Pagsusuri ng Nakakalakas na Ratio para sa mga Espesyal na Transformer: Scott, Inverse Scott, at V-v Connections

1 Pag-aanalisa ng mga Tradisyonal na Pamamaraan sa Pagsusuri ng Ratio ng Bilang ng Gawi

Ang QJ35 turn ratio bridge at iba pang mga tester na batay sa iisang phase ay gumagamit ng prinsipyo ng double-voltmeter. Ang QJ35, gayunpaman, ay nag-eelimina ng interference mula sa pagbabago ng supply ng power sa pamamagitan ng balanse ng bridge. Para sa pagsusuri ng ratio ng bilang ng gawi ng three-phase transformer gamit ang iisang supply ng power, kailangan na ma-short ang mga katugon na terminal at ma-convert ang data, na nagsasalamin sa pagbabago ng three-phase tests sa independent na single-phase measurements, kasama ang √3 Yd conversion batay sa connection groups.

Ang mga espesyal na transformers, na may iba't ibang mode ng koneksyon kaysa sa standard, ay nakakaharap sa malaking hamon sa pamamaraang ito. Ang Scott transformers ay may electrical connections sa primary winding, habang ang mga rectifier transformers ay may secondary ones. Ang single-phase testing na may ma-short na magnetic circuits ay nagbabago ng phase connections, na nagreresulta sa malaking pagbabago sa ratio. Ito rin ay hindi makakapagtamo ng tama ang primary-secondary phase differences, na nagpapahirap sa paghuhusga ng mode ng koneksyon.

2 Mga Pamamaraan sa Pagsusuri ng Ratio ng Bilang ng Gawi at Mode ng Koneksyon ng Espesyal na Transformers

Upang makuha ang epektibong pagsusuri ng ratio ng bilang ng gawi ng espesyal na transformers (batay sa naunang analisis), gamitin ang three-phase (120° phase difference, standard) o two-phase (90° phase difference, para sa inverse Scott transformers) power supply outputs. Ang susi: subukan batay sa aktwal na operasyon ng transformer, ilapat ang ~110V, sukatin ang primary-secondary voltage ratios at phase differences upang matukoy ang ratio ng bilang ng gawi at mode ng koneksyon.

Sa Figure 2, (N,n) ang instrument signal ground. Ilapat ang standard na three-phase voltage sa high-voltage side ng transformer, sukatin ang phase voltages (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c) relative sa signal ground. Gamitin ang vector operations upang kalkulahin ang line voltages (U_AB, U_BC, U_CA, U_ab, U_bc, U_ca). Derive ang turn ratios (K_AB/_ab, K_BC/_bc, K_CA/_ca) batay sa definisyon, at matukoy ang groups sa pamamagitan ng angle differences ng UAB-Uab. Para sa inverse Scott transformers, ilapat ang 90° two-phase voltage sa high-voltage side; parehong sukatin ang turn ratios at phase differences. Ang pamamaraang ito ay nagsasalamin sa test magnetic circuit sa working magnetic circuit ng transformer, na nag-uugnay sa resulta na tumutugon sa aktwal na turn ratios at connection modes.

3 Prinsipyong Paggana ng Tester

Sa mabilis na pag-unlad ng large-scale integrated circuits, ang pag-improve ng performance ng power source devices, at ang in-depth evolution ng digital signal processing technology, ito ay posible na ngayong disenyan ang espesyal na turn ratio testing instruments ayon sa nabanggit na ideya. Ang instrumento ay maaaring hatiin sa tatlong bahagi: power source, multi-channel signal high-speed acquisition, at digital signal processing.

Upang magsagawa ng turn ratio test sa isang transformer na may espesyal na wiring method, kailangan ng balanced three-phase power supply o two-phase power supply na may 90° phase difference. Isinilbing set signal ng analog devices, at pagkatapos mapalakihin ng power devices, ilalabas ang three-phase AC voltage, upang maisakatuparan ang test ng espesyal na transformer sa aktwal na kondisyon ng operasyon. Upang bawasan ang epekto ng pagbabago ng supply ng power ng instrument (AC 220 V) sa resulta ng test, ang output ng standard power supply kailangang magkaroon ng mataas na estabilidad.

Dahil sa kinasasangkutan ng maraming vector operations, upang matiyak ang tama na mode ng koneksyon at ang phase angle difference sa pagitan ng primary at secondary sides, kailangan na makuha ang hindi bababa sa 6 channels ng mga signal nang sabay-sabay, na ang 3 channels ng mga voltage sa high-voltage side at 3 channels ng mga voltage sa low-voltage side. Ang instrumento ay gumagamit ng structural design ng single-chip microcomputer na pinagsama sa FPGA. Ang FPGA ay natatapos ang synchronous sampling at data storage ng 6 channels ng mga signal, at ang single-chip microcomputer ay responsable sa data processing at output.

Upang maiwasan ang epekto ng iba't ibang complex electromagnetic interferences sa test data sa test site, alisin ang iba't ibang interference signals maliban sa fundamental wave ng AC signal ng test power supply, at gamitin ang fast Fourier transform algorithm upang gawin ang digital signal processing sa bawat channel ng signal, upang makamit ang layunin ng anti-interference. Sa pamamagitan ng fast Fourier transform, maaaring makuha nang madali ang vector information ng bawat channel ng signal at ang phase angle difference sa pagitan ng primary at secondary sides, at pagkatapos ay maaaring kalkulahin ang phase angle difference at mode ng koneksyon.

Upang maiwasan ang epekto ng error ng three-phase test power supply sa pagsukat, kapag ang test phase voltage ay 80 V, ang amplitude unbalance degree ng supply voltage dapat mas mahusay kaysa ±0.04 V, at ang phase unbalance degree dapat mas mahusay kaysa ±0.04°.

4 Nakukuhang Resulta ng Scott at Inverse Scott Transformers

Ang espesyal na transformer turn ratio tester na isinulong ayon sa nabanggit na ideya ay nasubok sa isang partikular na substation, at ang nakukuhang data ay ipinapakita sa Table 1.

Makikita sa Table 1 na ang espesyal na transformer tester batay sa three-phase voltage source ay matagumpay na natapos ang turn ratio test ng dalawang uri ng espesyal na transformers, at ang phase angle difference ay sumasang-ayon sa kinakailangan ng aktwal na transformer. Ang mga halaga ng phase angle difference sa Table 1 ay ang phase angle differences na inilalarawan sa kanilang mga hinahanap, at an-bn kumakatawan sa phase-to-phase angle difference sa low-voltage side.

5 Pagsusuri ng V-v Connected Transformers

Ang mode ng koneksyon at voltage vector diagram ng V-v connected transformer ay iba mula sa Scott transformer. Gayunpaman, ang kanilang karaniwang katangian ay ang pag-convert ng three-phase power supply sa two-phase power supply na may fixed phase difference upang tugunan ang pangangailangan ng unbalanced loads. Kaya, ang parehong paraan ng pagsukat ay maaaring gamitin. Ang Figures 3 at 4 ay nagpapakita ng wiring diagrams at voltage vector diagrams ng mga itong dalawang mode ng koneksyon.

Dahil ang phase difference sa pagitan ng two-phase voltages sa secondary side sa ilalim ng V-v connection mode ay 60°, hindi 90° sa Scott mode, ang resulta na ibinibigay ng instrumento ay magkaiba kapag kalkulahin ang relative error ng turn ratio.

Kapag sinusubok gamit ang BZJT-I tester, piliin ang "Scott" mode at pagkatapos ay isara ang switch upang simulan ang pagsukat.

Dapat tandaan na ang standard turn ratio dito ay tumutukoy sa ratio ng line voltage ng three phases sa high-voltage side ng sinusubok na transformer sa voltage ng single phase sa low-voltage side U_ab/U_αn o U_ab/U_βn. Sa structural diagram sa ibaba, ang a at b ay tumutugon sa α at β ng Scott transformer, at ang n sa diagram ay tumutugon sa common terminal ng α at β phases.

Ipinalalathala sa Table 2 ang resulta ng pagsusuri ng Scott transformer. Kapag kalkulahin ang error ng "AB/ab" item, ang instrumento ay nai-divide ang input na standard turn ratio sa 1.4142 bilang benchmark ng kalkulasyon. Para sa V-v connected transformer, dahil ang phase difference sa pagitan ng two-phase voltages sa secondary side ay 60°, isinama ang fixed difference na 41.42% sa kalkulasyon ng relative error, ngunit ang aktwal na sukat ng turn ratio ay tama.

Para sa V-v connected transformer, ang mga halaga ng dalawang phase angle differences dapat na -60.000° (phase difference ng phase voltages sa secondary side) at -300.00° (phase difference ng line voltages sa pagitan ng primary at secondary sides).

6 Kasimpulan

Ang paggamit ng single-phase test power supply ay hindi sapat upang tugunan ang mga kinakailangan sa pagsusuri ng turn ratio at mode ng koneksyon ng espesyal na transformers na may komplikadong mode ng koneksyon. Upang ma-adapt sa trabaho ng pagsusuri ng turn ratio ng on-site at mga tagagawa ng espesyal na transformers, dapat piliin ang three-phase test power supply mode para sa pagsusuri. Ang espesyal na turn ratio tester, na batay sa output ng three-phase standard voltage source at suportado ng high-speed synchronous acquisition technology at digital signal processing technology, ay maaaring mabuti na matapos ang mga pagsusuri ng turn ratio at mode ng koneksyon.