U_ca). Prema definiciji, izvedite omjere zavojnica (K_AB/_ab, K_BC/_bc, K_CA/_ca) i odredite grupe preko razlika kuta UAB-Uab. Za inverzne Scott transformatore, primijenite dvofazni napon od 90° na visokonaponski stranici; na sličan način izmjerite omjere zavojnica i fazne razlike. Ova metoda poravnava testni magnetski krug s radnim magnetskim krugom transformatora, osiguravajući da rezultati odražavaju stvarne omjere zavojnica i načine povezivanja.

3 Radni princip uređaja za testiranje

S brzim razvojem velikih integriranih sklopova, poboljšanjem performansi napajajućih uređaja i dubokom evolucijom tehnologije obrade digitalnih signala, sada je gotovo moguće dizajnirati specijalne uređaje za testiranje omjera zavojnica prema gore navedenim idejama. Uređaj se može grobno podijeliti u tri dijela: izvor napajanja, višekanalno brzo prikupljanje signala i obrada digitalnih signala.

Da bi se provedao test omjera zavojnica na transformatoru s posebnim načinom povezivanja, mora se koristiti ravnotežni trofazni izvor napajanja ili dvofazni izvor napajanja s faznim razmakom od 90°. Signal se šalje analognim uređajima, a nakon pojačavanja putem napajajućih uređaja, izlazi trofazni AC napon, kako bi se realiziralo testiranje specijalnog transformatora u stvarnim radnim uvjetima. Da bi se smanjilo utjecanje fluktuacija napajanja instrumenta (AC 220 V) na rezultate testa, izlaz standardnog izvora napajanja mora imati relativno visoku stabilnost.

Zbog uključenja velikog broja vektorskih operacija, kako bi se osiguralo točno povezivanje i razlika faznih kutova između primarnog i sekundarnog stranice, mora se istodobno prikupiti najmanje 6 kanala signala, odnosno 3 kanala napona na visokonaponskom stranici i 3 kanala napona na niskonaponskom stranici. Uređaj koristi strukturni dizajn mikrokontrolera kombiniran s FPGA-om. FPGA obavlja sinkrono uzorkovanje i pohranu 6 kanala signala, a mikrokontroler je odgovoran za obradu i izlaz podataka.

Da bi se izbjegao utjecaj raznih složenih elektromagnetskih smetnji na podatke testiranja na lokaciji, eliminiraju se sve smetnje osim osnovne talasne komponente AC signala izvora napajanja za testiranje, a algoritam brze Fourierove transformacije se koristi za obradu digitalnih signala svakog kanala, kako bi se postigla svrha protiv smetnji. Koristeći brzu Fourierovu transformaciju, lako se može dobiti vektorska informacija svakog kanala signala i razlika faznih kutova između primarnog i sekundarnog stranice, a zatim se mogu izračunati razlike faznih kutova i način povezivanja.

Da bi se izbjegao pogrešan utjecaj trofaznog ispitnog izvora napajanja na mjerenje, kada je fazonaponski napon 80 V, nebalansirana amplituda napajanja treba biti bolja od ±0,04 V, a fazna nebalansirana stopa treba biti bolja od ±0,04°.

4 Mjereni rezultati Scott i inverznih Scott transformatora

Specijalni tester omjera zavojnica razvijen prema gore navedenim idejama testiran je u određenoj podstanici, a izmjereni podaci su prikazani u tablici 1.

Iz tablice 1 se može vidjeti da je specijalni tester omjera zavojnica temeljen na trofaznom izvoru napajanja uspješno završio testiranje omjera zavojnica dva tipa specijalnih transformatora, a razlike faznih kutova također zadovoljavaju zahtjeve stvarnog transformatora. Vrijednosti razlika faznih kutova u tablici 1 predstavljaju definirane razlike faznih kutova u svojim stupcima, a an-bn predstavlja razliku faznih kutova na niskonaponskom stranici.

5 Testiranje transformatora s V-v povezivanjem

Način povezivanja i dijagram vektora napona transformatora s V-v povezivanjem razlikuju se od onih kod Scott transformatora. Međutim, njihova zajednička karakteristika je da pretvaraju trofazni izvor napajanja u dvofazni izvor napajanja s fiksiranim faznim razmakom kako bi se zadovoljili zahtjevi neravnotežnih opterećenja. Stoga se može koristiti ista metoda mjerenja. Slika 3 i 4 pokazuju sheme povezivanja i dijagrame vektora napona ova dva načina povezivanja.

Zbog razlike faznih kutova između dvofaznih napona na sekundarnom stranici u V-v povezivanju od 60°, umjesto 90° u Scott modu, rezultati koje daje uređaj razlikuju se kada se izračunava relativna greška omjera zavojnica.

Pri testiranju s BZJT-I testerom, odaberite "Scott" mod, a zatim zatvorite prekidač za početak mjerenja.

Treba napomenuti da se standardni omjer zavojnica ovdje odnosi na omjer linijasnog napona tri faze na visokonaponskom stranici ispitnog transformatora i napona jedne faze na niskonaponskom stranici U_ab/U_αn ili U_ab/U_βn. U strukturnom dijagramu ispod, a i b odgovaraju α i β Scott transformatora, a n u dijagramu odgovara zajedničkom terminalu faza α i β.

Tablica 2 prikazuje rezultate testiranja Scott transformatora. Pri izračunu greške stavke "AB/ab", uređaj unutrašnje dijeli ulazni standardni omjer zavojnica s 1,4142 kao referentnu točku. Za transformator s V-v povezivanjem, budući da je razlika faznih kutova između dvofaznih napona na sekundarnom stranici 60°, u izračun relativne greške uvedena je fiksna razlika od 41,42%, ali stvarno izmjerena vrijednost omjera zavojnica je točna.

Za transformator s V-v povezivanjem, vrijednosti dvije razlike faznih kutova trebaju biti –60,000° (razlika faznih napona na sekundarnom stranici) i –300,00° (razlika linijasnih napona između primarnog i sekundarnog stranice).

6 Zaključak

Korištenje jednofaznog ispitnog izvora napajanja ne može zadovoljiti zahtjeve za mjerenje omjera zavojnica i načina povezivanja specijalnih transformatora s složenim načinima povezivanja. Da bi se prilagodilo testiranju omjera zavojnica na lokaciji i proizvođačima specijalnih transformatora, treba odabrati trofazni ispitni izvor napajanja za mjerenje. Specijalni tester omjera zavojnica, temeljen na izlazu standardnog trofaznog izvora napajanja i podržan brzom sinkronom prikupljanju i obradi digitalnih signala, može dobro završiti testove omjera zavojnica i načina povezivanja.