UHV Yağlı Reaktorlar üçün Dikələm Defektleri və Dayanma Volt cəhdəri Test Metodları

1 UHV Yağ Doldurulmuş Reaktorlarda yalıtım kusurlarının araştırılması

Yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin işletme sırasında karşılaştığı temel zorluklar arasında yalıtım arızaları, demir çekirdek manyetik sızıntı ısıtma, titreşim/gürültü ve yağ sızıntısı bulunmaktadır.

1.1 Yalıtım Arızaları

Paralel bağlantılı reaktörler, ana şebekeye birincil bobine ile bağlandığında ve kullanımaya başladığında uzun vadede tam güçte çalışırlar. Sürekli yüksek gerilim, bobin yalıtım malzemeleri ve yağı hızla yaşlanmaya sebep olur. Olası arızalar: bobin-zemin yalıtımı çökmesi, kat-kat kısa devreler. Üç fazlı reaktörler ayrıca faz-faz yalıtım çökmesi riskiyle de karşı karşıyadır.

1.2 Demir Çekirdek Manyetik Sızıntı Isıtmaları

Havlu boşluklar, reaktörlerin manyetik sızıntı yoğunluğunu transformatörlere göre çok daha yüksek yapar. Demir çekirdek, omurgalar ve bobin destekleri yakınında, sızıntı yoğunluğu transformatörlere kıyasla birkaç kat yüksektir. Silisyum çeliği üzerinden geçen sızıntı, ekstra enerji kaybına ve yerel aşırı ısınmaya neden olur, özellikle sızıntı demir omurgayı dikey olarak kestiği yerlerde (örneğin, sıkıştırma demirleri, çelik levhalar). UHV şebekelerinde yağ doldurulmuş reaktörler için büyük bir zorluktur.

1.3 Titreşim ve Gürültü

Havlu boşluklar, reaktörün manyetik yolunu bağımsız manyetik kutupları olan bölgelere böler. Kutup çekim değişiklikleri titreşime neden olur. Demir çekirdek, tıkız ve omurga çerçevesi mekanik rezonansı tetikleyerek, reaktörün titreşim/gürültüsünü transformatörlere göre artırabilir. Uzun vadeli titreşimden dolayı gaz rölesi yanlış işlemesi, alüminyum levha kırılmaları, yalıtım aşınması, çekirdek levha gevşemesi ve çekirdek sınırlama cihazı açıkları gibi arızalar ortaya çıkar. Gürültü, çekirdek titreşimine yakından bağlıdır.

1.4 Yağ Sızıntısı

Yağ sızıntısı, istikrarlı işleme engel olur, çevreyi kirlendirir ve güvenliği riske atar. Hem yurtiçi hem de ithal yağ doldurulmuş reaktörler genellikle yağ sızdırır, üreticilerin kötü süreç kontrolü ve taşıma/işlem sırasında oluşan titreşimler sızıntıları daha da artırır.

2 İki Dayanıklılık Test Yönteminin Prensipleri ve Özellikleri
2.1 Seri Rezonans Dayanıklılık Test Yöntemi

Seri rezonans dayanıklılık test yöntemi, yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarının yalıtım tespiti için oldukça etkili bir stratejidir. Özellikle ultra yüksek gerilimli trafo merkezlerindeki reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirme konusunda değiştirilemez bir yararlılık gösterir. Bu teknoloji, belirli bir frekans altında reaktörün endüktif impedansı ile kompansasyon kondansatörünün kapasitif impedansı arasındaki rezonans işbirliği sayesinde küçük bir güç kaynağı ile bile nispeten yüksek bir test gerilimi oluşturmanın etkisini sağlar. Prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu yöntemin temel özellikleri aşağıdaki gibidir:

• Küçük test kapasitesi. Rezonans durumunda, döngü impedansı en aza düşer. Bu nedenle, gerçek ihtiyaç duyulan test güç kaynağı kapasitesi sadece küçük bir bölümüdür, test gerilimi oluşturma için gereken tam gücünden çok daha azdır. Özellikle güç kaynağı kapasitesi sınırlı olan ortamlarda saha kullanımı için özellikle uygunudur.

• Yüksek çıkış gerilimi. Rezonans koşullarında, güç kaynağı düşük bir frekans altında bile yüksek test gerekliliklerini karşılayacak bir gerilim oluşturabilir. Bu, ultra yüksek gerilimli reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmesi için koşullar yaratır.

• İyi dalga formu kalitesi. Seri rezonans testi, sabit bir güç kaynağı frekansında kararlı bir sinüzoidal dalga formunun çıktısını sağlayarak, harmoniklerin test sonuçlarına olan etkisini etkili bir şekilde azaltır ve testin doğruluğunu sağlar.

• Basit test ekipmanları. Bu test için gereken cihazlar nispeten basittir, çoğunlukla değişken frekanslı güç kaynağı, teşvik transformatörü ve ayarlamalı kondansatör gibi unsurlardan oluşur, bu da saha taşımayı ve hızlı kurulumu kolaylaştırır.

• Yüksek güvenlik. Seri rezonans testi sırasında test örneği çökerse, döngü hemen rezonans durumunu kaybeder ve güç kaynağı çıkış akımı keskin bir şekilde düşer, bu da test örneği ve test ekipmanlarına olan zararı etkili bir şekilde sınırlar.

Sonuç olarak, yalıtım kusuru araştırmaları, altta yatan trafo reaktörlerinin saha yerindeki yalıtım değerlendirmeleri için önemli veriler sağlar, test yöntem seçimi konusunda rehberlik eder. Gelecek araştırmalar, yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin yalıtım durumu değerlendirmelerinin doğruluğu/güvenilirliğini artırmak için saha değerlendirme teknolojisini optimize edecektir.

2.2 Dalgalanan Gerilim Dayanıklılık Test Yöntemi

Dalgalanan gerilim dayanıklılık yöntemi, güç sistemlerindeki yalıtım tespitinde sıkça kullanılan bir yöntemdir. Özellikle havadan çekirdekli reaktörlerin turdan-tura dayanıklılık tespitinde benzersiz önem taşır. Bu teknoloji, test nesnesine yüksek frekanslı dalgalanan gerilim dalga formları uygular, böylece kısmi salınım gibi yalıtım sistemi kusurlarını tetikler ve tanımlar. Prensibi Şekil 2'de gösterilmiştir. Gerilim dalgalanan dayanıklılık testinin temel özellikleri ve dikkate alınması gereken ana faktörler şu şekildedir:

• Tespit prensibi:Bu test, yüksek frekanslı dalgalanan dalga formlarının özelliklerine dayanır. Referans gerilimi ve test gerilimi altında test örneğinin akım formlarını karşılaştırarak, yalıtım durumunun ideal olup olmadığını değerlendirir. Dalga formunun zayıflama oranı ve sıfır geçiş noktalarındaki değişim, yalıtım kalitesini ölçmek için ana parametrelerdir.

• Test dalga formu:Bu yöntemle üretilen dalgalanan dalga formu, birçok yüksek frekanslı bileşeni içerir. Dalga ön zamanı, bir yıldırım darbesi dalga ön zamanından çok daha kısaydı, bu da ekipman kusurlarından kaynaklanan kısmi salınım sinyallerini etkili bir şekilde aktive eder.

• Test cihazı:Gerilim dalgalanan dayanıklılık testi için gereken ekipman, DC güç kaynağı, şarj kapasitörleri, yüksek gerilimli silikon kontrollü redktör, tetikleme boşluğu, dalga ön direnç gibi unsurlardan oluşur. Yapısal olarak karmaşıktır ve saha test ortamına göreceli olarak yüksek talepler getirir.

• Çevresel faktörler:Gerilim dalgalanan dayanıklılık testi, sıcaklık ve nem gibi çevre faktörlere son derece duyarlıdır. Sonuçların doğruluğunu sağlamak için sıkı kontrol altında gerçekleştirilmesi gerekir.

• Gözeneklilik performansı:Gerilim dalgalanan dayanıklılık testi tarafından üretilen yüksek gerilim ve salınım frekansı göz önüne alındığında, test cihazının ve test sisteminin çevre koşullarının topraklama ve ekranlama etkileri üzerinde son derece sıkı talepler vardır. Etkili bir interferans baskılatma önlemi uygulanmalıdır.

• Sınırlamalar:Gerilim dalgalanan dayanıklılık testi, ultra yüksek gerilimli reaktörlerin saha uygulamalarında belli sınırlamaları vardır. Özellikle 1000kV düzeyindeki reaktörlerin testinde, mevcut teknik araçlar yüksek gerilim ve büyük kapasiteye yönelik test gereksinimlerini karşılamakta zorlanmaktadır.

3 İki Dayanıklılık Test Yönteminin Karşılaştırılması

Trafo merkezlerindeki yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım performans değerlendirme konusunda yaygın teknikler arasında seri rezonans ve dalgalanan gerilim dayanıklılık testleri bulunmaktadır. Bu çalışma, bu iki yöntemin derin karşılaştırmalı analizini gerçekleştirerek, ultra yüksek gerilimli trafo merkezi reaktörlerin saha yerindeki değerlendirmesi için daha uygun bir çözüm bulmayı amaçlamaktadır.

• Ekipman Gereksinimleri:Seri rezonans testi, değişken frekanslı güç kaynakları, teşvik transformatörleri ve ayarlamalı kondansatörler üzerine dayanır. Dalgalanan gerilim testi ise DC güç kaynakları, şarj kapasitörleri ve yüksek gerilimli silikon kontrollü redktörler gerektirir. İkincisi daha basit ve daha küçük ekipmanlarla, saha operasyonunu daha kolay hale getirir.

• Test Koşulları:Seri rezonans testi, sıcaklık ve nem gibi faktörlere düşük bağımlılıkla saha ortamlarına iyi adapte olur. Dalgalanan gerilim testi ise, sonuçların doğruluğunu sağlamak için daha sıkı çevre talepleri getirir.

• Test Prosedürleri:Seri rezonans testi, değişken frekanslı güç kaynağının frekansını ayarlayarak rezonansı elde etme yönünden nispeten basittir. Dalgalanan gerilim testi ise, gerilim dalga formunun üretimini ve zayıflamasını hassas bir şekilde kontrol etme ihtiyacı getirir.

• Sonuç Belirleme:Seri rezonans testi, rezonans için frekans ayarlaması ile süreci basitleştirir. Dalgalanan gerilim testi ise, hassas dalga form kontrolü gerektirir.

• Güvenlik:Her iki yöntem de yüksek güvende. Ancak, seri rezonans testi, örnek çöküşünde hızla gerilim düşürerek, ekipman ve test kurulumlarına olan zararı minimuma indirir.

Deneysel kurulumların, saha ortam yapılandırmasının, test prosedürlerinin ve sonuç belirleme standartlarının detaylı karşılaştırılmasından, seri rezonans dayanıklılık testinin, yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirme için daha uygun olduğu kanıtlanmıştır. Basit kurulum, güçlü uyum yeteneği, net test adımları, kolay tanınabilir sonuçlar ve yüksek güvenlik özellikleri sunar. Dalgalanan gerilim testi ise, daha sıkı çevre talepleri, daha karmaşık kurulum ve pratik reaktör uygulamalarında sınırlamalar gösterir. Bu nedenle, bu çalışma, yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirme için seri rezonans dayanıklılık testinin öncelikli olarak kullanılmasını önerir.

4 Sonuç

Bu makale, önce reaktörlerin tipik yalıtım kusurlarını ve saha yerindeki yalıtım değerlendirme teknolojilerini inceler. Daha sonra, iki reaktör yalıtım değerlendirme yöntemi için, seri rezonans dayanıklılık testinin temel prensiplerini ve cihaz tiplerini, yanı sıra dalgalanan gerilim testinin ilgili standartlarını, prensiplerini ve tespit mantığını tanıtır. Test ekipmanları, saha koşulları yapılandırması, test prosedürleri ve sonuç belirleme yöntemleri dört açıdan avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırarak, seri rezonans yönteminin, trafo merkezlerindeki yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirme için daha uygun olduğunu sonucuna varır.