pròleg
Amb el ràpid desenvolupament del sistema d’alimentació a alta tensió i gran capacitat, la demanda de prova de corrent de corrent de corrent d’equips d’energia augmenta dia a dia . com a equip de prova clau, el dispositiu de ressonància de la sèrie té un paper insubstituïble en l’assegurança del funcionament segur del sistema d’energia .
Els transformadors tradicionals de prova de freqüència de potència afronten limitacions significatives quan realitzen proves de tensió de res a res a un equip elèctric gran (com ara unitats de potència tèrmica de 1000mW, unitats hidroelèctriques de 800MW i unes unitats de potència de 500kV i una gran tensió de 500kV [3] {. En canvi, els dispositius de ressonància de la sèrie utilitzen el principi de ressonància de la sèrie, amb un controlador de freqüència variable que ajusta la freqüència de sortida per aconseguir la ressonància entre la inductància del bucle i la capacitació de l'exemplar de prova . en aquest punt, la impedància del bucle es minimitza i el corrent es maximitza, permetent la sortida de la potència tècnica, que s'adreça eficaçment a la potència d'entrada baixa, de manera eficaç a la potència de trànsit, que es dirigeix a la potència tècnica, es dirigeix eficaçment a la potència tècnica, que s'adreça a la potència tècnica, es dirigeix eficaçment a la potència tècnica, que s'adreça a la potència tècnica de troncs de forma baixa, es dirigeix eficaçment a la potència tècnica, de forma eficaç a la potència tècnica, que es dirigeix a la potència tècnica, de forma eficaç a la potència tècnica. colls d'ampolla d'equips tradicionals .
Des de la perspectiva de l’abast de l’aplicació, els dispositius de ressonància de sèries tenen escenaris de prova de nucli àmpliament coberts en sistemes de potència, inclosos proves de tensió de rendiment de CA per a 6kV a 500kV d’alta tensió Cables XLPE, resisteixen proves de tensió per a generadors i interruptors SIG, i freqüència de potència resisteixen proves de tensió per a transformadors [3] {. La seva importància no només es reflecteix en el rendiment tècnic, sinó que també consisteix a assegurar el rendiment d'aïllament dels equips de potència mitjançant proves precises, reduint el risc de fallades de la xarxa causades per defectes d'aïllament i afectar directament la fiabilitat i l'estabilitat dels sistemes de potència .
(La figura mostra la distribució d'aplicacions típica de dispositius ressonants de la sèrie)
L’objectiu d’investigació de construir un sistema de coneixement complet per a dispositius ressonants en sèrie prové principalment de la posició bàsica d’aquesta tecnologia en sistemes de potència i les seves característiques d’intersecció tècnica multidimensionals . com a equips d’alimentació evolucionen cap a una tensió més alta i una capacitat més gran, els escenaris d’aplicació de dispositius de resonant en sèrie continuen expandint-se (com ara proves de cas per a 6kV {{2 {2} KV xlp-xlpe-volament xlpe-volament xLPe de volació xLPE Cables i unitats de generació d’energia tèrmica de 1000MW) . Tot i això, la tecnologia implica la teoria del circuit, el control de conversió de freqüència, la mesura d’alta tensió i altres àrees de coneixement multidisciplinàries . Els materials tècnics existents s’escampen en diverses dimensions, incloses les descripcions principals, els paràmetres d’equip
Concretament, la construcció d’un sistema de coneixement complet ha de cobrir els següents objectius clau:
La integració de la teoria i la pràctica: el nucli del dispositiu de ressonància de la sèrie es basa en principis de ressonància del circuit (com quan els condensadors C i els inductors L estan connectats en sèrie, la reactància capacitiva XC és igual a la reacció inductiva XL Pujar per transformadors d’excitació . combinant teories fonamentals (com ara les condicions de ressonància i les característiques d’impedància) amb les implementacions d’enginyeria (com la composició estructural i la lògica de control), els tècnics poden passar de "saber què" a "comprendre per què ."
Visualització de detalls tècnics: El mecanisme de treball del dispositiu ressonant de la sèrie implica la col·laboració de diversos components (convertidor de freqüències, transformador d’excitació, reactor d’alta tensió, divisor de tensió d’alta tensió) . El flux de senyal i la transferència d’energia s’han de presentar de manera intuïtiva
Diagrames estructurals
; Mentre que la relació entre la freqüència ressonant i les necessitats d’impedància
Per ser analitzat quantitativament mitjançant corbes característiques de freqüència . El diagrama de circuit bàsic (), la curva característica de freqüència () i el diagrama de composició estructural () proporcionat a la informació de la imatge són portadors clau per visualitzar el sistema de coneixement .
La naturalesa del desenvolupament tecnològic cap endavant: la tendència cap a dispositius ressonants en sèrie de gran freqüència, intel·ligents i integrats (com ara el control digital
La millora de la precisió de l’afinació i la reducció del disseny integrat de la mida dels equips) requereix un full de ruta de desenvolupament tècnic () per perfilar el camí evolutiu, aclarir els avenços tecnològics clau en diverses direccions (com l’aplicació de materials d’alta freqüència i l’optimització amb algoritmes intel·ligents) i destaquen el seu valor pràctic (com ara complir els requisits de prova de tensió més elevat) .}
En resum, l’objectiu de construir un sistema de coneixement complet és proporcionar una orientació sistemàtica per a la investigació i el desenvolupament de la tecnologia, el funcionament i el manteniment dels equips mitjançant la integració teòrica, la visualització i l’anàlisi de tendències, per tal de promoure l’aplicació eficient i la innovació contínua de dispositius ressonants en sèries en sistemes de potència .
Teoria dels fonaments
La topologia del circuit d’un dispositiu ressonant en sèrie es centra en el bucle de sèries format per resistors (R), inductors (L) i condensadors (C) . Consisteix principalment en components clau com ara un convertidor de freqüència, un transformador d’excitació, un reactor d’alta tensió (que proporciona un inductor L) i un divisor de tensió d’alta tensió (formant una relació de sèries amb la prova de prova amb la prova de la secció Condensador C) . La seva topologia bàsica es pot simplificar de la manera següent: el bucle del convertidor de freqüència de la freqüència ajustable Potència AC, que és augmentada pel transformador d’excitació i després s’aplica al bucle de sèrie compost pel reactor de tensió d’alta tensió (L), el condensador de prova de prova (c) i la resistència equivalent (r) del circuit {.}}}
La condició de ressonància es desencadena quan la reactància capacitiva (xc) és igual a la reactància inductiva (xl), i . e ., xc=xl . en aquest punt Z=√ (r² + (xc-xl) ²)=r, assolint el seu valor mínim; Simultàniament, el corrent de bucle I=u/z arriba al seu valor màxim, formant un estat de ressonància en sèrie (també conegut com a ressonància de tensió) .
Des de la perspectiva de les característiques de freqüència, la reactància capacitiva xc=1/(2πfc) disminueix a mesura que augmenta la freqüència f, mentre que la reactància inductiva xl=2 πfl augmenta amb la freqüència creixent f . La impedància total z disminueix i després augmenta amb freqüència {. quan la freqüència arriba a la freqüència de la freqüència F₀, xc=xl, i z=r, que és el valor mínim, en aquest punt l'eficiència de transferència d'energia del circuit és més alta .
(Com es mostra a la figura, la corba característica de freqüència del dispositiu ressonant de la sèrie es representa a l’eix x com a freqüència f i l’eix y com a impedància z . La freqüència ressonant f₀ i el punt d’impedància mínima estan clarament marcades i la tendència de variació dels tres conjunts de corbes incloent capacitació, inductància i impediment total són inclosos {.)
(Com es mostra a la figura, el diagrama de flux de treball del dispositiu de ressonància de la sèrie cobreix quatre enllaços bàsics: Control de conversió de freqüència, impuls d’excitació, sortida d’alta tensió i retroalimentació del divisor de tensió . mostra de manera intuida el procés de cada component que funciona junts per aconseguir l’estat ressonant .)
Derivació del model matemàtic
El model matemàtic del dispositiu ressonant de la sèrie es basa en les característiques bàsiques del circuit de la sèrie RLC i el seu nucli es pot derivar per la següent fórmula:
Expressió de la impedància total: El circuit ressonant de la sèrie està compost per resistència (r), inductància (L) i capacitança (c) a la sèrie . La forma complexa d’impedància total (z) és:
= R + j(X_L - X_C)
ells, la resistència inductiva (x _ l=2 f l) (proporcional a la freqüència (f)) i la resistència capacitiva (x _ c =) (inversa proporcional a la freqüència (f)) .
Resonance condition: When (X_L=X_C), the imaginary part (j(X_LX_C)=0) is pure resistive, and the circuit reaches the state of series resonance. Substituting the expression of (X _ l) i (x _ c) es poden obtenir:
L =
La freqüència ressonant (f _0):
=
La fórmula mostra que la freqüència ressonant només està determinada pels paràmetres de l’inductor (L) i el condensador (C), i no té res a veure amb la resistència (r) .
Característiques de corrent i de tensió: En estat ressonant, la impedància total (z=r) arriba al seu valor mínim, i el corrent de bucle (i {{{1}) arriba al seu valor màxim Ix _ c) i (u _ l =} _ l), respectivament . des que (x _ l=x _ c), (u _ c {=}} U _ l=qu) (q és el factor de qualitat, Q =), és a dir, que les tensions a través del condensador o inductor poden ser (q) vegades la tensió d'entrada . Per tant, la ressonància en sèrie també es coneix com "Resonància de tensió ."
Anàlisi característica de la impedància
La impedància d’un circuit ressonant en sèrie varia amb la freqüència de la següent manera:
Freqüència inferior a la freqüència ressonant ((f
Freqüència igual a la freqüència ressonant ((f=f _0)) :( x _ c=x _ l), el circuit presenta una resistència pura i la impedància total (z=r) és al mínim .
Frequency higher than the resonant frequency ((f> f_0)): at this time (X_L>X _ c), el circuit presenta una naturalesa inductiva i la impedància total (z) augmenta amb l'augment de la freqüència .
L’efecte de la resistència (R) sobre les característiques d’impedància es reflecteix principalment en la nitidesa del pic ressonant: el més petit (R), més gran és el factor de qualitat (q), el pic ressonant i més fort de la selectivitat de freqüència del circuit; Per contra, com més gran (r), més petit (q), el pic ressonant i més gran sigui la pèrdua d'energia .
(Com es mostra a la figura, el diagrama de flux de treball del dispositiu de ressonància de la sèrie mostra de manera intuïtiva com el control de conversió de freqüències, l’incitació d’excitació, la sortida d’alta tensió, la retroalimentació del divisor de tensió i altres enllaços funcionen junts per aconseguir l’estat ressonant)
La freqüència ressonant és el paràmetre central del dispositiu ressonant en sèrie . El seu mètode de càlcul es basa en la condició de ressonància que la reactància capacitiva i la reactància inductiva són iguals en el circuit de la sèrie RLC . els punts de derivació i aplicació específics són els següents: els següents:
1. derivació de fórmules bàsiques
La condició de desencadenament de la ressonància de la sèrie és que la reactància capacitiva ((x _ c)) i la reactància inductiva ((x {_ l)) són iguals, és a dir, (x _ c=x _ l) . on: on: on:
Capacitance (x _ C =) ((C és la capacitança de la mostra, unitat f; (f és la freqüència, unitat hz));
X _ l=2 f L (L és la inductància del reactor d'alta tensió, unitat h) .
Substituir els rendiments de les dues igualtat:
[= 2f_0 L]
La fórmula de càlcul de la freqüència ressonant (f _0) després de l'ordenació és la següent:
[f_0 = ]
La fórmula mostra que la freqüència ressonant només està determinada pels paràmetres de l’inductor (L) i el condensador (C), i no té res a veure amb la resistència del bucle (R) [2] [4] .
2. Paràmetre Significat i aplicació pràctica
Inductància (L): determinada pels paràmetres de disseny del reactor d’alta tensió (com ara girs, material principal), normalment un valor fix o es pot ajustar per sèries/connexió paral·lela de diversos reactors .
Capacitance (C): determinada per l'estructura d'aïllament de l'element de prova (com el cable, el transformador), i determinada segons el tipus d'element de prova (com ara la capacitat de cable de 10KV sobre 0 . 1μF/km) o valor mesurat.
Ajust de freqüència: En les proves reals, la freqüència de sortida (f) s’ajusta a través d’un controlador de freqüència variable a aproximar -se (f _0), emocionant per tant l’estat ressonant . (f _0) s'ha de recalcular i la freqüència de sortida del controlador de freqüència variable s'ajusta en conseqüència .
3. precaucions per al càlcul d'enginyeria
Combinació de reactor múltiple: quan la inductància d’un únic reactor és insuficient, la inductància total (L) es pot ajustar per sèries (inductància total (L {_ {total}=l _1+ L _2})) o paral·lela (inductància total (L _ {total}} =))) . La fórmula (f _0) ha de ser recalculada .
Mesura de capacitança de la mostra: per a mostres amb capacitança desconeguda (com ara nous transformadors), és necessari obtenir el valor (c) primer a través del mesurador de capacitança o la "funció de mesurament de la capacitança" del dispositiu ressonant de la sèrie, i després calcular (F _0) per guiar la sintonització .
Mitjançant el mètode anterior, els tècnics poden determinar ràpidament la freqüència de funcionament òptima del dispositiu ressonant de la sèrie per assegurar-se que la impedància del bucle és mínima i l’eficiència de transferència d’energia és la més alta durant la prova, de manera que completar de manera eficient la prova de tensió de rendiment de l’equip d’alta tensió .
Característiques tècniques
El factor Q (factor de qualitat) és la mètrica bàsica per mesurar les característiques de l’emmagatzematge i la dissipació d’energia dels circuits ressonants de la sèrie . Es defineix com la relació de reactància inductiva (o reactància capacitiva) amb la resistència equivalent del circuit (q==)) . quan es resona un circuit, la reacció inductiva (X _ l) és igual a la reactància capacitiva (x _ c), de manera que el factor Q es pot simplificar com la relació de reactància inductiva (o reactància capacitiva) a la resistència .
1. La relació matemàtica entre el valor Q i la pèrdua d'energia
La resistència (R) és el factor clau que afecta el valor Q: com més gran sigui la resistència, més petit el valor Q i més gran és la pèrdua d’energia; Com més petita sigui la resistència, més gran és el valor Q i més baix és la pèrdua d’energia . específicament, es manifesta com:
Quan (r) és petit, (q) és alta i l’energia emmagatzemada al circuit (l’energia del camp magnètic de l’inductor i l’energia del camp elèctric del condensador es converteix mútuament) és molt més gran que la pèrdua d’energia per cicle (la calor del joule de la resistència) . és adequat per a la prova d’equips d’alta tensió que requereixi una sortida d’alta tensió .
Quan (r) és més gran, el valor de (q) disminueix, la pèrdua d’energia del circuit augmenta i el pic ressonant es fa pla . Tot i que l’estat ressonant encara es pot aconseguir, la potència d’entrada requereix, l’eficiència de la prova disminueix i l’amplitud de tensió es limita a augmentar, cosa que pot afectar la precisió dels resultats de les proves .}
2. Q Optimització de valor a l'aplicació d'enginyeria
En el disseny i l’aplicació pràctica del dispositiu ressonant en sèrie, cal reduir la resistència equivalent (R) del circuit de les maneres següents, per millorar el valor Q i reduir la pèrdua d’energia:
Optimització del material del reactor: el nucli de baixa pèrdua (com la xapa d’acer de silici o l’aliatge amorf) s’utilitza per reduir la pèrdua central del reactor;
Control de la resistència interna del fil: seleccioneu filferro de coure amb alta conductivitat i optimitzeu l'estructura de bobinatge per reduir la resistència interna del filferro;
Millora del mode de connexió de mostra de prova: utilitzeu materials d’aïllament amb pèrdua dielèctrica baixa per connectar la mostra de prova, per evitar augmentar la resistència equivalent del circuit per resistència de contacte o pèrdua dielèctrica .
Mitjançant les mesures d’optimització anteriors, el valor Q es pot millorar significativament per assegurar -se que el dispositiu ressonant de la sèrie pot aconseguir una transferència d’energia eficient i precisa en la prova de pressió d’equips d’alta tensió, alhora que redueix el consum de calor i energia de l’equip i ampliant la vida del servei .
La tecnologia de sintonització és el component principal dels dispositius ressonants en sèrie per aconseguir una transferència d’energia eficient . El seu objectiu principal és ajustar la freqüència de sortida de manera que la inductància del bucle (L) i la mostra de prova capacitance (c) arribin a la ressonància (i . e {{2} POWER . La ruta d'implementació es pot dividir en els passos de la clau següents:
1. Regulació de freqüència del convertidor de freqüència
La sintonització d’un dispositiu ressonant en sèrie es basa en la funció de sortida de freqüència del controlador de freqüència variable . El controlador de freqüència variable pot sortir contínuament ajustable corrent alternatiu (normalment en el rang de freqüència de 30-300 Hz) . ajustant la freqüència de sortida f, la proporció de la reacció inductiva (xl {= 2}}}}}}}}} La reactància capacitiva (xc=1/(2πfc)) al circuit es canvia, fent que finalment XL=xc desencadeni l'estat ressonant .
2. Exploració de freqüències i posicionament del punt de ressonància
En les proves reals, el dispositiu sol utilitzar l'estratègia "exploració de freqüències" per localitzar automàticament el punt de ressonància:
Exploració inicial: el convertidor de freqüència comença a augmentar gradualment la freqüència a partir de la freqüència mínima establerta (com ara 30Hz), mentre que el control dels canvis del corrent de bucle (o tensió de prova) en temps real . ja que la impedància del bucle és la més petita i el corrent és el més gran en estat de ressonància Freqüència .
Sintonització fina: quan estigui a prop de la freqüència de ressonància, el dispositiu escanejarà amb una mida de pas més petita (com ara 0 . 1Hz) per assegurar la concordança de freqüència precisa i evitar la disminució de l'efecte de ressonància a causa de la desviació de freqüència.
3. modes d'afinació automàtica i manual
Els dispositius ressonants de la sèrie solen donar suport a dos modes d’afinació per adaptar -se a diferents requisits d’escenari de prova:
Sintonització automàtica: el sistema completa automàticament l'escaneig de freqüències, el posicionament del punt de ressonància i el bloqueig mitjançant algoritmes integrats . És adequat per a escenaris de prova convencionals (com ara les proves de tensió de suports de cable i SIG Sintonització i augmentar automàticament a la tensió de prova .
Sintonització manual: permet als tècnics ajustar manualment la freqüència a través de poms o botons, adequats per a escenaris de prova especials (com quan la capacitança de la mostra fluctua molt o quan cal verificar l’estabilitat del punt de ressonància) . en mode manual, els tècnics poden observar els canvis actuals/voltatius en temps real i flexible per aconseguir la millor resonant millor per aconseguir el millor resonant resonant per aconseguir la freqüència per assolir la freqüència per aconseguir la resonant millor per aconseguir la resonant millor i flexible. estat .
4. Feedback i ajust dinàmic
Per abordar canvis menors en la capacitança de l’exemplar de prova o factors ambientals (com la temperatura i la humitat) durant les proves, el dispositiu supervisa la tensió de l’exemplar de prova en temps real mitjançant un divisor d’alta tensió i alimenta el senyal de tensió al convertidor de freqüència {{2} Freqüència per assegurar -se que el circuit es manté en ressonància, estabilitzant així la sortida d'alta tensió .
A través de la ruta de la tecnologia d’afinació anterior, el dispositiu ressonant de la sèrie pot realitzar de manera eficaç i precisa el desencadenament i el manteniment de l’estat ressonant, proporcionant un suport tècnic fiable per a la prova de res a la prova d’equips d’alta tensió .
Com a equip de prova d’alta tensió, el mecanisme de protecció i les especificacions de funcionament de seguretat del dispositiu ressonant de la sèrie estan directament relacionades amb la seguretat personal del personal de prova i la fiabilitat dels equips i exemplars . El següent s’explica a partir de dos aspectes: mecanisme de protecció del nucli i especificacions específiques de funcionament::
1. Mecanisme de protecció del nucli
El dispositiu ressonant de la sèrie ha creat un sistema de protecció de seguretat que abasta tot el procés de la prova mitjançant un disseny de protecció redundant múltiple, que inclou principalment els tipus següents:
Protecció de sobrecurrent: control en temps real del corrent de circuit, quan el corrent supera el llindar SET (com ara 1 {2. 2 vegades del corrent nominal de l'equip), va tallar immediatament la sortida per evitar que el sobreescalfament de l'equip o el desglossament d'aïllament de la mostra de prova a causa d'un corrent excessiu.
Protecció sobre sobretensió: la tensió del terminal de prova és controlada per un divisor de tensió d’alta tensió . Si la tensió supera el valor del conjunt de prova (com ara el 110% de tensió objectiu), el sistema actuarà ràpidament (temps d’acció<1 microsecond) to avoid damage to the test item due to overvoltage.
Protecció de descàrrega: Quan el exemplar de prova es descompon o es produeixi un flashover, el circuit produirà fluctuacions de corrent i tensió instantànies . El dispositiu identificarà el senyal anormal a través del mòdul de detecció de descàrrega, acabarà immediatament la prova i bloquejarà la sortida per evitar danys secundaris causats per l'arc a l'equip .
Protecció de sobreescalfament: el sensor de temperatura integrat monitoritza la temperatura dels components clau (com el convertidor de freqüència, el transformador d’excitació), quan la temperatura supera el llindar de seguretat (com ara 85 graus), desencadena l’alarma i redueix automàticament la potència de sortida o la refrigeració de la sortida .
Protecció d’arrencada zero: assegureu -vos que la tensió de sortida sigui zero quan s’inicia l’equip, eviteu la pressió accidental a la mostra de prova a causa del toc accidental del botó d’inici i assegureu -vos de la seguretat de l’operació del personal .
2. Especificacions de l'operació de seguretat
Per tal d’assegurar la seguretat del procés de prova i la precisió dels resultats, s’han de seguir estrictament les especificacions de funcionament següents:
Preparació prèvia a la prova:
Comproveu si la connexió de cada part de l’equip és ferma (com ara el plom d’alta tensió del reactor i l’exemplar de prova i el cable de senyal del divisor de tensió) per evitar la descàrrega o la interferència del senyal local causades per un contacte deficient .
Confirmeu l'estat de la mostra de prova (com ara no hi ha danys al terminal de cable, la resistència d'aïllament del bobinatge del transformador compleix els requisits), netegeu el personal irrellevant i els objectes conductors de la zona de prova i configureu una tanca d'avís de seguretat .
Comproveu si els paràmetres de prova (tensió de destinació, temps de prova, rang de freqüència) coincideixen amb els requisits tècnics de la mostra (per exemple, l’estàndard de tensió de rendiment de CA per al cable de 500kV és de 2U₀ × 60min) .
Funcionament a la prova:
La prioritat es dóna al mode de prova automàtica, en el qual el sistema completarà automàticament el procés d’exploració de freqüència, bloqueig de punts de ressonància i procés d’increment de tensió per reduir l’error de funcionament humà; El mode manual només s’utilitza en escenaris especials (com ara verificar l’estabilitat del punt de ressonància), i la freqüència s’ha d’ajustar lentament i el corrent/tensió canvia de prop durant l’operació .
Superviseu les indicacions d'estat (com ara "bloqueig ressonant" i "estàndard de tensió") i informació d'alarma (com ara "advertència de temperatura") de la pantalla de visualització del dispositiu en temps real . si es produeix alguna anormalitat (com ara la fluctuació de tensió sobre un 5%), atureu la prova immediatament i resoleu la causa .
Tractament post-test:
Després de la prova, la tensió de sortida es redueix gradualment a zero a través del controlador del convertidor de freqüència i, a continuació, es talla l’alimentació per evitar el dany dels equips causats per la força electromotriu inversa a causa d’una fallada de potència sobtada .
Registra les dades de prova (com ara la freqüència ressonant, el valor de la capacitança de la mostra de prova, el temps de tensió de resisteix) i imprimeix -les i guarden -les per a la posterior anàlisi del rendiment d’aïllament; Al mateix temps, comproveu l’aspecte i el cablejat de l’equip i emmagatzemeu -lo després de confirmar que no hi ha calor ni danys .
Mitjançant la implementació coordinada del mecanisme de protecció i les especificacions de funcionament anterior, es pot reduir eficaçment el risc de prova, es pot garantir la seguretat del personal, dels equips i de les mostres i es pot millorar la fiabilitat i la traçabilitat de les dades de prova .}
Sol·licitud d’enginyeria
La prova preventiva dels sistemes de potència és un pas crític per assegurar el rendiment d’aïllament dels equips i prevenir les fallades operatives . Com a dispositiu de prova principal, el dispositiu de ressonància en sèrie ha de seguir estrictament els procediments normalitzats per assegurar la seguretat i la precisió de les dades . el següent és un procés típic per a la prova preventiva de sistemes d’energia mitjançant un dispositiu de ressonància: el dispositiu de ressonància:: Dispositiu de ressonància::: Dispositiu de ressonància::: Dispositiu de ressonància::: Dispositiu de ressonància::: Dispositiu de ressonància::: Dispositiu de ressonància::: S'ha de ressonància:: Dispositiu de ressonància.
1. Preparació pre-test
Condició de la mostra de prova Comproveu: cal confirmar que l’aparició de l’element de prova (com ara cable, transformador, commutador SIG, etc .) no té danys evidents (com ara danys del terminal de cable, exposició al bobinatge del transformador) i proveu prèviament el seu rendiment d’aïllament mitjançant un comptador de resistència a l’aïllament i altres eines per assegurar -se que l’article de prova es troba en un estat provable .}}}}}}}}}}}}}}}}}
Connexió i inspecció dels equips: connecteu tots els components del dispositiu ressonant de la sèrie (controlador del convertidor de freqüències, transformador d’excitació, reactor d’alta tensió, divisor d’alta tensió) segons l’estructura de la topologia i centreu -vos en si la capa d’aïllament del plom d’alta tensió està intacte i si el senyal de senyal del condidera
Configuració i confirmació de paràmetres: Basat en el tipus d’exemplar (com ara un cable de 500kV) i els estàndards de prova (com ara un voltatge de rendiment de CA de 2U₀ × 60min), configureu els paràmetres en el controlador de freqüència variable obtingut a través de la funció de mesura de la capacitança integrada) per calcular la freqüència ressonant, proporcionant una base per a la sintonia .
2. Sintonització de ressonància i augment de la tensió
Exploració de freqüència i posicionament del punt de ressonància: després que s’activi el dispositiu, el controlador de freqüència variable s’inicia automàticament a partir de la freqüència mínima establerta (com ara 30 Hz) i augmenta gradualment la freqüència mentre segueix el corrent del bucle en temps real . ja Freqüència ressonant i mostra "ressonància bloquejada" a la pantalla LCD en color .
Selecció automàtica/manual de sintonització: es prefereix el mode d’afinació automàtica per a les proves rutinàries i el sistema completa automàticament la exploració i el bloqueig de freqüències; Si la capacitança de la mostra de prova fluctua molt (com ara els transformadors nous) o l’estabilitat de ressonància s’ha de verificar, canvieu al mode manual, ajusteu la freqüència lentament girant el pom i observeu els canvis de corrent/tensió per coincidir amb amb precisió el punt de ressonància .
Impulsar a la tensió de la destinació: després del bloqueig ressonant, el dispositiu s’incrementa gradualment a la tensió de prova de la destinació a una velocitat configurada (com ara 1kV/s) i monitoritza la tensió terminal del producte en temps real a través del divisor de tensió d’alta voltatge durant el procés per assegurar-se que la velocitat d’increment compleix els requisits estàndard (com ara la velocitat de tensió de la tensió de la tensió del cable no excedeix els 2kV/s).}}}}}}}}}
3. Prova de pressió i monitoratge
Monitorització de paràmetres en temps real: Durant la prova, el dispositiu mostra contínuament les dades de prova (com ara la tensió actual, el corrent, la freqüència i el valor de la capacitança de la mostra) a través del color LCD . El personal tècnic ha de parar molta atenció a la tensió (la fluctuació ha de ser inferior al 5%) i a l'estat de l'equip (com a no abnormal o no)
Processament desencadenat del mecanisme de protecció: si sobrecurrent (el corrent supera el valor objectiu per 1 . 2 vegades), sobretensió (la tensió supera el valor objectiu en un 110%) o la descomposició de la mostra (el mòdul de detecció de descàrrega reconeix el corrent gran instantani), es produeix el dispositiu tallar la sortida i alarma dins d’un microsecond (el mòdul de descàrrega reconeix el corrent gran instantani)
4. tractament post-test
Funcionament de reducció de tensió i desactivació: un cop resistit (com ara 60min), el dispositiu reduirà automàticament la tensió a zero a la velocitat de fixació (com ara 1kV/s) i tallarà la font d’alimentació després de confirmar que la tensió és zero per evitar danys a l’equip per força d’electromotora posterior .
Generació de dades i generació d’informes: les dades de prova (freqüència ressonant, capacitança d’exemple, temps de resistències, registre d’acció de protecció, etc .) s’emmagatzemen i s’imprimeixen automàticament a través d’una micro impressora com a base clau per a l’avaluació del rendiment de l’assistència d’equips .
Inspecció i emmagatzematge dels equips: comproveu l’aspecte de cada part del dispositiu (com ara la calefacció del reactor, cap fissura del divisor de tensió) i l’estat de cablejat, confirmeu que no hi ha anormalitat, desmunteu i classifiqueu l’emmagatzematge per preparar -se per a la propera prova .
A través del procés de normalització anterior, el dispositiu de ressonància de la sèrie pot completar de manera eficient la prova preventiva dels equips d’energia i proporcionar un suport tècnic fiable per al funcionament segur i estable del sistema d’alimentació .
En el sistema d’energia, la prova de res a res a l’alta tensió del cable reticulat és el mitjà bàsic per avaluar el seu rendiment d’aïllament . El dispositiu de ressonància de la sèrie, amb les seves característiques eficients de ressonància de ressonància, s’ha convertit en l’equip de prova preferit en aquest escenari . El següent explica l’estàndard de prova i la interpretació de dades:: Interpretació de dades::
I . estàndards de prova de cable
Segons els estàndards de la indústria elèctrica, la prova de suport de CA de 6KV -500 KV Els cables reticulats d'alta tensió ha de seguir els estàndards bàsics següents:
Nivell de tensió i tensió de prova: la tensió de prova sol ser el doble de la tensió de fase nominal (u₀) del cable (i . e ., 2u₀) . per exemple, la tensió de prova de 10kV cable (u₀ {{5} kV) és de 12kv i la tensió de prova de 500KV Cable (U₀ =290 kv) és 580kv .
Temps de prova: En proves preventives rutinàries, el temps de resistència a la pressió és generalment de 60 minuts; A les proves de lliurament (abans que es posin en funcionament nous cables), es pot ajustar a 30 minuts o més segons els estàndards específics .
Range de freqüència: la freqüència de sortida del dispositiu ressonant de la sèrie s'ha de controlar en el rang de 30-300 Hz per simular l'estrès d'aïllament sota la freqüència de potència (50Hz) i assegurar l'equivalència de la prova .
2. Paràmetres clau i interpretació de dades de prova
El dispositiu ressonant de la sèrie pot produir diverses dades clau en les proves de cable i l'estat d'aïllament del cable es pot avaluar de forma exhaustiva analitzant aquests paràmetres:
Freqüència ressonant (f₀): calculada per la fórmula (F _0 =) (L és la inductància del reactor, C és la capacitança del cable) . si la freqüència ressonant mesurada es desvia del valor de càlcul teòric per més de 5%, pot indicar una connexió anormal del reatró Capacitance per cable .
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%), pot indicar que el cable té defectes com la humitat d’aïllament i el dany local .
Temps de resistència de tensió i estabilitat de tensió: Durant la prova, cal assegurar -se que la tensió sigui estable i contínua dins del valor objectiu ± 5% (com ara 60 minuts) . si la tensió fluctua més enllà del llindar o desencadena la protecció per avanç capa) .
Registres d’acció de protecció: El desencadenament de sobrecurrent, sobretensió i protecció de descàrrega és una base crítica per avaluar la seguretat de les proves i la condició dels cables . Per exemple, una acció de protecció de descàrrega pot indicar directament que el cable ha experimentat una ruptura d’aïllament experimentada sota tensió de prova; Una acció de protecció sobredotrent podria ser causada per un augment anormal de la resistència del bucle (com el contacte deficient) o un canvi sobtat en la capacitança de cable (com un curtcircuit local) .
Mitjançant l’anàlisi sistemàtica de les dades anteriors, els tècnics poden jutjar amb precisió si el rendiment d’aïllament del cable compleix els requisits d’operació i proporcionen una base científica per a l’operació, el manteniment o la substitució del cable .
Cas de prova de la inducció del transformador
I . fons de prova
Abans que es posi en funcionament la nova subestació de 220kV en una determinada àrea, s'ha de realitzar una prova de tensió de res a la inducció al transformador principal (model: SFP -240000/220, capacitat nominal 240MVA, tensió nominal 220kV) per verificar la força de la transformació de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la prova de la potència. de mida i pesada (aproximadament 2 tones) i requereixen una font d’alimentació de 500kva, que no pot satisfer les necessitats de l’espai limitat i l’alimentació de baixa capacitat al lloc . Per tant, es selecciona un dispositiu de ressonància de sèrie (model: bpxz -360 KVA/240kV) es selecciona com a equip de prova .}
2. Configuració i configuració de paràmetres
Component component: convertidor de freqüència (freqüència de sortida 30-300 hz), transformador d’excitació (proporció 1:10, tensió de sortida 0-10 kV), tres reactors d’alta voltatge ± 0 . 5%).
Paràmetres de prova: la capacitança mesurada del costat de baixa tensió (bobinatge de 10kV) del transformador és 0 . 08μF (obtingut a través de la funció de mesura de la capacitança del dispositiu).
Paràmetres de destinació: Segons la "Reglament de prova preventiva de l'equip de potència", la tensió de la inducció del transformador del transformador de 220KV és 1 . 3 vegades la tensió nominal (I . e ., 13kV), la resta de temps de retenció és de 60 minuts i la freqüència de la freqüència és 45-400 Hz (la freqüència de la inducció amb la prova de la inducció. saturació).
3. Procés de prova i operacions clau
Preparació prèvia a la prova:
Comproveu que l’aspecte del transformador no estigui danyat i la resistència d’aïllament enrotllada (superior o igual a 1000mΩ) i la relació d’absorció (superior o igual a 1,3) compleixen els requisits;
Dispositiu de connexió: Convertidor de freqüències → Transformador d’excitació → Connexió de la sèrie del reactor → Transformador de bobinatge de baixa tensió (bobinatge d’alta tensió curt a terra) → divisor de tensió d’alta tensió (paral·lela als dos extrems de l’exemplar de prova);
Configureu els paràmetres: Tensió de destinació 13KV, Temps de prova 60 minuts, Range de freqüència 45-300 Hz, Inicieu "Automatic Sintoning" Mode .
Afinació ressonant i augment de la tensió:
El convertidor de freqüència comença automàticament escanejant des de 45Hz i supervisa el corrent de bucle en temps real . quan la freqüència puja fins a 85Hz, el corrent salta de 0,5a a 4,2a (pic), indicant la freqüència de ressonància "Resonància bloquejada";
La tensió s’incrementa a 13kV a la velocitat d’1kV/s, i la fluctuació de tensió en el procés és inferior al 3%, que compleix els requisits estàndard .
Prova i control de pressió:
Durant els 60 minuts de resistència a la pressió, el LCD del dispositiu mostra la tensió (13,0 ± 0,2kV), el corrent (4,2 ± 0,1A), la freqüència (85 ± 0,5Hz) i la capacitança de prova (0,08 μF) en temps real;
No hi ha sobrecurrent (llindar 5a), sobretensió (llindar 14 . 3KV) ni acció de protecció de descàrrega, sense escalfament anormal de l'equip (temperatura superficial del reactor inferior o igual a 65 graus).
Tractament post-test:
Reduïu la tensió a zero a 1kV/s i mesura la resistència d’aïllament del bobinatge del transformador després de tallar l’alimentació (sense disminució evident);
Imprimeix l’informe de prova, enregistra la freqüència ressonant de 85Hz, la capacitança de l’exemplar és 0 . 08μF, el temps de res suporta és de 60 minuts i l’acció de protecció és no, confirmant que el rendiment d’aïllament del transformador està qualificat.
4. resum de cas
Aquesta prova va completar amb èxit la prova de tensió de la inducció del transformador de 220kV a través del dispositiu de ressonància de la sèrie, que va verificar els seus avantatges tècnics en proves d'equips d'alta tensió i de gran capacitat:
Mida petita i pes lleuger: el pes total del dispositiu és inferior a 500kg (unes 2 tones per a equips tradicionals), que es poden adaptar al petit espai del lloc;
Demanda de baixa potència: només 50kVA elèctrica (els equips tradicionals necessiten 500kVA), soluciona el problema de la capacitat de potència insuficient;
Seguretat i fiabilitat: protecció múltiple (sobrecorrent, sobretensió, descàrrega) per assegurar cap dany als equips i exemplars durant la prova;
Precisió de les dades: la funció de control en temps real i de gravació automàtica proporciona una base fiable per a l'avaluació del rendiment del aïllament .
Desenvolupament innovador
El desenvolupament d’alta freqüència de dispositius ressonants en sèrie és la direcció clau per millorar la seva eficiència de prova i adaptar-se als requisits dels nivells d’alta tensió . Tot i això, encara s’enfronta a colls d’ampolla tècnics bàsics com ara la pèrdua de material, la precisió de control i la dissipació de la calor . El camí d’avanç es pot dur a terme des de les dimensions següents:
1. Supressió de pèrdues de material a alta freqüència
Els dispositius de ressonants de sèries tradicionals sovint utilitzen fulls d’acer de silici com a material central per als reactors d’alta tensió . a freqüències baixes (com ara 50 Hz), les pèrdues són relativament baix La reducció de l'eficiència de transferència d'energia . L'avanç principal de la tecnologia d'alta freqüència rau en l'optimització del material bàsic:
Aliatges amorfs i materials nanocristal·lins Aplicacions: la disposició atòmica desordenada en aliatges amorf Aplicacions . substituint les làmines d'acer de silici tradicionals, és possible suprimir eficaçment les pèrdues del nucli a freqüències altes, millorar els valors Q i assegurar l'eficiència de sortida d'alta tensió durant la ressonància .
Millora del filferro de bobinatge: l'efecte de la pell (corrent concentrat a la superfície del fil) del filferro a alta freqüència augmentarà la resistència interna i provocarà que la pèrdua d'energia . l'ús del filferro esmaltat multi-cadena es retorça amb el filferro de Leeds (filfer
2. es millora la precisió de control de la sintonia d'alta freqüència
L’alta freqüència requereix que el convertidor de freqüència tingui un pas d’ajust de freqüència més estret (com ara 0 . 01Hz) i una velocitat de resposta més ràpida (menys o igual a 10ms) per combinar amb precisió la freqüència de ressonància ((F _0 =)), per evitar la disminució de l’efecte resonant causat per la desviació de freqüència. L’actual direcció tècnica d’avanç inclou:
Tecnologia de bucle bloquejat en fase digital (PLL): mitjançant l’adquisició en temps real de senyals de corrent/tensió de bucle, l’algoritme de bucle digital de fase s’utilitza per fer un seguiment dinàmic de la freqüència de ressonància i el control de bucle tancat de la regulació de freqüència de la freqüència per controlar la desviació de freqüència dins de 0 {{5} 1Hz, que millora significativament la precisió de la sintonització.
Optimització de l'algoritme adaptatiu: per a la fluctuació de la capacitança de la mostra de prova (com la desviació de la capacitança causada pel canvi de longitud del cable), s'introdueix un algoritme de control adaptatiu per corregir automàticament el valor calculat de la freqüència ressonant segons el valor de capacitació mesurada en temps real, de manera que es garanteixi el bloqueig estable del punt resonant a freqüència elevada {1.}}}}}}}
3. Optimització de disseny de dissipació de calor per a un funcionament d'alta freqüència
L’alta freqüència comportarà l’augment de la pèrdua de potència en components com el reactor i el transformador d’excitació (la pèrdua és proporcional a la freqüència) . si la dissipació de calor és insuficient, pot provocar un sobreescalfament d’equips (com la temperatura superior a 85 graus), disparar sobreescalfament de protecció i afectar la continuïtat de la prova . La ruta de ruptura inclou:
Estructura de dissipació de calor d’alta eficiència Disseny: Disseny de conductes d’aire modular, s’adopta les ranures de refrigeració entre els enrotllaments del reactor, combinats amb la refrigeració de l’aire forçat (com el micro ventilador) o la tecnologia de refrigeració de líquids (com ara la circulació d’oli tèrmic), la temperatura superficial està controlada per sota de 65 graus per assegurar un funcionament estable a llarg termini a alta freqüència .}
Integració de components de baixa pèrdua: optimitzant el disseny electromagnètic del reactor i del transformador d’excitació (com ara reduir el nombre de girs, augmentar l’àrea de secció transversal del fil), es redueix la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro a alta freqüència, la generació de calor es redueix de la font i es redueix la càrrega del sistema de refrigeració .
En superar els esmentats colls d'ampolla tècnics, el desenvolupament d'alta freqüència dels dispositius ressonants en sèrie millorarà significativament la seva adaptabilitat en la prova d'equips d'alta tensió i gran capacitat . per exemple, suporta proves de tensió ràpides per a cables de tensió ultra-alta per sobre de 500kV (amb la freqüència augmentats a 500hz i el temps de prova reduït per temps reduït per temps reduït per temps reduït per temps reduït per temps de prova reduïda per l'hora de prova reduïda per temps de prova i temps de prova mitjançant la freqüència de prova mitjançant la freqüència (amb la freqüència amb la freqüència. 30%) . Al mateix temps, redueix encara més la mida i el pes de l'equip (com ara reduir el pes d'un sol reactor un 40%), impulsant la tecnologia de proves d'energia cap a direccions més eficients i portàtils .
El control digital és la direcció principal de la millora de la tecnologia de dispositius ressonants en sèrie . millora significativament la comoditat de funcionament, la precisió de la prova i l'eficiència de funcionament i manteniment dels dispositius integrant algoritmes intel·ligents, el processament de dades en temps real i les tecnologies d'interacció remot . L'anàlisi següent es basa en l'evolució de les tecnologies clau i del valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació: valor d'aplicació
1. Millora de la precisió de sintonització impulsada per l'algoritme intel·ligent
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>El 2%) es pot produir fàcilment, afectant l’eficiència de la prova . El control digital introdueix algoritmes de seguiment de freqüències adaptatives i tecnologia de control difús per aconseguir l’optimització dinàmica del procés d’afinació:
Adaptive frequency tracking: the device collects loop current and voltage signals in real time, uses digital signal processing (DSP) technology to calculate the difference between the current capacitive reactance (XC) and inductive reactance (XL), and dynamically adjusts the output frequency of the variable frequency controller through closed-loop control algorithm, so that XC-XL approaches zero, ensuring that the resonance point lock accuracy is Millorat a menys de 0 . 1Hz.
Optimització de control difús: per al canvi no lineal de la capacitança de la mostra de prova (com el lleuger augment de la capacitança causada per l’augment de la temperatura del cable), el sistema prediu la tendència del canvi de capacitança mitjançant un model lògic difús i corregeix el valor calculat de la freqüència ressonant amb antelació (F _0 =))), per evitar la inestabilitat de la resonant causada de l’estat de resonant causat per paràmetre. Lag .
2. Actualització digital de la interacció humana-ordinador i la gestió de dades
El control digital promou la transformació del dispositiu ressonant de la sèrie des de "orientada a la funció" a "l'experiència de l'usuari orientada", que es reflecteix principalment en les dimensions següents:
Interfície d’operació gràfica: La pantalla tàctil LCD d’alta resolució s’utilitza per mostrar intuïtivament la corba de freqüència de ressonant (freqüència d’eix horitzontal, corrent/tensió de l’eix vertical), paràmetres de prova en temps real Thresthold .
Dades Gestió del cicle de vida completa: el mòdul d’emmagatzematge integrat del dispositiu pot registrar dades de proves històriques (com ara freqüència ressonant, capacitança de mostres, registres d’acció de protecció), donar suport a l’exportació USB o carregar a la plataforma de núvols a través del mòdul Internet of Things (IoT), per aconseguir traçabilitat a llarg termini i anàlisi de tendències de les dades de prova (com ara comparar la capacitancia del mateix cable en diferents anys, per avaluar el grau d’insulació envelliment) .
3. Realització intel·ligent del control remot i diagnòstic de falles
La tecnologia de control digital permet als dispositius de ressonància de la sèrie tenir capacitats de control remot i diagnòstic intel·ligent mitjançant mòduls de comunicació integrats (com ara 4G/5G, Wi-Fi):
Monitorització en temps real remot: el personal tècnic pot veure la tensió, el corrent, la freqüència i altres paràmetres del lloc de prova en temps real mitjançant una aplicació mòbil o terminal d’ordinador, i ajustar de forma remota l’estratègia de prova (com ara modificar el voltatge o el temps de prova de la prova), que és adequat per a proves col·laboratives d’enginyeria d’energia transversal (com ara les línies de transmissió UHV) .}
Predicció de falles i advertiment precoç: basat en dades històriques i models d’aprenentatge automàtic, el sistema pot identificar característiques anormals dels equips (com l’augment de la temperatura anormal dels reactors, els canvis sobtats en la resistència al bucle), emetre les advertències primerenques (com ara "refrigeració anormal del reactor") i proporcionar una resolució de problemes de sol falla .
Per resumir, la tecnologia de control digital promou l’actualització del dispositiu de ressonància en sèrie des de “equips de tipus eina” fins a un “sistema intel·ligent” mitjançant algoritme intel·ligent, interacció gràfica i col·laboració remota . No només millora l’eficiència i la precisió de prova, sinó que també proporciona suport tècnic clau per a tota la gestió del cicle de vida del rendiment dels equips de potència mitjançant l’operació de dades i el mode de manteniment {{{{{{{{{{} {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}
El disseny integrat de dispositius ressonants de sèries és un enfocament clau per abordar qüestions com ara la gran mida, els components dispersos i les dificultats de transport in situ dels equips tradicionals . L’objectiu principal és aconseguir dispositius lleugers, compactes i fàcil d’utilitzar mitjançant integració d’alt nivell i una optimització estructural d’optimització de mòduls funcionals {{4} Es troba als resultats de la cerca, l'exploració del disseny integrat es pot ampliar a partir de les dimensions següents:
1. Integració modular i disseny integrat multi-component
Els dispositius de ressonants de sèries tradicionals consisteixen en components independents com ara controladors de conversió de freqüències, transformadors d’excitació, reactors d’alta tensió i divisors de tensió d’alta tensió . durant les proves al lloc, cada component s’ha de connectar individualment, que és que consumeix temps i que és propulsat a errors que poden afectar l’eficiència de prova . disseny integrat, tanmateix, consolen modulacions funcionals del nucli, contenen modalitats nucli. (com ara la unitat de control de freqüència, la unitat d’impulsió d’excitació i el reactor ressonant) en una única estructura integrada, reduint significativament el cablejat extern i el nombre de components . per exemple, un "Control-Boost-Resonància" Tres en un disseny integra el mòdul de processament de senyal digital del Converter de freqüència amb l'estructura de la seva excitació en la mateixa transformació de la mateixa. El reactor d'alta tensió també està connectat directament a l'extrem de sortida del recinte mitjançant una interfície de connexió, aconseguint "multifunció en una caixa", que millora molt l'eficiència del desplegament in situ .
2. Materials lleugers i Optimització de l'estructura
Per a la qüestió del pes dels equips que superi els estàndards en equips de gran potència (com ara cables de 500kV i conjunts de generadors de 1000MW), el disseny integrat introdueix materials de gran resistència lleugers (com ara marcs d’aliatge d’alumini i cases de fibra de carboni) per substituir les estructures d’acer tradicionals . al mateix temps, s’utilitza l’anàlisi d’elements finits per optimitzar la disposició espacial dels cores de reacció i els rendes reductors, reductors de reducció, reducció de la reducció de l’element finit. Volum . Per exemple, l'ús de nuclis d'aliatge amorf
3. Integració de funcions i fusió d'interacció intel·ligent
Integrated design is not only about the integration of physical structures but also emphasizes the synergy of functional modules and the optimization of intelligent interactions. By integrating the signal acquisition module, protection circuits (overcurrent/overvoltage/discharge protection), and the central processing unit (CPU) of the frequency converter, it achieves an internal closed loop for the entire process of "signal L’anàlisi adquisició-controla-protecció, "evitant la interferència de la transmissió de senyal externa . Al mateix temps, una interfície d'operació integrada (com ara una pantalla LCD tàctil) pot mostrar uniformement paràmetres com la freqüència ressonant, la capacitació de l'exemplar de prova, la tensió en temps real/corrent i suporta una" funció única " Prova i processos de reducció de tensió) . Això simplifica els passos de funcionament dels 12 passos tradicionals a només 3, baixant significativament el llindar operatiu dels tècnics .
4. Integració escalable i configuració flexible
Per complir els requisits de prova de diferents nivells de tensió i tipus d’exemplars de prova (com ara cables, transformadors, interruptors SIG), un disseny integrat ha de conservar un cert grau d’escalabilitat ., per exemple, l’adopció d’un "mòdul principal + l’estructura d’expansió", on el mòdul principal integra el control de conversió de freqüència, l’excitació que pot augmentar i les funcions de protecció bàsiques, mentre que els modes d’expansió inclouen reaccions diferents per augmentar i les funcions de protecció bàsica Valors d'inductància (com ara 80h, 160h) i divisors de tensió amb diferents proporcions (com ara 1000: 1, 2000: 1) . Aquests mòduls es poden connectar ràpidament mitjançant interfícies normalitzades Cobreix una àmplia gamma d’escenaris de prova mitjançant l’expansió modular .
A través de l'exploració de la direcció de disseny integrada anteriorment, s'espera que el dispositiu de ressonància de la sèrie aconsegueixi un avenç en els aspectes del volum, el pes i la comoditat de l'operació, consolideu encara més la seva posició central en la prova de res a la prova d'equips d'alimentació i proporcionarà un suport tècnic més eficient per a l'operació i manteniment segurs de sistemes de potència d'alta tensió i gran capacitat .
conclusió
Com a eina principal de la prova de tensió de suport de CA per a equips d’alimentació, el valor tècnic del dispositiu ressonant de la sèrie es reflecteix principalment en tres dimensions: innovació de mètodes de prova tradicionals, avenç de l’adaptabilitat de multiescenario i l’enfortiment de la seguretat del sistema d’energia, que es resumeixen de la manera següent:
1. Innovació del principi tecnològic: trenqueu el coll d'ampolla d'equips tradicionals
Els transformadors tradicionals de prova de freqüència de potència tenen inconvenients significatius quan es realitzen proves de tensió de resistències a grans capacitats, equips d’alta tensió (com ara conjunts de generadors de 1000MW i 500kV de cables d’alta tensió) .} Aquests inclouen la seva mida massiva (aproximadament 2 tones), les altes necessitats de potència (més de 500 kVa) i les dificultats en el transport del lloc .}}}}}}}}} device, based on the principle of RLC series resonance, adjusts the output frequency through a variable frequency controller to achieve resonance between the loop inductance (L) and the test specimen capacitance (C) (XC=XL). At this point, the loop impedance is at its minimum (Z=R), and the current is maximized, Permetent una sortida d’alta tensió amb baixa potència d’entrada, abordant eficaçment les limitacions tècniques dels equips tradicionals ., per exemple, en una prova de tensió de rendiment de cable de 500kV, el dispositiu de ressonància de la sèrie només requereix 50kVA d’alimentació, reduint la mida i el pes per més del 60% en comparació amb els equips tradicionals, millorant significativament la flexibilitat de la prova al lloc .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
2. Multi-Scenario Adaptació: cobrint els requisits de prova bàsica del sistema d'alimentació
El dispositiu de ressonància en sèrie ha estat àmpliament utilitzat en els escenaris de prova bàsics dels sistemes de potència mitjançant una configuració modular flexible (com ara el reactor en sèrie/ajust paral·lel del valor d'inductància, la substitució de divisor de tensió de la relació de tensió),
Cable d’alta tensió: prova de res a 6KV -500 KV cable reticulat (tensió de prova 2u₀, temps 60 minuts);
Equip de generació d’energia: prova de freqüència de potència de la unitat de generació de potència tèrmica de 1000MW i unitat de generació hidroelèctrica de 800MW;
SwitchGear: prova de rendiment de CA dels aparells elèctrics combinats amb SIG i commutadors SF6;
Transformer: Mesura de la prova de la inducció i la resistència al sòl de 6KV -500 KV Transformer .
La seva adaptabilitat no només es reflecteix en la cobertura completa dels nivells de tensió (de 10kV a 500kV), sinó que també compleix els requisits especials de prova dels equips de tensió ultra-alta (com els transformadors UHV) mitjançant un disseny d’alta freqüència i un disseny integrat (com ara donar suport al rang de freqüència de {{4} Hz) .
3. Millora doble de la seguretat i l'eficiència: assegureu -vos el funcionament estable del sistema d'alimentació
El dispositiu ressonant de la sèrie realitza la doble millora de la seguretat i l'eficiència de les proves mitjançant el disseny d'optimització i el mecanisme de protecció característics tècnics:
Millora d’eficiència: q Valor (factor de qualitat) Optimització (reduint la resistència al circuit a través del nucli de pèrdua baixa, el fil de LEEDS i altres tecnologies) millora l’eficiència de la transferència d’energia en més d’un 30%, combinada amb la tecnologia d’afinació automàtica (exploració de freqüències i el punt de pany de ressonància inferior o igual a 30 segons), la capacitat de prova diària d’un sol dispositiu s’incrementa en un 50% en comparació amb l’equip tradicional;
Garantia de seguretat: protecció múltiple redundant com ara sobrecurrent (1,2 vegades protecció de corrent nominal), sobretensió (110% protecció de tensió objectiu), descàrrega (identificació de corrent gran instantània) (temps d’acció<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.
En resum, el dispositiu de ressonància de la sèrie s’ha convertit en el suport tècnic bàsic per a la prova de lliurament d’equips d’energia i la prova preventiva mitjançant la innovació de principis tècnics, l’adaptabilitat de multiescenari i l’optimització d’eficiència de seguretat . La seva aplicació està directament relacionada amb la fiabilitat d’aïllament i l’estabilitat del funcionament del sistema elèctric, i és la tecnologia de garantia clau per al desenvolupament de tensió d’alta tensió i sistema de gran capacitat .}
En el futur, com a eina bàsica per a la prova de tensió de rendiment de corrent de corrent, l’aplicació del dispositiu ressonant de la sèrie integrarà profundament les necessitats d’actualització del sistema d’energia i la tendència de la innovació tecnològica, mostrant un potencial de desenvolupament important en les següents direccions:
1. Cobertura profunda dels escenaris de prova ultra-alta i UHV
A mesura que el sistema de potència global s’accelera cap als nivells de tensió ultra-alta de 1000kV i superior, els paràmetres tècnics dels dispositius ressonants de la sèrie 500kV existents (com la inductància del reactor i la qualificació de tensió dels canviadors de l’aixeta) han de millorar encara més per satisfer els requisits de tensió més alts Pèrdues d’alta freqüència) i control intel·ligent multi-reacció (com ara l’ajust dinàmicament sèries/modes paral·lel
2. Penetració completa de les noves proves d'equips d'energia
La connexió a gran escala de noves fonts d’energia (potència eòlica, fotovoltaica i emmagatzematge d’energia) imposa exigències més elevades al rendiment d’aïllament dels equips elèctrics . Dispositius de ressonància de la sèrie, amb els seus requisits de baixa potència i la portabilitat elevada, es convertirà en eines de prova clau del nou sector energètic . per exemple, els cables del col·leccionista (35kv {-66}}}}} kv) Els parcs eòlics a alta mar requereixen proves freqüents de tensió d’alta freqüència a causa d’ambients d’instal·lació complexos (polvoritzador de sal, humitat) . Els futurs dispositius poden integrar dissenys resistents a la humitat i a la corrosió resistents a la corrosió (com ara els tancaments segellats d’alumini) i ser lleugers (pes de component únic o iguals a 50 kg) per adaptar-se a l’espai limitat de les plataformes fora de les plataformes; La demanda de proves d’aïllament del costat de corrent continu dels inversors fotovoltaics augmenta i aquests dispositius poden estendre la seva funció ressonant de corrent continu (mitjançant el principi de ressonància de corrent continu inductiva) per cobrir les proves de rang de tensió completa per a nous equips d’energia .
3. Integració profunda de la tecnologia intel·ligent i la tecnologia Internet of Things
Combinat amb la tendència de control digital esmentada als resultats de la cerca, el dispositiu ressonant de la sèrie Future Integrarà encara més la tecnologia Internet of Things (IoT) i la intel·ligència artificial (AI) per adonar-se del procés sencer intel·ligent "test-analyze-decision":
Prova de col·laboració remota: a través del mòdul de comunicació de 5G/satèl·lit, els tècnics poden controlar de forma remota les proves de diversos llocs (com ara línies UHV transversals), ajustar els paràmetres de prova en temps real (com ara la tensió objectiu, el rang de freqüència) i reduir la taxa d’error de l’operació al lloc mitjançant la superposició de l’orientació de cablejat virtual a través de vidres AR;
Diagnòstic de falles de l'AI: Model d'aprenentatge de màquines format basat en dades de proves històriques (com ara el canvi de freqüència de ressonància, la fluctuació del valor de la capacitança) pot predir els defectes d'aïllament dels equips amb antelació (com ara la humitat local del cable, l'envelliment del bobinatge del transformador) i generar "Pla de tractament de prioritat de manteniment" suggeriments "suggeriments, reduint el temps de resposta de la falla entre hores;
Aplicació Twin Digital: Build Digital Twin Model of Test Scene, simuleu el procés de ressonància de diferents exemplars (com ara cables de diferents longituds i transformadors de diferents capacitats), optimitzeu l’esquema de prova (com el mode de combinació de reactor i l’estratègia d’escaneig de freqüència) i reduïu el temps de depuració del camp en més d’un 30%{1}}}
4. Optimització contínua de l'estalvi d'energia verda i el disseny lleuger
En resposta a l'objectiu "doble carboni", el dispositiu ressonant de la sèrie futura prestarà més atenció a la millora de l'eficiència energètica i a la protecció del medi ambient de materials:
Els materials de baixa pèrdua es popularitzen: aliatge amorf i nucli magnètic nanocristal·lí substituirà el full tradicional d’acer de silici (pèrdua de corrent de corrent reduït en un 60%), el filferro de LEEDS (filferro multi-cadena) substituirà el filferro de coure d’una sola cadena (pèrdua d’efecte de pell reduïda en un 40%), de manera que el consum d’energia global del dispositiu es reduirà en un 30%, en línia amb els requisits de prova de potència verda;
Disseny reciclable modular: les interfícies normalitzades (com els reactors d’inserció ràpida i els divisors de tensió del plug-in) s’utilitzen per escurçar el temps de reemplaçament dels components a 5 minuts . degradables de materials aïllants (com ara la resina epoxi basada en plantes) també s’utilitzen per reduir la generació de residus electrònics i promoure la protecció ambiental al llarg del cicle de vida dels equips de prova .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.
En resum, l’aplicació futura dels dispositius ressonants en sèrie girarà estretament al voltant de l’alt voltatge, les noves necessitats d’energia i intel·ligència dels sistemes de potència . mitjançant la innovació tecnològica i l’adaptació de l’escena, continuarà consolidant la seva posició bàsica en el camp de les proves d’aïllament d’equips d’energia i proporcionarà un suport tècnic clau per a l’operació segura, eficient i verda dels sistemes de potència global .}
