Pratarmė
Sparčiai plėtojant energijos sistemą iki aukštos įtampos ir didelės talpos, kintamosios srovės reikalavimas atlaiko energijos įrangos bandymą kiekvieną dieną. Kaip pagrindinė bandymo įranga, serijos rezonanso įtaisas vaidina nepakeičiamą vaidmenį užtikrinant saugų energijos sistemos veikimą.
Tradicinis galios dažnio bandymo transformatoriai susiduria su dideliais apribojimais, kai atliekant kintamąją testą atliekant didelės elektrinės įrangos įtampos bandymus (pvz., 1000mW šiluminės galios vienetus, 800 MWW hidroelektrinius blokus ir 500 kV aukštos įtampos XLPE kabelius), įskaitant jų didelių gabaritų dydį, per didelius svorio ir dideles galios poreikius, todėl sunku patenkinti lankstumo ir efektyvumo testus. Priešingai, serijos rezonanso įtaisai naudoja serijos rezonanso principą, kai kintamo dažnio valdiklis sureguliuoja išėjimo dažnį, kad būtų pasiektas rezonansas tarp kilpos induktyvumo ir bandinio talpos. Šiuo metu kilpos varža yra minimizuojama, o srovė yra maksimaliai padidinta, leidžianti išėjimo iš aukštos įtampos esant mažesnei įvesties galiai, veiksmingai nukreipiant tradicinės įrangos technines kliūtis.
Žvelgiant iš taikymo apimties, serijos rezonanso įtaisai yra plačiai apimti pagrindinių bandymų scenarijus energijos sistemose, įskaitant kintamosios srovės atlaikymo įtampos bandymus nuo 6kV iki 500 kV aukštos įtampos XLPE kabelių, atlaiko generatorių ir GIS jungiklių įtampos testus, ir galios dažnio dažnio testus transformatoriams. Jie yra pagrindinės įrankiai, atliekantys bandymą ir prevencinį energijos įrangos bandymą [3]. Jų svarba ne tik atspindi techninius rezultatus, bet ir slypi užtikrinant energijos įrangos izoliacijos efektyvumą atliekant tikslų bandymą, sumažinant tinklo gedimų, kuriuos sukelia izoliacijos defektai, riziką ir tiesiogiai paveikiant elektros sistemų patikimumą ir stabilumą.
(Paveikslėlyje parodytas tipinis serijos rezonansinių įrenginių pritaikymo paskirstymas)
Tyrimo tikslas - sukurti išsamią serijos rezonansinių prietaisų žinių sistemą, pirmiausia kyla iš pagrindinės šios technologijos padėties energijos sistemose ir jos daugialypės techninės sankirtos charakteristikos. Tobulėjant energijos įrangai, siekiant didesnės įtampos ir didesnės talpos, serijos rezonansinių įtaisų taikymo scenarijai toliau plečiasi (pvz., Kintamos srovės, atlaikančios 6 kV -500} kV aukštos įtampos XLPE kabelius ir 1000MW šiluminės galios generavimo vienetus). Tačiau ši technologija apima grandinių teoriją, dažnio konversijos kontrolę, aukštos įtampos matavimą ir kitas daugiadalykines žinių sritis. Esamos techninės medžiagos yra išsibarstę įvairiais aspektais, įskaitant principinius aprašymus, įrangos parametrus ir taikymo atvejus, neturinčius sisteminės integracijos.
Tiksliau, norint sukurti išsamią žinių sistemą, reikia aprėpti šiuos pagrindinius tikslus:
Teorijos ir praktikos integracija: Serijos rezonanso įtaiso branduolys yra pagrįstas grandinės rezonanso principais (pvz., Kai kondensatoriai C ir induktoriai L yra sujungti nuosekliai, talpinė reakcija XC yra lygi indukciniam reaktyvumui XL, o „Refedance Z“ pasiekia minimalią vertę). Tačiau praktinėms inžinerinėms programoms reikia integruoti specifines technologijas, tokias kaip dažnio reguliavimas kintamo dažnio valdikliais ir įtampos padidinimu sužadinimo transformatoriais. Derinant pagrindines teorijas (tokias kaip rezonanso sąlygos ir varžos charakteristikos) su inžinerijos įgyvendinimais (tokiais kaip struktūrinė sudėtis ir kontrolės logika), technikai gali pereiti nuo „žinodami, kas“ prie „supratimo kodėl“.
Techninės detalės vizualizacija: Serijos rezonansinio įrenginio darbo mechanizmas apima kelių komponentų bendradarbiavimą (dažnio keitiklis, sužadinimo transformatorius, aukštos įtampos reaktorius, aukštos įtampos įtampos daliklis). Signalo srautas ir energijos perdavimas turi būti intuityviai pateiktas per
struktūrinės schemos
; tuo tarpu ryšys tarp rezonansinio dažnio ir varžos poreikių
kiekybiškai analizuojama naudojant dažnio charakteristines kreives. Pagrindinė grandinės schema (), dažnio charakteristika () ir konstrukcinės kompozicijos diagrama (), pateikta vaizdo informacijoje, yra pagrindiniai žinių sistemos vizualizavimo nešėjai.
Į ateitį atrodantis technologinės raidos pobūdis: aukšto dažnio, intelektualių ir integruotų serijinių rezonansinių prietaisų tendencija (pvz., Skaitmeninė kontrolė
Patobulinti derinimo tikslumą ir integruotą projektavimo mažinimo įrangos dydį) reikia techninės plėtros plano (), kad būtų galima apibūdinti evoliucijos kelią, paaiškinti pagrindinius technologinius proveržus įvairiomis kryptimis (pvz., Aukšto lygio medžiagų taikymo taikymą ir optimizavimą naudojant išmaniuosius algoritmus) ir pabrėžti jų praktinę vertę (pvz., Įvykdyti aukštesnio įtampos testo reikalavimus).
Apibendrinant galima pasakyti, kad išsamios žinių sistemos kūrimo tikslas yra pateikti sistemingas technologijų tyrimų ir plėtros, įrangos eksploatavimo ir priežiūros rekomendacijas per teorinę integraciją, vizualizaciją ir tendencijų analizę, kad būtų skatinamas efektyvus pritaikymas ir nuolatinės serijų rezonansinių įrenginių inovacijos energijos sistemose.
pamatų teorija
Serijos rezonansinio įrenginio grandinės topologija sutelkta į serijos kilpą, kurią sudaro rezistoriai (R), induktoriai (L) ir kondensatoriai (C). Jį daugiausia sudaro pagrindiniai komponentai, tokie kaip dažnio keitiklis, sužadinimo transformatorius, aukštos įtampos reaktorius (pateikiantis induktorių L) ir aukštos įtampos įtampos daliklis (sudarantis serijos ryšį su bandinio kondensatoriumi C). Pagrindinė jo topologija gali būti supaprastinta taip: Dažnio keitiklio išėjimai reguliuojama Dažnio kintamosios srovės galia, kurią padidina sužadinimo transformatorius, o po to pritaikytas serijos kilpai, sudarytos iš aukštos įtampos reaktoriaus (L), bandinio kondensatoriaus (C) ir lygiaverčio grandinės atsparumo (R).
Rezonanso būklė suaktyvėja, kai talpinis reaktyvumas (XC) yra lygus indukciniam reaktyvumui (XL), ty xc=xl. Šiuo metu kondensatoriaus ir induktoriaus reakcijos atšaukia vienas kitą, todėl grandinė tampa vien tik varža. Bendra varža z=√ (r² + (xc-xl) ²)=r, pasiekiant minimalią jo vertę; Tuo pačiu metu kilpos srovė i=u/z pasiekia maksimalią vertę, sudarydama serijos rezonanso būseną (dar vadinamą įtampos rezonansu).
Žvelgiant iš dažnio charakteristikų, talpinis reaktyvumas xc=1/(2πfc) mažėja didėjant F dažniui, o indukcinė reakcija xl=2 πfl didėja didėjant dažniui f. Bendra varža Z pirmiausia mažėja, o po to padidėja dažniu. Kai dažnis pasiekia rezonansinį dažnį f₀, xc=xl ir z=r, kuri yra mažiausia vertė, šiuo metu grandinės energijos perdavimo efektyvumas yra didžiausias.
(Kaip parodyta paveikslėlyje, serijos rezonansinio įtaiso dažnio charakteristika yra nubraižyta x ašyje, nes dažnis F ir Y ašis kaip varža Z. Rezonansinis dažnis F₀ ir minimalus varžos taškas yra aiškiai pažymėti, o įtraukti trijų kreivių rinkinių variacijos tendencijos.).
(Kaip parodyta paveikslėlyje, serijos rezonanso įtaiso darbo srauto diagrama apima keturias pagrindines nuorodas: dažnio konvertavimo valdymas, sužadinimo padidinimas, aukštos įtampos išėjimas ir įtampos daliklio grįžtamasis ryšys. Jis intuityviai parodo kiekvieno komponento, dirbančio kartu siekiant rezonansinės būsenos, procesą.)
Matematinio modelio išvedimas
Matematinis serijos rezonansinio įrenginio modelis yra pagrįstas pagrindinėmis RLC serijos grandinės charakteristikomis, o jo branduolį galima išvesti pagal šią formulę:
Bendrosios varžos išraiška: serijos rezonansinės grandinės yra sudarytos iš atsparumo (R), induktyvumo (L) ir talpos (c) iš eilės. Sudėtinga bendro varžos (Z) forma yra:
= R + j(X_L - X_C)
Jie, indukcinis pasipriešinimas (x _ l=2 f l) (proporcingas dažniui (f)) ir talpinis pasipriešinimas (x _ c =) (atvirkštinis proporcingas dažniui (f)).
Rezonanso sąlyga: Kai (x _ l=x _ c), įsivaizduojama dalis (j (x _} lx _ c)=0) yra grynas rezistyvusis, o grandinė pasiekia serijos būseną. Galima pakeisti (x _ l) ir (x _ c) išraišką.
L =
rezonansinis dažnis (f _0):
=
Formulė rodo, kad rezonansinį dažnį lemia tik induktoriaus (l) ir kondensatoriaus (c) parametrai, ir neturi nieko bendra su pasipriešinimu (R).
Dabartinės ir įtampos charakteristikos: rezonantinėje būsenoje bendra varža (z=r) pasiekia minimalią vertę, o kilpos srovė (i {=) pasiekia maksimalią vertę (u yra įvesties įtampa). Šiuo metu kondensatoriaus ir induktoriaus įtampos yra (u _ c=ix _ c) ir (u _ l=ix _ l). Kadangi (x _ l=x _ c), (u _ c=u _ l=qu) (Q yra kokybės faktorius, q =), reiškianti valią, kurios gali būti viršūnės, arba indukcas ({15}}}), reiškianti valią visoje vietoje, o ne. įvesties įtampa. Todėl serijos rezonansas taip pat žinomas kaip „įtampos rezonansas“.
Varžos charakteristika
Serijos rezonansinės grandinės varža skiriasi taip:
Dažnis mažesnis už rezonansinį dažnį ((f)
Dažnis, lygus rezonansiniam dažniui ((f=f _0)) :( x _ c=x {_ l), grandinė yra gryno pasipriešinimo, o bendras impedansas (z=r) yra minimalus.
Frequency higher than the resonant frequency ((f> f_0)): at this time (X_L>X _ c), grandinė pasižymi indukciniu pobūdžiu, o bendra varža (z) padidėja didėjant dažniui.
Atsparumo (R) poveikis varžos charakteristikoms daugiausia atsispindi rezonansinės smailės aštrume: kuo mažesnis (R), tuo didesnis kokybės koeficientas (q), tuo ryškesnis rezonansinis smailė ir kuo stipresnis grandinės dažnio selektyvumas; Priešingai, kuo didesnis (r), tuo mažesnis (q), tuo plokštesnis rezonansinis smailė ir tuo didesnis energijos nuostolis.
(Kaip parodyta paveikslėlyje, serijos rezonanso įtaiso darbo srauto diagrama intuityviai parodo, kaip dažnio konversijos valdymas, sužadinimo padidinimas, aukštos įtampos išėjimas, įtampos daliklio grįžtamasis ryšys ir kitos nuorodos veikia kartu, kad būtų pasiekta rezonantinė būsena)
Rezonansinis dažnis yra pagrindinis serijos rezonansinio įrenginio parametras. Jo skaičiavimo metodas grindžiamas rezonansine sąlyga, kad RLC serijos grandinėje esanti talpinė reakcija ir induktyvus reaktyvumas yra lygus. Konkretūs išvedimo ir taikymo taškai yra šie:
1. Pagrindinių formulių išvedimas
Series rezonanso suaktyvinimo sąlyga yra ta, kad talpinis reaktyvumas ((x _ c)) ir indukcinis reaktyvumas ((x _ l)) yra lygus, tai yra (x _ c=x _ l). Kur:
Talpa (x _ c =) ((c yra mėginio talpa, f vienetas; f yra dažnis, vienetas Hz));
X _ l=2 f l (l yra aukštos įtampos reaktoriaus induktyvumas, H blokas).
Pakeičiant du lygybės pajėgumus:
[= 2f_0 L]
Rezonansinio dažnio (f _0) skaičiavimo formulė po rūšiavimo yra toks:
[f_0 = ]
Formulė rodo, kad rezonansinį dažnį lemia tik induktoriaus (l) ir kondensatoriaus (c) parametrai, ir neturi nieko bendra su atsparumu kilpai (R) [2] [4].
2. Parametro reikšmė ir praktinis taikymas
Induktyvumas (L): nustatomas pagal aukštos įtampos reaktoriaus projektinius parametrus (tokius kaip posūkiai, šerdies medžiaga), paprastai fiksuota vertė arba gali būti pakoreguota kelių reaktorių serijos/lygiagrečiomis jungtimis.
Talpos (c) talpa: nustatoma pagal bandomojo elemento izoliacijos struktūrą (pvz., Kabelį, transformatorių), ir nustatoma pagal bandymo elemento tipą (pvz., 1 0} kV kabelio talpą apie 0,1 μf/km) arba išmatuotą vertę.
Dažnio reguliavimas: Tikrinant tikrinimą, išėjimo dažnis (f) yra sureguliuojamas per kintamo dažnio valdiklį, kad būtų artėjant (f _0), taip jaudinant rezonansinę būseną. Jei bandomojo bandinio ar reaktoriaus induktyvumo (l) talpa (c) keičiasi (pvz., Pakeitimas bandinio bandinio pakeitimas arba reaktoriaus konfigūracijos koregavimas), reikia iš naujo įvertinti (F _0) ir kintamojo dažnio valdiklio išėjimo dažnį.
3. Inžinerijos skaičiavimo atsargumo priemonės
Multiple reactor combination: When the inductance of a single reactor is insufficient, the total inductance (L) can be adjusted by series (total inductance (L_{total}=L_1+L_2)) or parallel (total inductance (L_{total} =)). Reikia perskaičiuoti formulę (f _0).
Imties talpos matavimas: Mėginiams, kurių talpa nežinoma, (pvz., Nauji transformatoriai), pirmiausia reikia gauti vertę (c) per talpos matuoklį arba „talpos matavimo funkciją“ iš eilės rezonansinio prietaiso, o po to apskaičiuoti (f _0), kad būtų galima vadovauti derinimui.
Taikydami aukščiau pateiktą metodą, technikai gali greitai nustatyti optimalų serijos rezonansinio įrenginio veikimo dažnį, kad užtikrintų, jog kilpos varža yra minimali, o energijos perdavimo efektyvumas yra didžiausias bandymo metu, kad būtų efektyviai atliktas aukštos įtampos įrangos AC atlaikymo įtampos bandymas.
Techninės savybės
Q koeficientas (kokybės faktorius) yra pagrindinė metrika, skirta išmatuoti serijų rezonansinių grandinių energijos kaupimo ir išsklaidymo charakteristikas. Jis apibrėžiamas kaip indukcinio reaktyvumo (arba talpinio reaktyvumo) santykis su lygiaverčiu grandinės atsparumu ((q==)). Kai grandinė rezonuoja, indukcinis reaktyvumas (x _ l) prilygsta talpiniam reaktyvumui (x _ c), taigi Q koeficientą galima supaprastinti kaip indukcinio reaktyvumo (arba talpos reaktyvumo) santykį su atsparumu.
1. Matematinis ryšys tarp Q vertės ir energijos nuostolių
Atsparumas (R) yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos Q vertei: kuo didesnis pasipriešinimas, tuo mažesnė Q vertė ir tuo didesnis energijos nuostolis; Kuo mažesnis pasipriešinimas, tuo didesnė Q vertė ir kuo mažesnis energijos nuostolis. Tiksliau, jis pasireiškia:
Kai (r) yra mažas, (q) yra aukštas, o grandinėje kaupiama energija (induktoriaus magnetinio lauko energija ir kondensatoriaus elektrinio lauko energija yra viena kitą konvertuota) yra daug didesnė nei energijos nuostoliai per ciklą (atsparumo žaila). Šiuo metu srovės amplitudė ir įtampa rezonantinėje būsenoje yra didesnė, o energijos perdavimo efektyvumas yra didesnis. Tai tinka aukštos įtampos įrangai, atlaikančioms bandymą, kuriam reikalingas aukštos įtampos išėjimas.
Kai (R) yra didesnė, mažėja (q) vertė, grandinės energijos praradimas padidėja, o rezonansinė smailė tampa lygi. Nors rezonansinė būsena vis dar gali būti pasiekta, reikalinga įvesties galia padidėja, bandymo efektyvumas mažėja, o įtampos amplitudė gali būti tik padidėjusi, o tai gali turėti įtakos bandymo rezultatų tikslumui.
2. Q vertės optimizavimas inžinerijos programoje
Projektuojant ir praktiškai pritaikant serijos rezonansinį įrenginį, būtina sumažinti lygiavertį grandinės pasipriešinimą (R) tokiais būdais, kad būtų pagerinta Q vertė ir sumažintų energijos nuostolius:
Reaktoriaus medžiagos optimizavimas: Norint sumažinti reaktoriaus nuostolius, naudojamas mažo nuostolių šerdis (pvz., Silicio plieno lapas ar amorfinis lydinys);
Vidinio pasipriešinimo vielos valdymas: pasirinkite vario vielą su dideliu laidumu ir optimizuokite apvijos struktūrą, kad sumažintumėte vielos vidinį pasipriešinimą;
Bandymo mėginio jungimo režimo patobulinimas: Norėdami sujungti bandinį sujungti, naudokite izoliacines medžiagas, kurių dielektrinės nuostoliai yra mažos, kad būtų išvengta lygiaverčio grandinės atsparumo padidinimo dėl kontaktinio pasipriešinimo ar dielektrinio praradimo.
Vykdant aukščiau pateiktas optimizavimo priemones, Q vertė gali būti žymiai pagerinta, kad būtų užtikrinta, jog serijos rezonansinis įtaisas gali pasiekti efektyvų ir tikslų energijos perdavimą atliekant aukštos įtampos įrangos slėgio bandymą, tuo pačiu sumažinant įrangos šilumą ir energijos sąnaudas ir prailgindamas aptarnavimo tarnavimo laiką.
Derinimo technologija yra pagrindinis serijos rezonansinių įrenginių komponentas, skirtas efektyviam energijos perdavimui pasiekti. Pagrindinis jos tikslas yra sureguliuoti išėjimo dažnį taip, kad kilpos induktyvumas (L) ir bandinio bandinio talpa (C) pasiektų rezonansą (ty, F dažnis artėja prie rezonansinio dažnio F₀), taip gaunant aukštos įtampos išėjimą esant mažai įvesties galiai. Įdiegimo kelią galima suskirstyti į šiuos pagrindinius veiksmus:
1. Dažnio keitiklio dažnio reguliavimas
Serijos rezonansinio įrenginio derinimas priklauso nuo kintamo dažnio valdiklio dažnio išvesties funkcijos. Kintamo dažnio valdiklis gali išvesti nuolat reguliuojamą kintamąją srovę (paprastai {30-300 Hz dažnių diapazone). Koreguojant išėjimo dažnį F, indukcinio reaktyvumo (xl=2 πfl) santykis su talpiniu reaktyvumu (xc=1/(2πfc)) grandinėje keičiama, galiausiai padarant xl=xc, kad sukeltų rezonanto būseną.
2. Dažnio nuskaitymo ir rezonanso taško padėties nustatymas
Atliekant faktinius bandymus, įrenginys paprastai naudoja strategiją „dažnio nuskaitymas“, kad automatiškai surastų rezonansinį tašką:
Pradinis nuskaitymas: Dažnio keitiklis pradeda palaipsniui didinti dažnį nuo nustatyto minimalaus dažnio (pvz., 30Hz), tuo pačiu stebint kilpos srovės (arba bandymo įtampos) pokyčius realiu laiku. Kadangi kilpos varža yra mažiausia, o srovė yra didžiausia rezonansinėje būsenoje, kai srovė pasiekia didžiausią vertę, dabartinis dažnis F₀ nustatomas kaip rezonansinis dažnis.
Smulkus derinimas: Kai arti rezonansinio dažnio, prietaisas nuskaitys mažesnį žingsnio dydį (pvz., 0. 1Hz), kad užtikrintų tikslų dažnio atitikimą ir išvengtų rezonanso efekto sumažėjimo dėl dažnio nuokrypio.
3. Automatiniai ir rankiniai derinimo režimai
Serijos rezonansiniai įrenginiai paprastai palaiko du derinimo režimus, kad atitiktų skirtingus bandymo scenarijaus reikalavimus:
Automatinis derinimas: Sistema automatiškai užbaigia dažnio nuskaitymą, rezonanso taško padėties nustatymą ir užrakinimą per įmontuotus algoritmus. Jis tinka įprastiems bandymo scenarijams (pvz., Kabelio ir GIS jungiklių atlaikymo įtampos bandymams). Veikimo metu reikia nustatyti tik dažnių diapazoną (pvz., 30-300 Hz) ir tikslinę įtampą, o įrenginys gali automatiškai užpildyti derinimą ir padidinti bandymo įtampą.
Rankinis derinimas: leidžia technikams rankiniu būdu sureguliuoti dažnį per rankenėles ar mygtukus, tinkamus specialiems bandymo scenarijams (pvz., Kai mėginio talpa labai svyruoja arba kai reikia patikrinti rezonansinio taško stabilumą). Rankiniu režimu technikai gali stebėti dabartinius/įtampos pokyčius realiuoju laiku ir lanksčiai sureguliuoti dažnį, kad pasiektų geriausią rezonansinę būseną.
4. grįžtamasis ryšys ir dinaminis koregavimas
Siekdamas išspręsti nedidelius bandymo bandinio ar aplinkos veiksnių (pvz., Temperatūros ir drėgmės) talpos pokyčius bandymo metu, prietaisas stebi bandinio įtampą realiuoju laiku, naudojant aukštos įtampos daliklį ir grąžina įtampos signalą į dažnio keitiklį. Jei parametrų svyravimai sukelia dažnį nukrypti nuo rezonansinio taško, valdiklis automatiškai tiksliai sureguliuos išėjimo dažnį, kad užtikrintų, jog grandinė išlieka rezonansinėje, taip stabilizuodamas aukštos įtampos išėjimą.
Aukščiau pateiktu derinimo technologijos keliu serijos rezonansinis įtaisas gali efektyviai ir tiksliai realizuoti rezonansinės būsenos suaktyvinimą ir priežiūrą, užtikrinant patikimą techninę pagalbą AC atlaikymo aukštos įtampos įrangos bandymui.
Kaip aukštos įtampos bandymo įranga, serijos rezonansinio prietaiso apsaugos mechanizmas ir saugos veikimo specifikacijos yra tiesiogiai susijusios su bandomojo personalo asmeniniu saugumu ir įrangos bei egzempliorių patikimumu. Tai paaiškinta iš dviejų aspektų: pagrindinio apsaugos mechanizmas ir specifinės veikimo specifikacijos:
1. Pagrindinių apsaugos mechanizmas
Serijos rezonansinis įtaisas sukūrė apsaugos apsaugos sistemą, apimančią visą bandymo procesą per daugybę nereikalingų apsaugos dizaino, kuris daugiausia apima šiuos tipus:
Apsauga nuo viršįtampio: grandinės srovės realiuoju laiku stebėjimas, kai srovė viršija nustatytą slenkstį (pvz., 1,2 karto nuo įvertintos įrangos srovės), nedelsdami nupjaukite išėjimą, kad būtų išvengta pernelyg didelės srovės įrangos perkaitimo ar izoliacijos suskaidymo dėl per didelės srovės.
Apsauga nuo viršįtampio: bandymo gnybtų įtampa stebima aukštos įtampos įtampos dalikliui. Jei įtampa viršija bandymo rinkinio vertę (pvz., 110% tikslinę įtampą), sistema veiks greitai (veiksmo laikas<1 microsecond) to avoid damage to the test item due to overvoltage.
Apsauga nuo iškrovos: Kai bandinio bandinys sugenda arba mirksinėja, grandinė sukels momentinius dideles srovės ir įtampos svyravimus. Įrenginys identifikuos nenormalų signalą per išleidimo aptikimo modulį, nedelsdami nutrauks bandymą ir užrakins išvestį, kad išvengtų antrinės žalos, kurią ARC sukelia įranga.
Apsauga nuo perkaitimo: įmontuotas temperatūros jutiklis stebi pagrindinių komponentų (pvz., Dažnio keitiklio, sužadinimo transformatoriaus) temperatūrą, kai temperatūra viršija saugos slenkstį (pvz., 85 laipsnius), suaktyvinti aliarmą ir automatiškai sumažinti išėjimo galią arba sustabdyti aušinimą.
Nulio paleidimo apsauga: įsitikinkite, kad išėjimo įtampa yra lygi nuliui, kai pradedama įranga, venkite atsitiktinio bandymo mėginio slėgio dėl atsitiktinio pradžios mygtuko prisilietimo ir užtikrinkite personalo veikimo saugumą.
2. Saugos operacijos specifikacijos
Siekiant užtikrinti bandymo proceso saugumą ir rezultatų tikslumą, reikia griežtai laikytis šių veikimo specifikacijų:
Išankstinis paruošimas:
Patikrinkite, ar kiekvienos įrangos dalies sujungimas yra tvirtas (pvz., Aukštos įtampos reaktoriaus ir bandinio pavyzdžio, ir įtampos daliklio signalo kabelis), kad būtų išvengta vietinio iškrovos ar signalo trukdžių, kuriuos sukelia blogas kontaktas.
Patvirtinkite bandymo mėginio būklę (pvz., Nepažeidžiant kabelio gnybto, transformatoriaus apvijos izoliacijos atsparumas tenkina reikalavimus), išvalykite nereikšmingus personalo ir laidžių objektų bandymo srityje ir nustatykite įspėjamąją tvorą.
Patikrinkite, ar bandymo parametrai (tikslinė įtampa, bandymo laikas, dažnio diapazonas) atitinka mėginio techninius reikalavimus (pavyzdžiui, kintamosios srovės atlaikymas 500 kV kabelio įtampos standartui yra 2U₀ × 60 min.).
Operacija teste:
Prioritetas skiriamas automatiniam bandymo režimui, kuriame sistema automatiškai užbaigs dažnio nuskaitymą, rezonanso taško užraktą ir įtampos padidinimo procesą, kad sumažintų žmogaus veikimo paklaidą; Rankinis režimas naudojamas tik specialiuose scenarijuose (pvz., Patikrinant rezonanso taško stabilumą), o dažnis turėtų būti lėtai sureguliuotas, o operacijos metu atidžiai stebimi srovės/įtampos pokyčiai.
Stebėkite būsenos raginimus (pvz., „Rezonansinis užraktas“ ir „įtampos standartas“) ir informacijos apie aliarmą (pvz., „Įspėjimas apie temperatūrą“) realiu laiku. Jei įvyksta kokių nors anomalijų (pvz., Įtampos svyravimas virš 5%), nedelsdami sustabdykite bandymą ir pašalinkite priežastį.
Gydymas po testo:
Po bandymo išėjimo įtampa palaipsniui sumažinama iki nulio per dažnio keitiklio valdiklį, o tada maitinimo šaltinis nutraukiamas, kad būtų išvengta įrangos, kurią sukelia atvirkštinė elektromotyvinė jėga dėl staigaus elektros energijos tiekimo nutraukimo, pažeidimo.
Įrašykite bandymo duomenis (pvz., Rezonansinį dažnį, bandymo mėginio talpos vertę, atlaikymo įtampos laiką) ir išspausdinkite ir išsaugokite jį vėlesnei izoliacijos našumo analizei; Tuo pačiu metu patikrinkite įrangos išvaizdą ir laidus ir laikykite ją patvirtinę, kad nėra šilumos ar sugadinimo.
Koordinuojant aukščiau pateikto apsaugos mechanizmo ir eksploatavimo specifikacijų įgyvendinimą, bandymo riziką galima efektyviai sumažinti, galima garantuoti personalo, įrangos ir mėginių saugumą, o bandymo duomenų patikimumą ir atsekamumą galima pagerinti.
inžinerinė programa
Prevencinis galios sistemų bandymas yra kritinis žingsnis siekiant užtikrinti įrangos izoliacijos veikimą ir užkirsti kelią eksploatavimo gedimams. Kaip pagrindinis bandymo įtaisas, serijos rezonanso įtaisas turi griežtai laikytis standartizuotų procedūrų, kad užtikrintų saugos ir duomenų tikslumą. Toliau pateiktas tipiškas prevencinio energijos sistemų bandymo procesas, naudojant serijos rezonanso įrenginį:
1. Išankstinio testo paruošimas
Bandymo mėginio būklės patikrinimas: Būtina patvirtinti, kad bandymo elemento (pvz., Kabelio, transformatoriaus, GIS jungiklio ir kt.) Išvaizda neturi akivaizdžios žalos (pvz., Kabelio gnybto pažeidimo, transformatoriaus apvijos ekspozicijos) ir iš anksto išbandykite savo izoliacijos efektyvumą per izoliacijos varžą ir kitus įrankius, kad būtų užtikrinta, jog bandymo elementas yra bandoma būsena.
Įrangos sujungimas ir tikrinimas: sujunkite visus serijos rezonansinio įtaiso (dažnių keitiklio valdiklio, sužadinimo transformatoriaus, aukštos įtampos reaktoriaus, aukštos įtampos įtampos daliklio komponentus) komponentus pagal topologijos struktūrą ir sutelkite dėmesį į tai, ar aukštos įtampos švino izoliacijos sluoksnis yra nepažeistas, ir ar jame yra intensyviai, ir tai, ar vengia aukštos įtampos švino, ir tai yra nepažeista.
Parametrų nustatymas ir patvirtinimas: Remiantis bandinio tipu (pvz., 500 kV kabeliu) ir bandymo standartais (pvz., Kintamajame dažnio valdiklyje nustatykite parametrus, įskaitant tikslinę įtampą, bandymo laiką ir dažnio diapazoną (paprastai 30-300} Hz). Patikrinkite bandinio talpos vertę (kurią galima gauti naudojant įmontuotą talpos matavimo funkciją), kad būtų galima apskaičiuoti rezonansinį dažnį, suteikiant derinimo pagrindą.
2. Rezonansinis derinimas ir įtampos padidinimas
Dažnio nuskaitymo ir rezonanso taško padėties nustatymas: Suaktyvinus prietaisą, kintamojo dažnio valdiklis automatiškai prasideda nuo nustatyto minimalaus dažnio (pvz., 30 Hz) ir palaipsniui padidina dažnį, stebėdamas kilpos srovę realiu laiku. Kadangi kilpos varža yra žemiausia, o srovė yra maksimali rezonanso metu, kai srovė pasiekia savo smailę, prietaisas nustato, kad dabartinis dažnis yra rezonansinis dažnis ir rodo „rezonanso užraktą“ spalvų LCD ekrane.
Automatinis/rankinis derinimo režimas Pasirinkimas: Įprastiniam bandymui teikiama pirmenybė automatiniam derinimo režimu, o sistema automatiškai užbaigia dažnio nuskaitymą ir užraktą; Jei bandymo mėginio talpa labai svyruoja (pvz., Nauji transformatoriai) ar rezonanso stabilumą reikia patikrinti, perjunkite į rankinį režimą, lėtai sureguliuokite dažnį, pasukdami rankenėlę ir stebėkite esamus/įtampos pakeitimus, kad tiksliai atitiktų rezonanso tašką.
Padidinimas tikslinei įtampai: po rezonansinio fiksavimo prietaisas palaipsniui padidina tikslinę bandymo įtampą nustatytu greičiu (pvz., 1 kV/s), ir stebi produkto galinę įtampą realiuoju laiku per aukštos įtampos įtampos daliklį.
3. Slėgio testas ir stebėjimas
Realaus laiko parametrų stebėjimas: bandymo metu įrenginyje nuolat rodomi bandymo duomenys (pvz., Dabartinė imties įtampa, srovė, dažnis ir talpos vertė) per spalvą LCD. Techninis personalas turėtų atidžiai stebėti įtampos stabilumą (svyravimai turėtų būti mažesni nei 5%) ir įrangos būklę (pvz., Nėra nenormalios šilumos ar triukšmo).
Suaktyvinamas apsaugos mechanizmo apdorojimas: jei perteklius (srovė viršija tikslinę vertę 1,2 karto), perviršis (įtampa viršija tikslinę vertę 110%) arba pavyzdys (išleidimo aptikimo modulis atpažįsta momentinę didelę srovę), o prietaisas nutrauks išvadą ir aliarmą per 1 mikrosekundę, kad būtų išvengta apgadinimo įrangai ir pavyzdžių.
4. Gydymas po testo
Įtampos mažinimas ir išjungimo išjungimas: Pasibaigus laikui (pvz., 60 min.), Įrenginys automatiškai sumažins įtampą iki nulio nustatytu greičiu (pvz., 1KV/s), ir sumažins maitinimo šaltinį patvirtindamas, kad įtampa yra lygi nuliui, kad būtų išvengta įrangos pažeidimo atgal elektromotyvų jėga.
Duomenų įrašymas ir ataskaitų generavimas: bandymo duomenys (rezonansinis dažnis, mėginio talpa, atlaikymo laikas, apsaugos veiksmų įrašas ir kt.) Automatiškai saugomi ir atspausdinami per mikro spausdintuvą kaip pagrindinį įrangos izoliacijos veikimo vertinimo pagrindą.
Įrangos tikrinimas ir saugojimas: patikrinkite kiekvienos prietaiso dalies išvaizdą (pvz., Nėra reaktoriaus šildymo, nėra įtampos daliklio įtrūkimo) ir laidų būsenos, patvirtinkite, kad nėra anomalijų, išardykite ir klasifikuokite saugyklą, kad pasiruoštas kitam bandymui.
Vykdydamas aukščiau pateiktą standartizacijos procesą, serijos rezonanso įtaisas gali efektyviai atlikti prevencinį energijos įrangos testą ir suteikti patikimą techninę pagalbą saugiam ir stabiliam energijos sistemos veikimui.
Powero sistemoje kintamosios srovės atlaikymas Aukštos įtampos kryžminio kabelio testas yra pagrindinė priemonė jo izoliacijos veikimui įvertinti. Serijos rezonansinis įtaisas, turintis efektyvią rezonansinę didinimo charakteristikos, tapo tinkamiausia bandymo įranga šiame scenarijuje. Toliau paaiškinamas bandymo standartas ir duomenų aiškinimas:
I. Kabelio bandymo standartai
Remiantis galios pramonės standartais, 6 kV -500} KV aukštos įtampos kryžminio sujungtų kabelių testas turėtų atitikti šiuos pagrindinius standartus:
Įtampos lygis ir bandymo įtampa: Bandymo įtampa paprastai yra dvigubai didesnė nei kabelio fazės įtampa (U₀) (ty 2u₀). Pavyzdžiui, 10 kV kabelio (U₀ =6 kV) bandymo įtampa yra 12 kV, o 500 kV kabelio (U₀ =290} kV) bandymo įtampa yra 580 kV.
Bandymo laikas: Įprasti prevenciniai testai slėgio atsparumo laikas paprastai yra 60 minučių; Atliekant bandymus (prieš pradedant veikti naujus kabelius), pagal konkrečius standartus jis gali būti sureguliuotas iki 30 minučių ar ilgesnio.
Dažnio diapazonas: Serijos rezonansinio įtaiso išėjimo dažnis turėtų būti valdomas 30-300 Hz diapazone, kad būtų galima modeliuoti izoliacijos įtempį pagal galios dažnį (50Hz) ir užtikrinti bandymo lygiavertiškumą.
2. Pagrindiniai parametrai ir bandymo duomenų aiškinimas
Serijos rezonansinis įrenginys gali išvesti daugybę pagrindinių duomenų, atliekant kabelio bandymą, o kabelio izoliacijos būseną galima išsamiai įvertinti analizuojant šiuos parametrus:
Rezonansinis dažnis (F₀): apskaičiuojamas pagal formulę (f _0 =) (l yra reaktoriaus induktyvumas, C yra kabelio talpa). Jei išmatuotas rezonansinis dažnis nukrypsta nuo teorinės skaičiavimo vertės daugiau nei 5%, tai gali reikšti nenormalų reaktoriaus ryšį (pvz., Neteisingą lygiagrečią/serijos režimą) arba kabelio talpos matavimo paklaidą.
Test capacitance value (C): The device can automatically calculate and display the cable capacitance (for example, 10kV cable capacitance is about 0.1μF/km). If the capacitance value is significantly higher or lower than the typical value of the same specification cable (for example, deviation>10%), tai gali reikšti, kad kabelis turi tokių defektų kaip izoliacijos drėgmė ir vietinis pažeidimas.
Įtampos ištvermės laikas ir įtampos stabilumas: Bandymo metu būtina užtikrinti, kad įtampa būtų stabili ir ištisinė tikslinė vertė ± 5% (pvz., 60 minučių). Jei įtampa svyruoja už slenksčio ar suaktyvinimo apsaugos iš anksto (pvz., Apsauga nuo viršįtampio ir iškrovos apsauga), tai gali reikšti silpnąsias kabelių izoliacijos taškus (pvz., Gnybtų galvos senėjimą ir vietinį izoliacijos sluoksnio skilimą).
Apsaugos veiksmų įrašai: Apsauga nuo viršįtampio, viršįtampio ir iškrovos apsaugos yra kritinis pagrindas įvertinti bandymų saugumą ir kabelių būklę. Pvz., Apsaugos nuo iškrovos veiksmas gali tiesiogiai parodyti, kad kabelis patyrė izoliacijos skilimą bandymo įtampoje; Apsaugą dėl viršsruoto apsaugos gali sukelti nenormalus atsparumo kilpoms padidėjimas (pvz., Prastas kontaktas) arba staigus kabelio talpos pokytis (pvz., Vietinis trumpas jungimas).
Atlikdami sistemingą aukščiau pateiktų duomenų analizę, technikai gali tiksliai įvertinti, ar kabelio izoliacijos veikimas atitinka operacijos reikalavimus, ir pateikti mokslinį pagrindą kabelio veikimui, priežiūrai ar pakeitimui.
Transformatoriaus indukcija atlaiko bandymo atvejį
I. Bandymo fonas
Prieš pradedant veikti naują 220 kV pastotę tam tikroje srityje, pagrindiniame transformatoriuje turi būti atliekamas indukcija Atlaiko įtampos bandymą (modelis: SFP -240000}/220, įvertinta 240mVA, įvertinta 220 kV įtampa), kad būtų galima patikrinti 220 kV įtampą). Tradiciniai galios dažnio bandymo transformatoriai yra didelio dydžio ir sunkūs (apie 2 tonos) ir reikalauja 500 kVA maitinimo šaltinio, kuris negali patenkinti riboto erdvės ir mažos talpos maitinimo šaltinio poreikių vietoje. Todėl serijos rezonansinis įrenginys (modelis: BPXZ -360 KVA/240KV) yra pasirinktas kaip bandymo įranga.
2. Įrangos konfigūracija ir parametrų nustatymas
Komponentų sudėtis: dažnio keitiklis (išėjimo dažnis {{0}}}} Hz), sužadinimo transformatorius (santykis 1:10, išėjimo įtampa 0-10 kV), trys aukštos įtampos reaktoriai (induktyvumas 80h, įvertinta įtampa 80kv) (bendras induktyvumas 240H), aukštos vertės reaktoriai (80h. Volmide 80KV) (bendras induktyvumas 240H), aukštos pakopos. Santykis 1000: 1, matavimo tikslumas ± 0,5%).
Bandymo parametrai: Išmatuota žemos įtampos pusės (1 0} kV apvijos) talpa yra 0,08 μf (gauta per įrenginio talpos matavimo funkciją).
Tiksliniai parametrai: Remiantis „galios įrangos prevencinio bandymo taisyklėmis“, 220 kV transformatoriaus indukcijos atlaikymo testas yra 1,3 karto įvertinta įtampa (ty 13kV), atlaikymo laikas yra 60 minučių, o dažnio diapazonas yra 45-400 Hz (indukcinio bandymo dažnis turėtų būti padidintas, kad būtų išvengta šerdies prisotinimo).
3. Bandymo procesas ir pagrindinės operacijos
Išankstinis paruošimas:
Patikrinkite, ar transformatoriaus išvaizda nėra pažeista, o vingiuotos izoliacijos atsparumas (didesnis arba lygus 1000MΩ) ir absorbcijos santykis (didesnis arba lygus 1,3) atitinka reikalavimus;
Ryšio įtaisas: dažnio keitiklis → sužadinimo transformatorius → reaktoriaus serijos jungtis → transformatoriaus žemos įtampos apvija (aukštos įtampos apvija, trumpai pritvirtinta prie žemės) → Aukštos įtampos įtampos daliklis (lygiagrečiai su dviem bandymo bandinio galais);
Nustatyti parametrai: tikslinė įtampa 13KV, bandymo laikas 60 minučių, dažnių diapazonas 45-300 Hz, pradėkite „automatinio derinimo“ režimą.
Rezonansinis derinimas ir įtampos padidinimas:
Dažnio keitiklis automatiškai pradeda nuskaityti iš 45Hz ir stebi kilpos srovę realiuoju laiku. Kai dažnis pakyla iki 85Hz, srovė šokinėja iš 0. 5a iki 4,2a (smailė), nurodant rezonanso dažnį (teorinė skaičiavimo vertė (F _0=83 Hz), faktinis nuokrypis maždaug 2,4%, normaliame diapazone), rodantis „rezonanso užraktą“;
Įtampa padidėja iki 13kV esant 1 kV/s greičiui, o įtampos svyravimas proceso metu yra mažesnis nei 3%, o tai atitinka standartinius reikalavimus.
Slėgio testas ir stebėjimas:
Per 6 0 atsparumo slėgiui minutes prietaiso LCD rodo įtampą (13. 0 ± 0.
Jokio pertekliaus (5A slenksčio), viršįtampio (slenksčio 14,3 kV) ar apsaugos nuo iškrovos veikimo, nėra nenormalus įrangos kaitinimas (reaktoriaus paviršiaus temperatūra, mažesnė arba lygi 65 laipsnių).
Gydymas po testo:
Sumažinkite įtampą iki nulio esant 1 kV/s, ir išmatuokite transformatoriaus apvijos izoliacijos atsparumą nutraukus maitinimo šaltinį (be akivaizdaus sumažėjimo);
Atspausdinkite bandymo ataskaitą, užfiksuokite rezonansinį 85Hz dažnį, bandinio talpa yra 0. 08 μf, atlaikymo laikas yra 60 minučių, o apsaugos veiksmas yra ne, patvirtinantis, kad transformatoriaus izoliacijos našumas yra kvalifikuotas.
4. Atvejo santrauka
Šis testas sėkmingai baigė 220 kV transformatoriaus indukciją, atlaikančią įtampos bandymą per serijos rezonanso įtaisą, kuris patikrino jo techninius pranašumus atliekant didelę įtampą ir didelės talpos įrangos bandymą:
Mažas dydis ir lengvas svoris: bendras prietaiso svoris yra mažesnis nei 500 kg (apie 2 tonas tradicinei įrangai), kuris gali prisitaikyti prie mažos vietos vietoje;
Maža energijos poreikis: Tik 50 kVA maitinimo šaltinis (tradicinei įrangai reikia 500 kVA), išsprendžia nepakankamos energijos energijos galios problemą;
Sauga ir patikimumas: daugybinė apsauga (viršįtampis, viršįtampis, išleidimas), kad bandymo metu nebus pažeista įranga ir bandiniai;
Duomenų tikslumas: Stebėjimas realiuoju laiku ir automatinė įrašymo funkcija yra patikimas pagrindas izoliacijos našumo vertinimui.
novatoriškas vystymasis
Aukšto dažnio serijos rezonansinių prietaisų vystymasis yra pagrindinė kryptis, siekiant pagerinti jų bandymo efektyvumą ir prisitaikyti prie aukštos įtampos lygio reikalavimų. Tačiau jis vis dar susiduria su pagrindinėmis techninėmis kliūtimis, tokiomis kaip medžiagų praradimas, kontrolės tikslumas ir šilumos išsklaidymas. Proveržį galima atlikti iš šių matmenų:
1. Medžiagų nuostolių slopinimas aukštu dažniu
Tradiciniai serijų rezonansiniai įtaisai dažnai naudoja silicio plieno lakštus kaip pagrindinę aukštos įtampos reaktorių medžiagą. Esant žemiems dažniams (pvz., 50 Hz), nuostoliai yra palyginti maži. Tačiau didėjant dažniui (virš 300 Hz), sūkurinių srovės nuostoliai ir histerezės nuostoliai šerdyje žymiai padidėja, todėl sumažėja Q faktorius (kokybės koeficientas) ir sumažėja energijos perdavimo efektyvumas. Pagrindinis aukšto dažnio technologijos proveržis yra pagrindinės medžiagos optimizavimas:
Amorfiniai lydiniai ir nanokristalinės medžiagos taikymas: netvarkingas atominis išdėstymas amorfiniuose lydiniuose gali žymiai sumažinti sūkurinių srovių nuostolius (tik 1/3–1/5 tų, kurie yra silicio plieno lakštuose). Kita vertus, nanokristalinės medžiagos sujungia didelį magnetinį pralaidumą su mažų nuostolių charakteristikomis, todėl jos tinkamos aukšto dažnio naudojimui. Pakeičiant tradicinius silicio plieno lakštus, galima efektyviai slopinti pagrindinius nuostolius esant aukštam dažniui, pagerinti Q vertes ir užtikrinti aukštos įtampos išėjimo efektyvumą rezonanso metu.
Apvijos vielos pagerinimas: odos poveikis (srovė, koncentruota ant vielos paviršiaus), esant aukštam dažniui, padidės vidinis atsparumas ir padidins energijos nuostolius. Kelių krypčių dailios emaliuotos vielos, susuktos su LEEDS viela („Litz Wire“), naudojimas gali padidinti veiksmingą vielos skerspjūvio plotą, sumažinti odos efekto įtaką ir sumažinti apvijos nuostolius.
2. Pagerinamas aukšto dažnio derinimo kontrolės tikslumas
Aukštas dažnis reikalauja, kad dažnio keitiklis turėtų siauresnį dažnio reguliavimo etapą (pvz., 0. 01Hz) ir greitesnį atsako greitį (mažesnį arba lygus 10ms), kad būtų galima tiksliai suderinti rezonansinį dažnį ((f _0 =})), kad būtų išvengta rezonansinio efekto, kurį sukelia dažnio nukrypimas (f _0 =})). Dabartinė techninio proveržio kryptis apima:
Skaitmeninės fazės užrakintos kilpos (PLL) technologija: Įgijus kilpos srovės/įtampos signalus realiu laiku, skaitmeninės fazės užrakintos kilpos algoritmas naudojamas dinamiškai sekti rezonansinį dažnį, o dažnio reguliavimas, kuris reikšmingai pagerina dažnio nuokrypį {4}}.
Adaptyviojo algoritmo optimizavimas: bandymo mėginio talpos svyravimui (pvz., Talpos nuokrypį, kurį sukelia kabelio ilgio pasikeitimas), pritaikomas adaptyviosios valdymo algoritmas, siekiant automatiškai ištaisyti apskaičiuotą rezonantinio dažnio vertę, atsižvelgiant į realaus laiko matuojamą talpos vertę, todėl užtikrinant stabilią rezonantinio dažnio vertę esant dideliam dažniui.
3. Šilumos išsklaidymo projektavimo optimizavimas aukšto dažnio veikimui
Aukštas dažnis padidins galios nuostolius tokiuose komponentuose kaip reaktorius ir sužadinimo transformatorius (nuostoliai yra proporcingi dažniui). Jei šilumos išsklaidymas yra nepakankamas, tai gali sukelti perkaitimą (pvz., Temperatūra viršija 85 laipsnius), sukelkite apsaugą nuo perkaitimo ir paveikti bandymo tęstinumą. Į lūžio kelią apima:
Didelio efektyvumo šilumos išsklaidymo konstrukcijos projektavimas: priimamas modulinio oro latako konstrukcija, aušinimo laiko tarpsniai tarp reaktorių apvijų, kartu su priverstinio oro aušinimo (pvz., Mikro ventiliatoriumi) arba skysčio aušinimo (pvz., Šilumos aliejaus cirkuliacijos) technologija, paviršiaus temperatūra kontroliuojama žemiau 65 laipsnių, kad būtų užtikrintas ilgalaikis stabilus veikimas aukšto dažnio metu.
Mažo nuostolių komponentų integracija: optimizuojant reaktoriaus ir sužadinimo transformatoriaus elektromagnetinį dizainą (pavyzdžiui, sumažinti posūkių skaičių, padidinti vielos skerspjūvio plotą), vario nuostoliai ir geležies nuostoliai esant aukštam dažniui sumažėja, sumažėja šilumos susidarymas, o aušinimo sistemos našta sumažėja.
Įveikę minėtus techninius kliūtis, aukšto dažnio serijų rezonansinių prietaisų vystymasis žymiai padidins jų pritaikomumą bandant aukštos įtampos ir didelės talpos įrangą. Pavyzdžiui, jis palaiko greitą atlaikymo įtampos bandymus, kurių ypač aukštos įtampos kabeliai, viršijantys 500 kV, (dažnis padidėjo iki 500Hz, o bandymo laikas sutrumpėjo 30%). Tuo pačiu metu tai dar labiau sumažina įrangos dydį ir svorį (pvz., Sumažinti vieno reaktoriaus svorį 40%), vairavimo galios bandymo technologija siekiant efektyvesnių ir nešiojamų krypčių.
Skaitmeninė valdymas yra pagrindinė serijos rezonansinių įrenginių technologijos modernizavimo kryptis. Tai žymiai pagerina įrenginių patogumą, bandymo tikslumą ir veikimo bei priežiūros efektyvumą integruojant intelektualius algoritmus, realaus laiko duomenų apdorojimo ir nuotolinės sąveikos technologijas. Ši analizė grindžiama pagrindinių technologijų ir taikymo vertės raida:
1.
Traditional series resonant devices rely on fixed frequency scanning strategies for tuning. In scenarios with fluctuating test specimen capacitance or multiple reactor combinations, resonance point positioning errors (such as frequency deviation>2%) gali atsirasti lengvai, darant įtaką bandymo efektyvumui. Skaitmeninis valdymas pristato adaptyvaus dažnio stebėjimo algoritmus ir miglotą valdymo technologiją, kad būtų pasiektas dinaminis derinimo proceso optimizavimas:
Adaptyvusis dažnio stebėjimas: Įrenginys renka kilpos srovės ir įtampos signalus realiu laiku, naudoja skaitmeninio signalo apdorojimo (DSP) technologiją, kad apskaičiuotų skirtumą tarp dabartinės talpos reaktyvumo (XC) ir indukcinio reagavimo (XL), ir dinamiškai koreguoja kintamojo dažnio valdiklio išėjimo dažnį, užtikrinantį „Accurance“ išėjimo požymį, užduodant „Accurence“. patobulintas iki mažiau nei 0. 1Hz.
Apytikslė kontrolės optimizavimas: netiesiniam bandymo mėginio talpos pokyčiui (pavyzdžiui, nedidelį talpos padidėjimą, kurį sukelia kabelio temperatūros kilimas), sistema prognozuoja talpos pokyčių tendenciją per neaiškų loginį modelį ir išvengia apskaičiuotos rezonansinių būklės vertės (f _0 =}), kad išvengtų rezonansinių rezonansinių būklių vertės ((f _0 =})), kad išvengtų rezonansinių rezonansinių būklių vertės iš anksto (f _0 =})), kad išvengtų rezonansinių rezonansinių būklių vertės (f _0 =})), nes iš anksto išvengia rezonanso būklės sukeltos būklės.
2. Skaitmeninis žmogaus kompiuterio sąveikos ir duomenų valdymo atnaujinimas
Skaitmeninis valdymas skatina serijos rezonansinio įrenginio transformaciją iš „į funkcijas orientuotos“ į „orientuotą į vartotoją“, kuris daugiausia atsispindi šiose dimensijose:
Grafinės operacijos sąsaja: Aukštos skiriamosios gebos LCD LCD jutiklinis ekranas naudojamas intuityviai rodyti rezonansinio dažnio kreivę (horizontalios ašies dažnis, vertikalios ašies srovė/įtampa), realaus laiko bandymo parametrai (įtampa, srovė, srovė, talpos vertė) ir įrangos būsena (pvz., „Resonance Lock“, „Apsaugos veiksmas“), palaikymo palaikymo ir dispo veikimo veikimo veikla) ir įrangos nustatymo (tokios „Resonant Lock“, „Accour Action“) slenkstis.
Duomenų pilnas gyvavimo ciklo valdymas: įmontuotas įrenginio saugojimo modulis gali įrašyti istorinius bandymo duomenis (tokius kaip rezonansinis dažnis, mėginio talpa, apsaugos veiksmų įrašai), palaikyti USB eksportą arba įkelkite į debesies platformą per daiktų interneto (IOT) modulį, kad būtų galima atlikti ilgalaikius atsekamumus ir tendencijos analizę (pavyzdžiui, palyginant talpos pokyčius skirtingais kabeliniais metais.
3. Intelektualus nuotolinio stebėjimo ir gedimų diagnozavimo realizavimas
Skaitmeninė valdymo technologija leidžia serijos rezonanso įrenginiams turėti nuotolinio stebėjimo ir intelektualios diagnozės galimybes naudojant integruotus ryšio modulius (tokius kaip 4G/5G, „Wi-Fi“):
Nuotolinis realaus laiko stebėjimas: Techninis personalas gali peržiūrėti bandymo vietos įtampą, srovę, dažnį ir kitus parametrus realiuoju laiku per programą mobiliesiems ar kompiuteriui ir nuotoliniu būdu sureguliuoti bandymo strategiją (pvz., Modifikuojant tikslinę įtampą ar bandymo laiką), kuri tinka bendradarbiavimo testavimui, susijusio su įvairių regioninių galios inžinerijos tyrimais (tokios kaip UHV perdavimo linijos).
Gedimų prognozavimas ir ankstyvas perspėjimas: Remiantis istoriniais duomenimis ir mašininio mokymosi modeliais, sistema gali nustatyti nenormalias įrangos charakteristikas (tokias kaip nenormalus reaktorių pakilimas, staigūs kilpos atsparumo pokyčiai), išduoti ankstyvą įspėjimus (pvz., „Nenormalios reaktoriaus aušinimo“) ir užtikrina trikčių šalinimo pasiūlymus (pvz., Pažymėjant ventiliatoriaus ventiliatoriaus ar pakaitalų keitiklius)) ir sukelia trikčių sutrikimus (pvz., Pažymėjant vamzdyno ventiliatoriaus ar pakaitalų šerdį), kad būtų galima testuoti sutrikimus (pvz., Pažymėti vamzdyno ventiliatoriaus ar pakaitalų keitimo medžiagas), kad būtų galima testuoti sutrikimus.
Apibendrinant galima pasakyti, kad skaitmeninė valdymo technologija skatina serijos rezonanso įrenginio atnaujinimą nuo „įrankio tipo įrangos“ į „intelektualią sistemą“ per intelektualųjį algoritmą, grafinę sąveiką ir nuotolinį bendradarbiavimą. Tai ne tik pagerina bandymo efektyvumą ir tikslumą, bet ir teikia pagrindinę techninę pagalbą visam galios įrangos izoliacijos veikimo gyvavimo ciklo valdymui per duomenų pagrįstą veikimo ir priežiūros režimą.
Integruotas serijos rezonansinių prietaisų dizainas yra pagrindinis būdas spręsti tokias problemas kaip didelis dydis, išsklaidyti komponentai ir tradicinės įrangos transportavimo sunkumai vietoje. Pagrindinis tikslas yra pasiekti lengvus, kompaktiškus ir patogius įrenginius, naudojant aukšto lygio integraciją ir struktūrinį funkcinių modulių optimizavimą. Remiantis serijos rezonansinių įrenginių charakteristikų ir taikymo aprašymais, rastų paieškos rezultatuose, integruoto dizaino tyrinėjimą galima išplėsti iš šių aspektų:
1. Modulinė integracija ir kelių komponentų integruotas dizainas
Tradiciniai serijų rezonansiniai įtaisai susideda iš nepriklausomų komponentų, tokių kaip dažnio konvertavimo valdikliai, sužadinimo transformatoriai, aukštos įtampos reaktoriai ir aukštos įtampos įtampos dalikliai. Atliekant bandymą vietoje, kiekvienas komponentas turi būti sujungtas atskirai, o tai užima daug laiko ir yra linkęs į klaidas, kurios gali turėti įtakos bandymo efektyvumui. Tačiau integruotas dizainas sujungia pagrindinius funkcinius modulius (tokius kaip dažnio valdymo blokas, sužadinimo didinimo įrenginys ir rezonansinis reaktorius) į vieną integruotą struktūrą, žymiai sumažindamas išorinį laidą ir komponentų skaičių. Pvz., „Trijų viename“ dizainas „valdymo ir didinimo rezonansas“ integruoja dažnio keitiklio skaitmeninio signalo apdorojimo modulį su sužadinimo transformatoriaus apvijos struktūra tame pačiame gaubte. Aukštos įtampos reaktorius taip pat yra tiesiogiai prijungtas prie gaubto išvesties galo per papildinio sąsają, pasiekiant „daugiafunkcinę funkciją vienoje dėžutėje“, kuri žymiai padidina diegimo vietoje.
2. Lengvos medžiagos ir struktūros optimizavimas
Įrangos svorio, viršijančio didelės galios įrangos standartus (pvz., 500 kV kabelius ir 1000MW generatorių rinkinius), klausimu, integruotas dizainas pristato lengvus didelio stiprumo medžiagas (pvz., Aliuminio lydinio rėmus ir anglies pluošto kazmėlius), kad pakeistų tradicines plienines struktūras. Tuo pačiu metu naudojama baigtinių elementų analizė, siekiant optimizuoti reaktoriaus šerdžių ir apvijų erdvinį išdėstymą, sumažinant nereikalingą tūrį. Pavyzdžiui, naudojant amorfinius lydinio šerdes (kurių tankis tik 2/3 - silicio plieno lakštų) ir optimizuodami apvijų posūkių skaičių, galima sumažinti vieno reaktoriaus svorį nuo tradicinių 200 kg iki 80 kg, sumažinant bendrą įrangos svorį daugiau nei 60%, taigi tenkina transportavimo reikalavimus siauroms erdvėms (tokias kaip kabelio tranšėjos pakaitalai).
3. Funkcijų integracija ir intelektuali sąveikos suliejimas
Integruotas dizainas susijęs ne tik su fizinių struktūrų integracija, bet ir pabrėžia funkcinių modulių sinergiją ir intelektualios sąveikos optimizavimą. Integruojant signalo gavimo modulį, apsaugos grandinės (apsauga nuo viršįtampio/perviršio/iškrovos apsaugos) ir dažnio keitiklio centrinis apdorojimo blokas (CPU), jis pasiekia vidinę uždarą kilpą visam „signalo įgijimo ir analizės-kontrolės apsaugos“ procesui “, vengdama trukdžių nuo išorinio signalo perdavimo. Tuo pačiu metu integruota operacijos sąsaja (tokia kaip „Touch LCD“ ekranas) gali vienodai rodyti parametrus, tokius kaip rezonansinis dažnis, bandinio bandinio talpa, realaus laiko įtampos/srovės realaus laiko ir palaiko „vieno paspaudimo pradžios“ funkciją (automatiškai užpildant derinimą, didinimą, be testavimo ir įtampos mažinimo procesų). Tai supaprastina operacijos žingsnius nuo tradicinių 12 žingsnių iki 3, žymiai sumažinant technikų veiklos slenkstį.
4. Keičiama integracija ir lanksti konfigūracija
Norėdami patenkinti skirtingų įtampos lygių ir bandinių tipų bandymų reikalavimus (pvz., Kabelius, transformatorius, GIS jungiklius), integruotas dizainas turi išlaikyti tam tikrą mastelio laipsnį. Pvz., Priimant „pagrindinio modulio + išplėtimo modulio“ struktūrą, kur pagrindinis modulis integruoja dažnio konvertavimo valdymą, sužadinimo stiprinimą ir pagrindinių apsaugos funkcijas, o išplėtimo moduliuose yra reaktorių, turinčių skirtingas induktyvumo vertes (pvz., 80H, 160H) ir įtampos daliklius su skirtingais TAP santykiais (tokiais kaip 1000: 1, 2000: 1). Šie moduliai gali būti greitai sujungti per standartizuotas sąsajas, leidžiančias lanksčią konfigūraciją bandyti visuose įtampos lygiuose nuo 10 kV iki 500 kV. Šis dizainas ne tik užtikrina įrangos kompaktiškumą, bet ir apima platų bandymo scenarijų asortimentą moduliniu išplėtimu.
Tikimasi, kad tyrinėjant aukščiau pateiktą integruotą projektavimo kryptį, tikimasi, kad serijos rezonanso įtaisas pasieks garsumo, svorio ir eksploatavimo patogumo proveržį, dar labiau konsoliduos savo pagrindinę padėtį kintamos srovės atlaikymo bandyme ir užtikrina efektyvesnę techninę pagalbą saugiam eksploatavimui ir prižiūrimi aukštos įtampos ir didelės talpos galios sistemoms.
Išvada
Kadangi pagrindinis kintamos srovės įtampos bandymo įrankis gali energetikos įrangai, serijos rezonansinio įrenginio techninė vertė daugiausia atsispindi trimis dimensijomis: tradicinių bandymo metodų inovacija, daugialypės patalpų pritaikomumas ir stiprinimas elektros sistemos saugumui, kuris apibendrinamas taip:
1. Technologinis principas Naujovės: nutraukite tradicinės įrangos kliūtį
Tradiciniai galios dažnio bandymo transformatoriai turi reikšmingų trūkumų, kai atlieka didelės talpos, aukštos įtampos įrangos (pvz., 1000 MW “generatorių rinkinius ir 500 kV aukštos įtampos kabelius). Tai apima jų didžiulį dydį (apie 2 tonas), didelės galios reikalavimus (daugiau nei 500 kVA) ir sunkumus transportuojant vietoje. Serijos rezonanso įtaisas, pagrįstas RLC serijos rezonanso principu, sureguliuoja išvesties dažnį per kintamo dažnio valdiklį, kad būtų pasiektas rezonansas tarp kilpos induktyvumo (L) ir bandinio talpos (C) (xc =} xl). Šiuo metu kilpos varža yra minimali (z {= r), o srovė yra maksimaliai padidinta, leidžianti gauti aukštos įtampos išėjimą su maža įvesties galia, efektyviai spręsdama tradicinės įrangos techninius apribojimus. Pavyzdžiui, 500 kV kabelio atlaikymo įtampos bandyme serijai Rezonanso įtaisui reikia tik 50 kVA maitinimo šaltinio, todėl dydis ir svoris sumažina daugiau nei 60%, palyginti su tradicine įranga, žymiai padidinant bandymo vietoje lankstumą.
2.
Serijos rezonanso įtaisas buvo plačiai naudojamas pagrindiniuose galios sistemų bandymo scenarijuose naudojant lanksčią modulinę konfigūraciją (pvz., Reaktorių serijos/lygiagrečiai pakoreguoti induktyvumo vertę, įtampos daliklio pakeitimo įtampos santykį).
Aukštos įtampos kabelis: AC atlaiko 6KV -500 KV sujungto kabelio testą (2u₀ bandymo įtampa, 60 minučių laikas);
Energijos gamybos įranga: energijos dažnis atlaiko 1000 MW galios šiluminės energijos generavimo bloko ir 800MW hidroelektrinio generavimo bloko testą;
Skirstomieji įrenginiai: kintamosios srovės atlaikymas GIS kombinuotų elektrinių prietaisų ir SF6 jungiklių testas;
Transformatorius: indukcija atlaiko 6 kV -500 kv transformatoriaus bandymo ir žemės pasipriešinimo matavimą.
Jo pritaikomumas ne tik atsispindi visame įtampos lygyje (nuo 10 kV iki 500 kV), bet ir atitinka specialius ypač aukštos įtampos įrangos (pvz., UHV transformatorių) bandymo reikalavimus per aukšto dažnio ir integruotą projektą (pvz., Palaikant {4}}} Hz dažnių diapazoną).
3. Dvigubas saugos ir efektyvumo tobulinimas: Užtikrinkite stabilų energijos sistemos veikimą
Serijos rezonansinis įrenginys realizuoja dvigubą bandymo saugos ir efektyvumo pagerėjimą naudojant techninę charakteristiką optimizavimo ir apsaugos mechanizmo projektavimą:
Efektyvumo pagerinimas: Q vertės (kokybės faktoriaus) Optimizavimas (sumažinant atsparumą grandinei per mažo nuostolių šerdį, „LEEDS Wire“ ir kitos technologijos) padidina energijos perdavimo efektyvumą daugiau nei 30%, kartu su automatine derinimo technologija (dažnių nuskaitymo ir rezonanso taškų užrakto laikas, mažesnis nei 30 sekundžių), vieno įrenginio dienos bandymo talpa padidėja 50%, palyginti su tradicine įranga;
Saugos garantija: Daugybinė nereikalinga apsauga, tokia kaip viršįtampis (1,2 kartų įvertinta srovės apsauga), viršįtampis (110% tikslinės įtampos apsauga), išleidimas (momentinis didelis srovės identifikavimas) (Veiksmo laikas<1 microsecond) can effectively avoid the risk of insulation breakdown of test samples and overheating of equipment, and directly reduce the probability of power grid failure caused by improper test operation.
Apibendrinant galima pasakyti, kad serijos rezonanso įtaisas tapo pagrindine technine parama energijos įrangos perdavimo bandymui ir prevenciniam testui, naudojant techninę principą, inovacijas, daugialypės srities pritaikomumą ir saugos efektyvumo optimizavimą. Jo taikymas yra tiesiogiai susijęs su elektros sistemos izoliacijos patikimumu ir eksploatavimo stabilumu. Tai yra pagrindinė garantijos technologija, kuriant didelės įtampos ir didelės talpos energijos sistemos kūrimą.
Ateityje, kaip pagrindinė kintamos srovės įtampos energijos įrangos įtampos bandymo įrankis, serijos rezonansinio įrenginio taikymas giliai integruos energijos sistemos atnaujinimo poreikius ir technologinių inovacijų tendencijas, parodydamas reikšmingą vystymosi potencialą šiomis kryptimis:
1. Gilus ypač aukštos įtampos ir UHV testo scenarijų aprėptis
Kadangi pasaulinė energijos sistema paspartina ypač aukštos įtampos lygį 1000 kV ir didesne, esamų 500 kV serijos rezonansinių prietaisų (tokių kaip reaktoriaus induktyvumo ir TAP keitiklių įtampos keitiklių) techniniai parametrai) reikia tobulinti, kad būtų patenkinti didesni įtampos reikalavimai. Ateityje per aukšto dažnio technologijos lūžius (pvz., Nanokristalinių šerdžių naudojimą, siekiant sumažinti aukšto dažnio nuostolius) ir intelektualią daugialypės terpės valdymą (pvz., Dinamiškai koreguojant serijos/lygiagretus režimus), šie įrenginiai palaikys „CHIPSED“ testus (tokius-„Highing Challenge“ („1000kV“) ir „Ultra“ ir „Ultra“. Įranga yra per didelė, kad tilptų į kompaktiškus ypač aukštos įtampos pastočių erdves.
2. Išsamus naujos energijos energijos įrangos bandymo skverbtis
Naujų energijos šaltinių (vėjo energijos, fotoelektros ir energijos kaupimo) tinklo jungtis kelia didesnius poreikius elektros įrangos izoliacijos veikimui. Serijos rezonansiniai įrenginiai, turintys mažos galios reikalavimus ir didelį perkeliamumą, taps pagrindinėmis bandymo priemonėmis naujame energetikos sektoriuje. Pavyzdžiui, kolektoriaus kabeliams (35 kV -66 kV) vėjo jėgainėms reikia dažniems aukšto dažnio įtampos bandymams dėl sudėtingų montavimo aplinkų (druskos purškimo, drėgmės). Būsimi prietaisai gali integruoti drėgmei atsparius ir korozijai atsparius dizainus (tokius kaip aliuminio lydinio užklijuoti gaubtai) ir būti lengvi (vieno komponento svoris mažesnis arba lygus 50 kg), kad atitiktų ribotą atviroje jūrų platformų erdvėje; Didėja Fotoelektrinių keitiklių nuolatinės srovės izoliacijos bandymo paklausa, ir šie prietaisai gali išplėsti jų nuolatinės srovės rezonansinę funkciją (naudojant talpinio ir indukcinio nuolatinio DC rezonanso principą), kad padengtų visą įtampos diapazono bandymą naujai energijos įrangai.
3. Gilus intelektualios technologijos ir daiktų interneto technologijos integracija
Kartu su skaitmeninės kontrolės tendencija, paminėta paieškos rezultatuose, „Future Series Resonant“ įrenginys dar labiau integruos daiktų internetą (IoT) ir dirbtinio intelekto (AI) technologiją, kad būtų galima įgyvendinti intelektualų „bandymo analizės sprendimo“ visą procesą:
Nuotolinis bendradarbiavimo testavimas: per 5G/palydovinio ryšio modulį technikai gali nuotoliniu būdu stebėti kelių vietų testus (tokius kaip kryžminės regioninės UHV linijos), sureguliuoti bandymo parametrus realiu laiku (pvz., Tikslinę įtampą, dažnių diapazoną) ir sumažinti eksploatuojamų variantų klaidų lygį ir sutvarkant virtualiojo laidų instaliacijos per AR stiklines,;
AI gedimų diagnozė: Mašinų mokymosi modelis, apmokytas pagal istorinius bandymų duomenis (pvz., Rezonanso dažnio poslinkis, talpos vertės svyravimas) gali iš anksto numatyti įrangos izoliacijos defektus (pvz., Vietinė laido drėgmė, transformatoriaus apvijos senėjimas) ir sugeneruoti „priežiūros prioritetinių laikymo planų“ pasiūlymus, sutrumpinant gedimo reakcijos laiką nuo valandų iki minučių;
Skaitmeninis dvynių programa: sukurkite skaitmeninį dvynių bandymo scenos modelį, imituokite skirtingų egzempliorių rezonanso procesą (pvz., Skirtingo ilgio kabelius ir skirtingų talpų transformatorius), optimizuokite bandymo schemą (pvz., Reaktoriaus derinio režimą ir dažnio nuskaitymo strategiją) ir sumažinkite lauko derinimo laiką daugiau nei 30%.
4. Nuolatinis žaliosios energijos taupymo ir lengvo dizaino optimizavimas
Reaguodamas į „dvigubos anglies“ tikslą, būsimos serijos rezonansinis įrenginys daugiau dėmesio skirs energijos vartojimo efektyvumo pagerinimui ir materialiajai aplinkos apsaugai:
Populiarios mažos nuostolių medžiagos: amorfinis lydinys ir nanokristalinė magnetinė šerdis pakeis tradicinį silicio plieno lakštą (sūkurinės srovės nuostoliai sumažės 60%), LEEDS viela (kelių grandinių įstrigusi viela) pakeis vieno stygos vario vielą (odos efekto nuostoliai sumažės 40%), taigi, kad bendras prietaiso energijos sąnaudas sumažės 30%, palyginti su žaliosios galios reikalavimais;
Komponentų pakeitimo laikas sutrumpinti modulinį perdirbamą dizainą: standartizuotos sąsajos (tokios kaip greito įdėjimo reaktoriai ir papildinių įtampos dalikliai). Sugedusios izoliacinės medžiagos (tokios kaip augalinės epoksidinės dervos) taip pat naudojamos siekiant sumažinti e-atliekų generavimą ir skatinti aplinkos apsaugą per visą bandymo įrangos gyvavimo ciklą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad būsimas serijų rezonansinių įrenginių pritaikymas bus labai sukasi apie aukštą įtampą, naujus energijos ir intelektualius energijos sistemų poreikius. Naudodama technologines inovacijas ir pritaikant sceną, ji ir toliau konsoliduos savo pagrindinę padėtį energijos įrangos izoliacijos bandymo srityje ir teiks pagrindinę techninę paramą saugiai, efektyviai ir žaliai veikiant pasaulines energijos sistemas.
