典型的电力牵引测试系统案例
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- 颁布功夫:2014/9/10 14:14:05
- 作者:东升国际官网电气
电力牵引系统重要利用在轨路交通、城际铁路等电力机车傍边,,,,,,作为检验电力牵引的机能的电力牵引测试系统要克服诸多的电磁兼容、谐波丈量等等丈量难题,,,,,,本文介绍一种典型的基于WP4000变频功率分析仪的电力牵引测试系统。。。。。。。
一、电力牵引试验系统有关尺度
IEC 61377-1996 《电力牵引-机车车辆-逆变器供电的互换电动机及其节造系统的综合试验》
GB/T 25122.1-2010 《轨路交通机车车辆用电力变流器 第 1 部门: 个性和试验步骤(IEC61287-1:2005, MOD)》
TB-T 2437-2006 《机车车辆用电力变流器个性和试验步骤》
GB 156-1993 《尺度电压》
GB/T 1980-1996 《尺度频率》
GB 3797-89 《电控设备;第二部门:装有电子器件的电控设备》
GB/T 10411-2005 《城市轨路交通直流牵引供电系统》
GB/T 21413.1-2008 《铁路利用 机车车辆电气设备第 1 部门:通常用前提和通用规定》
GB/T 10236-2003 《半导体变流器与供电系统的兼容及滋扰防护导则》
GB/T 755-2008 《旋转电机 定额和机能》
IEC 60850 《铁路利用——牵引系统的供电电压化》
GB/T 3859 《半导体变流器》
GB/T 14549-93 《电能质量 公用电网谐波》
IEEE std 519-1992 《电力系统谐波节造(推荐执行)》
GB/T 13422-1992 《半导体电力变流器电气试验步骤》
GB/T 16927.1-1997《高电压试验技术第一部门:通常试验要求》
GB/T 16927.2-1997《高电压试验技术 第 2 部门 丈量系统》
GB/T 12668 《调速电气传动系统》
GB-T 6451-2008 《油浸式电力变压器技术参数和要求》
GB/T 17626 《电磁兼容》
GB/T 63-90 《电力装置的电丈量仪表装置设计规范》
GB/T 6738-86 《电丈量批示和纪录仪表及其附件的安全要求》
二、牵引电气测试系统技术难点分析
1、电磁兼容要求
互换牵引电气传动系统由牵引变流器供电,,,,,,运行环境电磁滋扰大,,,,,,通例的模拟量输出变频电量传感器(如霍尔电压传感器、霍尔电流传感器)等输出信号幅值幼,,,,,,传输过程中容易受到
电磁滋扰的影响,,,,,,导致丈量精度降低甚至不能正常工作。。。。。。。
2、采样同步难题
互换牵引电气传动系统的牵引变流器载波频率低,,,,,,低次谐波含量大,,,,,,基波频率丈量难度加大,,,,,,采样同步带来难题,,,,,,造成频谱泄露降低丈量精度。。。。。。。尤其是调造比力幼时,,,,,,这种景象越发显著,,,,,,很多功率分析仪甚至不能正确丈量基波频率,,,,,,无法实现采样同步。。。。。。。
3、系统中各关联量的同步丈量难题
互换牵引电气传动系统测试对丈量的实时性要求较高,,,,,,好比牵引变频器的输入、输出及牵引电机的输出扭矩、转速等信号要求同步丈量,,,,,,能力正确反映各关联参量的动态变动。。。。。。。尤其是诸如“突加突卸”此类试验时,,,,,,同步丈量变得尤为沉要。。。。。。。
4、间谐波含量较大
梦想变流器输出不含低次谐波,,,,,,不含间谐波,,,,,,不含三次谐波。。。。。。。但是,,,,,,通常而言,,,,,,变流器的载波频率固定,,,,,,基波频率变动,,,,,,导致载波比不为整数,,,,,,变流器输出相邻两个周期的波形分歧,,,,,,或者说,,,,,,输出不是严格周期信号,,,,,,当载波频率比力大时,,,,,,非整数倍的影响较幼,,,,,,载波比力幼时,,,,,,影响加大。。。。。。。
牵引变流器通常载波频率较低,,,,,,载波比力幼,,,,,,输出波形含有较大的间谐波,,,,,,给基波有效值丈量带来难题。。。。。。。
5、基波频率低
试验的最低基波频率可能达0.1Hz左右,,,,,,PWM的宽频带和低基频导致FFT窗口数据长度超长,,,,,,通常分析仪的谐波运算能力和数据存储容量不及,,,,,,不能正确丈量。。。。。。。
如果牵引变流器的载波频率为1000Hz,,,,,,变流器为电压型,,,,,,依照《GB/T22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验步骤》的划定,,,,,,测试系统带宽应不低于6000Hz,,,,,,凭据采样定理,,,,,,采样频率应不低于12000Hz。。。。。。。嘎凤叶功夫窗至少为一个基波周期,,,,,,约10S,,,,,,傅立叶功夫窗采样点数不幼于120,000。。。。。。。当采样频率为200kHz时,,,,,,傅立叶功夫窗采样点数多达2,,,,,,000,,,,,,000点(某些谐波分析仪仅1024点)。。。。。。。对功率分析仪的存储容量和运算速度均提出了很高的要求。。。。。。。
6、峰值因数高
互换牵引电机某些试验必要在很低的基波频率下进行,,,,,,频率降低时,,,,,,牵引变流器的调造比也降低,,,,,,这就导致输出波形的峰值因数变大,,,,,,低频试验时,,,,,,峰值因数可达200以上,,,,,,而通常的功率分析仪保障精度的峰值因数通常不大于6,,,,,,导致丈量精度大幅度降低。。。。。。。
三、牵引电气测试系统道理
电力牵引测试系统道理图
本套电力牵引测试系统能够实现牵引变频器的效能丈量,,,,,,互换牵引电机的效能丈量。。。。。。。如图所示,,,,,,P1选取SP变频功率传感器丈量牵引变流器的输入电量,,,,,,选取4套SP变频功率传感器丈量互换牵引电机的输入电量(牵引变流器输出电量),,,,,,牵引电机的轴功率选取扭矩传感器丈量,,,,,,扭矩传感器的输出信号选取DM4022双通路频率子站丈量。。。。。。。通讯均选取光纤作为传输介质,,,,,,预防传输过程中信号滋扰和损耗。。。。。。。
四、WP4000对牵引电气测试系统的技术适应性
1、
WP4000变频功率分析仪的前端数字化、宽频带个性、超低频丈量能力、超强运算力及宽领域丈量能力使其齐全满足电力牵引测试系统的必要,,,,,,测试精度全领域内满足有关国度尺度的要求。。。。。。。
2、WP4000变频功率分析仪选取前端数字化技术,,,,,,数字化光纤传输有效截断了电磁滋扰的传布蹊径,,,,,,适合各类复杂电磁环境下的高精度丈量。。。。。。。
IEC60044-8(2002)电子式电流互感器尺度 1.1- 注1指出:
将被测参量转变为数字量参数更为合理,,,,,,原因在于对传统模拟量输出变送器的模拟量输出要求是基于有局限的通例技术,,,,,,并非凭据使用被测参量信息的设备的现实必要。。。。。。。
3、WP4000变频功率分析仪占有250kHz的带宽,,,,,,满足国度尺度对变频器供电电机试验丈量用传感器及仪表的最高带宽要求,,,,,,并可在0.1Hz~400Hz的基波频率领域内正确丈量基波分量及谐波含量;;;;;;
4、WP4000变频功率分析仪选取软件虚构频率计估算被测信号的基波频率,,,,,,由硬件频率滤波电路滤除谐波,,,,,,正确丈量低调造比及低载波比的
SPWM波形的基波频率,,,,,,选取超强运算力的双核嵌入式CPU????????槎圆裳藕沤欣肷⒏路镆侗浠,,,,,,正确推算复杂信号及超低频信号的基波与谐波;;;;;;
5、WP4000变频功率分析仪选取无缝量程转换技术,,,,,,拥有宽幅值领域内的高精度丈量的个性,,,,,,使其可能实现顶峰值因数信号的正确丈量。。。。。。。一个传感器在其内部设置8个档位,,,,,,每个档位只丈量50%~100%额定领域内的信号,,,,,,档位转换通过电子开关实现,,,,,,档位切换时,,,,,,数据不迷失,,,,,,提升高精度丈量区间,,,,,,即实现宽领域高精度的电压、电流测试。。。。。。。电子开关换挡与机械开关换挡相比,,,,,,可实现无缝转换,,,,,,还预防了开关拉弧,,,,,,提高了开关寿命,,,,,,削减占地面积。。。。。。。
6、WP4000变频功率分析仪选取一路电压、一路电流组合为一个数字功率传感器的技术,,,,,,电压信号和电流信号变送过程中产生的相位误差只需赔偿一次,,,,,,简化了电路,,,,,,削减了不确定环节,,,,,,并且相位指标得以量化,,,,,,可直接溯源,,,,,,提升了功率丈量精度。。。。。。。
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