Isolasiedefekte en Spanningsverdurflikheidsproefmetodes vir UHV-oliëge-reactors

1 Ondersoek na Isolasiedefekte in UHV-oliegedoopte Reaktore

Kernuitdagings vir hoogspannings oliegevulde reaktore tydens bedryf sluit in isolasiefoute, ysker magnetiese lekverwarming, vibrasie/lawaaier en olieliek.

1.1 Isolasiefoute

Parallelverbonden reaktore, een dit aan die hoofnet se primêre spoel verbond is en in gebruik geneem, werk langtermyn op volle krag. Gevolglik word die bedryftemperature deur die duurhoudende hoogspanning verhoog, wat die ouderdom van die spoelisolasie-materiaal en -olie versnel. Potensiële foute sluit in isolasiebreekdowwe van spoel-na-aarde, interlaags kortsluitings. Driefase reaktore staan ook bloot aan risiko's van fase-na-fase isolasiebreekdowwe.

1.2 Ysker Magnetiese Lekverwarming

Lugafstande maak die magnetiese lekdigtheid van reaktore baie hoër as dié van transformators. Naby die ysker, juk en spoelondersteunings is die lekkintensiteit verskeie keer so groot as by transformators. Lekke deur silisiumstaal veroorsaak ekstra energieverlies en plaaslike oorverhitting, veral waar die lek die ysjuk vertikaal kruis (bv. klampyste, staalplaat). Dit is 'n groot uitdaging vir oliegedoopte reaktore in UHV-nette.

1.3 Vibrasie en Lawaai

Lugafstande verdeel die reaktor se magnetiese pad in gebiede met onafhanklike magnetiese polare. Veranderinge in poolaantrekking veroorsaak vibrasie. Die ysker, sponning en jukraamwerk kan meganiese resonerans veroorsaak, wat die reaktor se vibrasie/lawaai bo transformators se laat. Langtermyn vibrasie kan lei tot foute soos gasreleusbediening, aluminiumplysfyse, isolasiewering, yskerplys losmaking en kernlimiettoestelontlading. Lawaai is sterk verbind aan kernvibrasie.

1.4 Olieliek

Olieliek verstoort stabiele bedryf, besoedel die omgewing en dra veiligheidsrisiko's. Beide inheemse en geïmporteerde oliegedoopte reaktore lyk algemeen aan olieliek, weens swak prosesbeheer deur vervaardigers en vibrasie tydens vervoer/bedryf wat lekke vererger.

2 Beginsels en Karakteristieke van Twee Spanningsverdraagsaamheidstoetsmetodes
2.1 Reeksresonansie Spanningsverdraagsaamheidstoetsmetode

Die reeksresonansie spanningsverdraagsaamheidstoetsmetode is 'n baie effektiewe strategie vir isolasie-opsporing van hoogspannings-elektriese toerusting. Dit wys onvervangbare nut, veral vir ter plaatse isolasie-assessering van reaktore in ultra-hoogspannings-onderstasies. Hierdie tegnologie bereik hoofsaaklik die effek van die generering van 'n relatief hoë toetsspanning, selfs met 'n klein voorsieningskapasiteit, deur resonansie-samehang tussen die induktiewe impedansie van die reaktor en die kapasitiewe impedansie van die kompensasiekondensator by 'n spesifieke frekwensie. Sy beginsel word in Figuur 1 gewys. Die hoofkenmerke van hierdie metode is as volg:

• Kleine toetskapasiteit. In die resonansietoestand daal die lusimpedansie tot die minimum. Daarom is die werklike vereiste toetsvoorsieningskapasiteit slegs 'n klein deel, baie laer as die volle krag wat nodig is om die toetsspanning te genereer. Dit is veral geskik vir ter plaatse gebruik, veral in omgewings waar die voorsieningskapasiteit beperk is.

• Hoë uitsetspanning. Onder resonansietoestande kan die voorsiening selfs by 'n relatief lae frekwensie 'n spanning genereer wat aan hoë-toetsvereistes voldoen. Dit skep voorwaardes vir ter plaatse isolasie-assessering van ultra-hoogspanningsreaktore.

• Goede golfvormkwaliteit. Die reeksresonansietoets kan 'n stabiele sinusgolfvorm by 'n vaste voorsieningsfrekwensie verseker, wat die impak van harmoniese op die toetsresultate effektief verminder en die akkuraatheid van die toets verseker.

• Eenvoudige toetsapparatuur. Die toerusting wat vir hierdie toets benodig word, is relatief eenvoudig, hoofsaaklik bestaande uit 'n veranderlike frekwensievoorsiening, 'n opwektransformator en 'n afstemkondensator, ens., wat ter plaatse vervoer en vinnige installasie bevorder.

• Hoë veiligheid. As die toetsmonster breek tydens die reeksresonansietoets, sal die lus onmiddellik sy resonansietoestand verloor, en die voorsiening se uitsetstroom sal drasties daal, wat effektief skade aan die toetsmonster en toetsapparatuur beperk.

In opsomming verskaf isolasie-defeknavorsing kritiese data vir ter plaatse isolasie-assessering van onderstasie-reaktore, wat die keuse van toetsmetodes gids. Toekomstige navorsing sal ter plaatse assesseringstegnologie optimeer om die akkuraatheid/betrogbaarheid van isolasietoestandsevaluering vir hoogspannings oliegevulde reaktore te verhoog.

2.2 Oskillerende Spanningsverdraagsaamheidstoetsmetode

Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidmetode is 'n gereeld gebruikte middel in isolasie-opsporing vir kragstelsels. Dit wys unieke belangrikheid, veral vir winding-na-winding spanningsverdraagsaamheidstoetsing van droë lugkerne reaktore. Hierdie tegnologie pas hoëfrekwensie oskillerende spanningsgolfvorms toe op die toetsobjek om spanning toe te pas, waardoor dit isolasiesisteemdefekte soos gedeeltelike ontlading identifiseer. Sy beginsel word in Figuur 2 gewys. Die kernkenmerke van die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets en sleutelfaktore om te oorweeg is as volg:

• Opsporingsbeginsel: Hierdie toets hang af van die eienskappe van hoëfrekwensie oskillerende golfvorms. Deur die huidige golfvorms van die toetsmonster onder die verwysingsspanning en die toetsspanning te vergelyk, word bepaal of die isolasietoestand ideaal is. Die golfvormverminderingstempo en die verandering van nulpuntoverskryding is sleutelparameters om isolasiekwaliteit te meet.

• Toetsgolfvorm: Die oskillerende golfvorm wat deur hierdie metode gegenereer word, bevat baie hoëfrekwensiekomponente. Sy golfvormtyd is baie korter as dié van 'n donderimpuls, wat doeltreffend gedeeltelike ontladingsignale veroorsaak deur toerustingdefekte aktiveer.

• Toetsapparatuur: Die toerusting wat vir die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets benodig word, sluit in 'n GSK-voorsiening, laaikondensators, 'n hoëspannings silikon-geregelde rectifier, 'n triggergap, 'n golfvormweerstand, ens. Die struktuur is relatief kompleks, en dit stel hoë eise aan die ter plaatse toetestand.

• Omgewingsfaktore: Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets is uiterst sensitiel vir omgewingsfaktore soos temperatuur en vochtigheid. Dit moet onder streng beheerde toestande uitgevoer word om die akkuraatheid van toetsresultate te verseker.

• Anti-interferensieprestasie: Gegewe die hoëspanning en oskillasiefrekwensie wat deur die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets gegenereer word, is die eise vir die gronding en skerming van die toetsapparatuur en die omgewing van die toetssisteem baie streng. Effektiewe interferensiebeheermaatreëls moet geïmplementeer word.

• Beperkings: Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets het sekere beperkings vir ter plaatse toepassing van ultra-hoogspanningsreaktore. Veral by die toetsing van reaktore op 1000kV-vlak, is die bestaande tegnologiese middels moeilik in staat om die toetsvereistes vir hoëspanning en groot kapasiteit te bevredig.

3 Vergelyking van die Twee Spanningsverdraagsaamheidstoetsmetodes

Vir ter plaatse isolasieprestasie-evaluering van hoogspannings oliegevulde reaktore in onderstasies, sluit algemene tegnieke in reeksresonansie- en oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets. Hierdie studie voer 'n diepgaande vergelykende analise van hierdie twee metodes uit, met die doel om 'n oplossing te vind wat beter geskik is vir ter plaatse assessering van ultra-hoogspanningsonderstasie-reaktore.

• Toerustingvereistes: Die reeksresonansietoets hang af van veranderlike frekwensievoorsienings, opwektransformators en afstemkondensators. Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets benodig GSK-voorsienings, laaikondensators en hoëspannings silikon-geregelde rectifiers. Die eerste het eenvoudiger, kleiner toerusting, wat makliker ter plaatse bedryf maak.

• Toetsvoorwaardes: Die reeksresonansietoets past goed by ter plaatse omgewings, met lae afhanklikheid van faktore soos temperatuur en vochtigheid. Inteenwoordig daarvan stel die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets strenger omgewingsvereistes om die akkuraatheid van resultate te verseker.

• Toetsprosedures: Die reeksresonansietoets is relatief eenvoudig, wat resonansie bereik deur die frekwensie van die veranderlike frekwensievoorsiening te verander. Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets, egter, vra presiese beheer oor die generering en vermindering van die spanningsgolfvorm.

• Resultaatbepaling: Die reeksresonansietoets vereenvoudig die proses deur frekwensieaanpassing vir resonansie. Die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets vereis presiese golfvormbeheer.

• Veiligheid: Beide metodes verseker hoë veiligheid. Echter, die reeksresonansietoets kan vlugtig die spanning verlaag tydens monsterbreek, wat skade aan toerusting en toetsopsittings minimeer.

Deur 'n diepgaande vergelyking van eksperimentele opsies, ter plaatse omgewingskonfigurasies, toetsprosedures en resultaatbepalingsstandaarde, bewys die reeksresonansie spanningsverdraagsaamheidstoets meer geskik as ter plaatse isolasie-evaluering van hoogspannings oliegevulde reaktore. Dit het 'n eenvoudige opstelling, sterk aanpasbaarheid, duidelike toetsstappe, maklik identifiseerbare resultate, en hoë veiligheid. Inteenwoordig daarvan het die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets strenger omgewingsvereistes, 'n meer komplekse opstelling, en toon beperkings in praktiese reaktortoepassings. Dus, hierdie studie beveel voor dat die reeksresonansie spanningsverdraagsaamheidstoets prioriteit kry vir ter plaatse isolasie-assessering van hoogspannings oliegevulde reaktore in onderstasies.

4 Gevolgtrekking

Hierdie artikel ondersoek eers tipiese isolasiedefekte van reaktore en ter plaatse isolasie-assesseringstegnologieë. Dan, vir twee reaktorisolasie-assesseringmetodes, word die basiese beginsels en toerustingtipes van die reeksresonansie spanningsverdraagsaamheidstoets, saam met relevante standaarde, beginsels, en opsporingslogika van die oskillerende spanningsverdraagsaamheidstoets, ingevoer. Deur voordele en nadele te vergelyk van vier aspekte (toetsapparatuur, ter plaatse toestand konfigurasie, toetsprosedures, en resultaatbepalingsmetodes), word gevolgtrek dat die reeksresonansiemetode meer geskik is vir ter plaatse isolasie-assessering van hoogspannings oliegevulde reaktore in onderstasies.