در بهره برداری از شبکه های برق{0}قوی مدرن، قابلیت اطمینان عایق ترانسفورماتورها سنگ بنای پایداری سیستم است. تست تخلیه جزئی (PD) که به عنوان حساس ترین "ECG" برای ارزیابی سلامت دی الکتریک شناخته می شود، به یک الزام اجباری برای راه اندازی و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت با ولتاژ 66 کیلو ولت و بالاتر تبدیل شده است.
اخیراً، با توجه به الزامات آزمایش در محل برای واحدهای با ظرفیت{{0}بالا (40MVA)، صنعت درگیر بحثهای عمیقی در مورد متعادل کردن توان آزمایشی با کاهش نویز پسزمینه شده است. این مقاله منطق مهندسی هسته پشت دستیابی به یک محیط "PD Free" برای یک ترانسفورماتور 66 کیلوولت 40MVA را نشان می دهد.
I. چرا ترانسفورماتورهای 40MVA باید تحت آزمایش PD القایی قرار گیرند؟
برخلاف تست مقاومت متناوب متناوب با منبع جداگانه استاندارد (Hipot)، برای یک ترانسفورماتور بزرگ 40MVA، خطاهای احتمالی اغلب در اعماق سیمپیچها پنهان میشوند، مانند-عایق بین چرخشی یا رابطهای تعویض ضربهای{2}.
طبق استاندارد IEC 60076-3:2013، ترانسفورماتورها با حداکثر ولتاژ سیستم Um=72.5 kV; Um=72.5 کیلوولت باید تحت آزمایش ولتاژ القایی با اندازهگیری PD (IVPD) قرار گیرد. مزایای اصلی عبارتند از:
پوشش جامع: با تحریک از سمت LV و القای ولتاژ 1.5 برابری در سمت HV، هم عایق اصلی و هم عایق طولی (بین-پیچ) به طور واقعی تحت فشار قرار می گیرند.
سیستم هشدار اولیه: آزمایش PD میتواند تخلیههای دقیق ناشی از حبابهای گاز در روغن، سوراخهای پیچ در پیچ یا پیری عایق را ضبط کند و از خرابیهای فاجعهبار قبل از وقوع جلوگیری کند.
II. فناوری دو برابر کردن فرکانس: کلید غلبه بر اشباع مغناطیسی
هنگام انجام آزمایشهای ولتاژ القایی روی یک ترانسفورماتور 40MVA، منابع برق سنتی 50Hz/60Hz با یک مانع حیاتی مواجه میشوند: اشباع هسته مغناطیسی.
طبق قوانین القای الکترومغناطیسی، اگر ولتاژ نامی 1.5 برابر در 50 هرتز اعمال شود، شار هسته به شدت افزایش مییابد و منجر به افزایش جریان تحریک میشود که میتواند سیمپیچها را بسوزاند. برای حل این مشکل، مهندسان از دو برابر کردن فرکانس (مثلاً 150 هرتز - 200هرتز) استفاده میکنند. این رویکرد از اشباع مغناطیسی جلوگیری می کند و در عین حال اندازه تجهیزات آزمایشی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و آزمایش تلفن همراه در سایت را امکان پذیر می کند.
III. چهار ستون برای دستیابی به یک محیط < 10pC "بدون PD".
کاهش نویز پسزمینه یک سیستم 66 کیلوولت به زیر 10pC در یک محیط میدانی یک چالش بزرگ است. راه حل های فنی پیشرو معمولاً اقدامات زیر را ادغام می کنند:
1.-عملکرد کامل-فیلتر حلقه
استفاده از منابع تغذیه فرکانس متغیر رایگان PD- مجهز به فیلترهای LC سنگین-. این کار تداخل هدایت شده از سوئیچینگ فرکانس بالا-IGBT های اینورتر را قطع می کند و شکل موج خروجی خالص را تضمین می کند.
2. بهینه سازی میدان و سرکوب کرونا
سپرهای درجه بندی دقیق-(حلقه های کرونا) با قطر حداقل 800 میلی متر در بالای بوشینگ های 66 کیلوولت. این جزئیات سیگنالهای کاذب تولید شده توسط کرونا را سرکوب میکند و اطمینان میدهد که هر خواندن PD وضعیت داخلی واقعی ترانسفورماتور را منعکس میکند.
3.{1}}خازن های کوپلینگ با دقت بالا
خازن های کوپلینگ رایگان PD{0}}به عنوان رابط استخراج سیگنال عمل می کنند. اتلاف دی الکتریک فوق العاده پایین آنها برای به دست آوردن نسبت سیگنال به{4}بالا (SNR) برای پالس های تخلیه حیاتی است.
4. سیستم های تشخیصی خبره
آشکارسازهای PD دیجیتال مدرن (مانند سری PD-2000) کتابخانههای اثرانگشت 2D/3D PRPD (تخلیه جزئی حلشده فاز) را ادغام میکنند. با استفاده از الگوریتم های هوشمند، سیستم می تواند به طور خودکار بین نویز خارجی، دشارژ نقطه ای یا عیوب الکترود شناور داخلی تمایز قائل شود.
برای یک ترانسفورماتور 66 کیلوولت 40 مگاولت آمپر، یک طرح آزمایش کامل PD نه تنها به سخت افزار قوی نیاز دارد، بلکه به درک عمیقی از محیط الکترومغناطیسی نیز نیاز دارد. انتخاب یک سیستم یکپارچه "رزونانس فرکانس متغیر + دو برابر شدن فرکانس القایی" در حال حاضر مسیر شناخته شده جهانی برای شرکت های خدمات شهری برای دستیابی به مدیریت دارایی کارآمد و دقیق است.