UHV तेल-संलग्न रिएक्टरों के इन्सुलेशन दोष और विद्युत सहनशीलता परीक्षण विधियाँ

1 अत्यधिक वोल्टेज तेल-संलग्न रिएक्टरों में इन्सुलेशन दोषों की जांच

उच्च वोल्टेज तेल-पूर्ण रिएक्टरों के संचालन के दौरान मुख्य चुनौतियाँ इन्सुलेशन दोष, आयरन-कोर चुंबकीय लीकेज गर्मी, दोलन/शोर, और तेल लीकेज हैं।

1.1 इन्सुलेशन दोष

समानांतर-संयोजित रिएक्टर, जब प्राथमिक ग्रिड के प्राथमिक कुंडली से जुड़े और उपयोग में लाए जाते हैं, तो लंबे समय तक पूरी शक्ति पर काम करते हैं। लगातार उच्च वोल्टेज संचालन तापमान बढ़ाता है, जो कुंडली इन्सुलेशन सामग्रियों और तेल के जीर्णीकरण को तेज करता है। संभावित दोष: कुंडली-से-भू इन्सुलेशन फेल, बीच-परत का शॉर्ट-सर्किट। तीन-फेज रिएक्टर भी फेज-से-फेज इन्सुलेशन फेल का सामना कर सकते हैं।

1.2 आयरन-कोर चुंबकीय लीकेज गर्मी

हवा की खाली जगह रिएक्टरों के चुंबकीय लीकेज घनत्व को ट्रांसफार्मरों की तुलना में बहुत अधिक बनाती है। आयरन कोर, योक, और कुंडली समर्थकों के पास, लीकेज तीव्रता ट्रांसफार्मरों की तुलना में कई गुना होती है। सिलिकॉन स्टील के माध्यम से लीकेज अतिरिक्त ऊर्जा नुकसान और स्थानीय ओवरहीटिंग का कारण बनता है, विशेष रूप से जहाँ लीकेज आयरन योक को ऊर्ध्वाधर रूप से पार करता है (जैसे, क्लैंपिंग आयरन, स्टील शीट)। यह अत्यधिक वोल्टेज ग्रिड में तेल-संलग्न रिएक्टरों के लिए एक प्रमुख चुनौती है।

1.3 दोलन और शोर

हवा की खाली जगह रिएक्टर के चुंबकीय पथ को स्वतंत्र चुंबकीय पोलों के क्षेत्रों में विभाजित करती है। पोल-प्रतिकर्षण परिवर्तन दोलन का कारण बनता है। आयरन-कोर, गास्केट, और योक ढांचा यांत्रिक रिझोनेंस को ट्रिगर कर सकता है, जिससे रिएक्टर का दोलन/शोर ट्रांसफार्मरों से अधिक हो सकता है। लंबे समय तक दोलन के कारण गैस-रिले गलत संचालन, एल्यूमिनियम-शीट की टूटन, इन्सुलेशन का धीमा होना, कोर-शीट की ढीलापन, और कोर-लिमिट-डिवाइस डिस्चार्ज जैसे दोष हो सकते हैं। शोर कोर दोलन से घनिष्ठ रूप से जुड़ा होता है।

1.4 तेल लीकेज

तेल लीकेज स्थिर संचालन को रोकता है, पर्यावरण को प्रदूषित करता है, और सुरक्षा के खतरे का कारण बनता है। घरेलू और आयातित दोनों तेल-संलग्न रिएक्टर आमतौर पर तेल लीक करते हैं, क्योंकि निर्माताओं की गरीब प्रक्रिया नियंत्रण और परिवहन/संचालन के दौरान दोलन लीकेज को बिगाड़ता है।

2 दो विद्युत विरोधी परीक्षण विधियों के सिद्धांत और विशेषताएँ
2.1 श्रृंखला रिझोनेंस विद्युत विरोधी परीक्षण विधि

श्रृंखला रिझोनेंस विद्युत विरोधी परीक्षण विधि उच्च वोल्टेज विद्युत उपकरणों के इन्सुलेशन निरीक्षण के लिए एक अत्यधिक प्रभावी रणनीति है। यह विशेष रूप से अत्यधिक वोल्टेज सबस्टेशनों में रिएक्टरों के ऑन-साइट इन्सुलेशन मूल्यांकन में अनिर्बंधित उपयोगिता प्रदर्शित करती है। यह प्रौद्योगिकी मुख्य रूप से छोटी विद्युत सप्लाई क्षमता के साथ भी एक अपेक्षाकृत उच्च परीक्षण वोल्टेज उत्पन्न करने का प्रभाव प्राप्त करती है, विशिष्ट आवृत्ति पर रिएक्टर के संधारित्रीय इंपीडेंस और प्रतिस्थापन संधारित्र के इंडक्टिव इंपीडेंस के बीच रिझोनेंस सहयोग के माध्यम से। इसका सिद्धांत चित्र 1 में दिखाया गया है। इस विधि की मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• छोटी परीक्षण क्षमता। रिझोनेंस अवस्था में, लूप इंपीडेंस न्यूनतम तक गिर जाता है। इसलिए, वास्तविक आवश्यक परीक्षण विद्युत सप्लाई क्षमता केवल एक छोटा हिस्सा होता है, जो परीक्षण वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए आवश्यक पूरी शक्ति से बहुत कम होता है। यह विशेष रूप से ऑन-साइट उपयोग के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से विद्युत सप्लाई क्षमता सीमित होने वाले पर्यावरणों में।

• उच्च आउटपुट वोल्टेज। रिझोनेंस अवस्था में, विद्युत सप्लाई एक अपेक्षाकृत कम आवृत्ति पर उच्च-परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने वाला वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है। यह अत्यधिक वोल्टेज रिएक्टरों के ऑन-साइट इन्सुलेशन मूल्यांकन के लिए परिस्थितियाँ बनाता है।

• अच्छी वेवफार्म गुणवत्ता। श्रृंखला रिझोनेंस परीक्षण नियत विद्युत सप्लाई आवृत्ति पर स्थिर साइन वेवफार्म का आउटपुट सुनिश्चित कर सकता है, जो परीक्षण परिणामों पर हार्मोनिक्स के प्रभाव को प्रभावी रूप से कम करता है और परीक्षण की सटीकता को सुनिश्चित करता है।

• सरल परीक्षण उपकरण। इस परीक्षण के लिए आवश्यक उपकरण अपेक्षाकृत सरल हैं, मुख्य रूप से वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी विद्युत सप्लाई, एक्साइटेशन ट्रांसफार्मर, और ट्यूनिंग संधारित्र, आदि से बने होते हैं, जो ऑन-साइट परिवहन और त्वरित स्थापना को सुविधाजनक बनाते हैं।

• उच्च सुरक्षा। यदि श्रृंखला रिझोनेंस परीक्षण के दौरान परीक्षण नमूना फेल हो जाता है, तो लूप तुरंत रिझोनेंस अवस्था से निकल जाएगा, और विद्युत सप्लाई आउटपुट विद्युत धारा तेजी से गिर जाएगी, जिससे परीक्षण नमूना और परीक्षण उपकरण को नुकसान को प्रभावी रूप से सीमित किया जा सकता है।

संक्षेप में, इन्सुलेशन-दोष निरीक्षण सबस्टेशन-रिएक्टर ऑन-साइट इन्सुलेशन मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करता है, जो परीक्षण-विधि चयन का मार्गदर्शन करता है। भावी शोध ऑन-साइट मूल्यांकन तकनीकों को अनुकूलित करेगा ताकि उच्च वोल्टेज तेल-पूर्ण रिएक्टरों के इन्सुलेशन-स्थिति मूल्यांकन की सटीकता/विश्वसनीयता में वृद्धि हो सके।

2.2 दोलन वोल्टेज विद्युत विरोधी परीक्षण विधि

दोलन वोल्टेज विद्युत विरोधी विधि विद्युत प्रणालियों के इन्सुलेशन निरीक्षण के लिए एक अक्सर उपयोग की जाने वाली विधि है। यह विशेष रूप से निर्जल वायु-कोर रिएक्टरों के टर्न-से-टर्न विद्युत विरोधी निरीक्षण में अद्वितीय महत्व प्रदर्शित करती है। यह प्रौद्योगिकी परीक्षण वस्तु पर उच्च-आवृत्ति दोलन वोल्टेज वेवफार्म लागू करके वोल्टेज लागू करती है, जिससे इन्सुलेशन प्रणाली के दोषों जैसे आंशिक डिस्चार्ज की पहचान और निर्णय किया जाता है। इसका सिद्धांत चित्र 2 में दिखाया गया है। वोल्टेज दोलन विद्युत विरोधी परीक्षण की मुख्य विशेषताएँ और महत्वपूर्ण कारक निम्नलिखित हैं:

• निरीक्षण सिद्धांत: यह परीक्षण उच्च-आवृत्ति दोलन वेवफार्म की विशेषताओं पर निर्भर करता है। रेफरेंस वोल्टेज और परीक्षण वोल्टेज के तहत परीक्षण नमूने के वर्तमान वेवफार्म की तुलना करके, यह निरीक्षण करता है कि इन्सुलेशन स्थिति आदर्श है या नहीं। वेवफार्म की कमी की दर और जीरो-क्रॉसिंग बिंदुओं की परिवर्तनशीलता इन्सुलेशन गुणवत्ता मापने के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं।

• परीक्षण वेवफार्म: इस विधि द्वारा उत्पन्न दोलन वेवफार्म अनेक उच्च-आवृत्ति घटकों से भरा होता है। इसका वेवफ्रंट समय बिजली टेढ़ी तरंग के वेवफ्रंट समय से बहुत कम होता है, जो उपकरण के दोषों के कारण उत्पन्न आंशिक डिस्चार्ज सिग्नलों को प्रभावी रूप से सक्रिय करता है।

• परीक्षण उपकरण: वोल्टेज दोलन विद्युत विरोधी परीक्षण के लिए आवश्यक उपकरणों में डीसी विद्युत सप्लाई, चार्जिंग संधारित्र, उच्च वोल्टेज सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर, ट्रिगर गैप, वेवफ्रंट रेजिस्टर, आदि शामिल हैं। इसकी संरचना अपेक्षाकृत जटिल है, और यह ऑन-साइट परीक्षण परिवेश पर अधिक मांग करता है।

• पर्यावरणीय कारक: वोल्टेज दोलन विद्युत विरोधी परीक्षण तापमान और आर्द्रता जैसे पर्यावरणीय कारकों पर अत्यधिक संवेदनशील है। यह स्पष्ट रूप से नियंत्रित परिस्थितियों में किया जाना चाहिए ताकि परीक्षण परिणामों की सटीकता सुनिश्चित की जा सके।

• विरोधी-व्यवस्था प्रदर्शन: वोल्टेज दोलन विद्युत विरोधी परीक्षण द्वारा उत्पन्न उच्च वोल्टेज और दोलन आवृत्ति के कारण, परीक्षण उपकरण और परीक्षण प्रणाली के पर्यावरणीय स्थितियों के लिए ग्राउंडिंग और शील्डिंग प्रभाव की आवश्यकताएं अत्यधिक कठिन होती हैं। प्रभावी विरोधी-व्यवस्था उपाय कार्यान्वित किए जाने की आवश्यकता होती है।

• सीमाएं: वोल्टेज दोलन विद्युत विरोधी परीक्षण अत्यधिक वोल्टेज रिएक्टरों के ऑन-साइट अनुप्रयोगों में निश्चित सीमाएं हैं। विशेष रूप से 1000kV स्तर के रिएक्टरों की परीक्षा में, मौजूदा तकनीकी उपाय उच्च वोल्टेज और बड़ी क्षमता की परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने में कठिनाई का सामना करते हैं।

3 दो विद्युत विरोधी परीक्षण विधियों की तुलना

सबस्टेशनों में उच्च वोल्टेज तेल-पूर्ण रिएक्टरों के ऑन-साइट इन्सुलेशन प्रदर्शन मूल्यांकन में, सामान्य तकनीकों में श्रृंखला रिझोनेंस और दोलन वोल्टेज विद्युत विरोधी परीक्षण शामिल हैं। यह अध्ययन इन दो विधियों की गहराई से तुलनात्मक विश्लेषण करता है, जिसका उद्देश्य अत्यधिक वोल्टेज सबस्टेशन रिएक्टरों के ऑन-साइट मूल्यांकन के लिए एक बेहतर समाधान खोजना है।

• उपकरण की आवश्यकताएँ: श्रृंखला रिझोनेंस परीक्षण वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी विद्युत सप्लाई, एक्साइटेशन ट्रांसफार्मर, और ट्यूनिंग संधारित्र पर निर्भर करता है। दोलन वोल्टेज परीक्षण डीसी विद्युत सप्लाई, चार्जिंग संधारित्र, और उच्च वोल्टेज सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर की आवश्यकता होती है। पहला उपकरण सरल और छोटे होते हैं, जिससे ऑन-साइट संचालन आसान होता है।

• परीक्षण स्थितिया