Defekti izolacije i metode testiranja otpornosti na napon za UHV uljane reaktore
1 Istraživanje defekata izolacije u UHV ulju - prelivenim reaktorima
Ključni izazovi pri radu visokonaponskih reaktora ispunjenih uljem uključuju defekte izolacije, grijanje magnetne propusnosti željeznog jezgra, vibraciju/bukotinu i curenje ulja.
1.1 Defekti izolacije
Reaktori paralelnog spoja, kada se povezuju s primarnim zavojem glavnog mreže i upotrebljavaju, dugoročno rade na punoj snazi. Sustavni visoki napon podiže temperature tijekom rada, ubrzavajući starenje materijala za izolaciju zavoja i ulja. Potencijalni defekti: propad izolacije zavoja prema zemlji, međuslojne kratičke spojeve. Trofazni reaktori također su izloženi riziku od propada izolacije između faza.
1.2 Grijanje magnetne propusnosti željeznog jezgra
Zračni razmaci čine da je gustoća magnetne propusnosti reaktora znatno veća od pretvoraca. Blizu željeznog jezgra, jare i nosača zavoja, intenzitet propusnosti je nekoliko puta veći od pretvoraca. Propusnost kroz silicijevu čeliku uzrokuje dodatnu gubitak energije i lokalno pregrjevanje, posebno gdje propusnost vertikalno prođe kroz željezni jare (npr., škrape, čelik). Veliki izazov za ulje - preliveni reaktori u UHV mrežama.
1.3 Vibracija i buka
Zračni razmaci dijele magnetski put reaktora na regije s neovisnim magnetskim polovima. Promjene privlačenja polova uzrokuju vibraciju. Željezno jezgro, matice i okvir jare mogu pokrenuti mehaničku rezonanciju, čime vibracija/buka reaktora prelazi vibraciju/buku pretvoraca. Defekti poput pogrešnog rada plinske releje, loma aluminijastih listova, otežane izolacije, oslobađanja listova jezgra i raspadanja uređaja za ograničavanje jezgra nastaju zbog dugoročne vibracije. Buka je tesno vezana uz vibraciju jezgra.
1.4 Curenje ulja
Curenje ulja ometa stabilan rad, onečišćuje okoliš i stavlja pod rizik sigurnost. Oba domaća i uvozna ulje - prelivena reaktora često cede ulje, zbog loše kontrole procesa proizvođača i vibracije tijekom prijevoza/rada koja pogoršava curenje.
2 Principi i karakteristike dvije metode ispita otpornosti na napon
2.1 Metoda serijalne rezonantne ispitanja otpornosti na napon
Metoda serijalne rezonantne ispitanja otpornosti na napon je vrlo učinkovita strategija za otkrivanje defekata izolacije visokonaponskog električnog opreme. Pokazuje nezamjenjivu korisnost, posebno u mjestu ocjenjivanja izolacije reaktora u ultra visokonaponskim pretvorackim postajama. Ova tehnologija uglavnom postiže efekt generiranja relativno visokog ispitnog napona čak i s malom snage napajanja, putem rezonantne suradnje između induktivnog impedansa reaktora i kapacitivnog impedansa kompenzacijskog kondenzatora na određenoj frekvenciji. Njen princip prikazan je na slici 1. Glavne karakteristike ove metode su sljedeće:
Mala ispitna snaga. U rezonantnom stanju, otpor petlje pada na minimum. Stoga, zapravo potrebna ispitna snaga napajanja je samo mali dio, daleko manji od potpune snage potrebne za generiranje ispitnog napona. Posebno je prilagođena upotrebi na mjestu, posebno u okruženjima gdje je snaga napajanja ograničena.
Visok izlazni napon. Pod rezonantnim uvjetima, napajanje može generirati napon koji zadovoljava visoke ispitne zahtjeve čak i na relativno niskoj frekvenciji. To stvara uvjete za mjesto ocjenjivanja izolacije ultra visokonaponskih reaktora.
Dobro kvaliteta valnih oblika. Serijski rezonantni ispit može osigurati izlaz stabilnog sinusnog valnog oblika na fiksnoj frekvenciji napajanja, učinkovito smanjujući utjecaj harmonika na ispitne rezultate i osiguravajući točnost ispita.
Jednostavna ispitna oprema. Uređaji potrebni za ovaj ispit su relativno jednostavni, sastoje se uglavnom od varijabilnog napajanja, pobudnog transformatora i kondenzatora za akordiranje itd., što olakšava prijevoz i brzo postavljanje na mjestu.
Visoka sigurnost. Ako se probodne uzorka tijekom serijskog rezonantnog ispita, petlja odmah izgubi rezonantno stanje, a izlazni struja napajanja drastično padne, time učinkovito ograničujući oštetu uzorka i ispitne opreme.
Ukratko, istraživanja defekata izolacije pružaju ključne podatke za mjesto ocjenjivanja izolacije reaktora u pretvorackim postajama, vodeći izbor metode ispita. Buduća istraživanja optimizirat će tehnologiju mjesto ocjenjivanja kako bi unaprijedile točnost/pouzdanost procjene stanja izolacije visokonaponskih reaktora ispunjenih uljem.
2.2 Metoda ispita otpornosti na napon oscilirajućeg napona
Metoda ispita otpornosti na napon oscilirajućeg napona često se koristi u otkrivanju defekata izolacije u elektroenergetskim sustavima. Pokazuje jedinstvenu važnost, posebno u ispitivanju otpornosti na napon između zavoja suhih zračnih reaktora. Ova tehnologija primjenjuje visokofrekventne oscilirajuće valne oblike na ispitivani predmet kako bi primijenila napon, time inducirajući i identificirajući defekte izolacijskog sustava kao što su djelomični ispuštanja. Njen princip prikazan je na slici 2. Ključne karakteristike metode ispita otpornosti na napon oscilirajućeg napona i ključni faktori za razmatranje su sljedeći:
Princip detekcije: Ovaj ispit se oslanja na karakteristike visokofrekventnih oscilirajućih valnih oblika. Upoređujući valne oblike struje uzorka pod referentnim naponom i ispitnim naponom, procjenjuje se je li stanje izolacije idealno. Stopa zatumljenja valnog oblika i promjena nultočaka su ključni parametri za mjerenje kvalitete izolacije.
Ispitni valni oblik: Oscilirajući valni oblik generiran ovom metodom sadrži mnogo visokofrekventnih komponenti. Vremenski interval valnog fronta je daleko kraći od onog kod valnog fronta gremlinske impulsnog talasa, što može učinkovito aktivirati signale djelomičnog ispuštanja uzrokovane defektima opreme.
Ispitna oprema: Oprema potrebna za ispit otpornosti na napon oscilirajućeg napona uključuje DC napajanje, kondenzatore za punjenje, visokonaponski silicijski kontrolirani prekidač, pokretački razmak, otpornik valnog fronta itd. Struktura je relativno složena, i stavlja visoke zahtjeve na ispitno okruženje na mjestu.
Faktori okruženja: Ispit otpornosti na napon oscilirajućeg napona je izuzetno osjetljiv na faktore okruženja poput temperature i vlage. Moraju se provoditi pod strogo kontroliranim uvjetima kako bi se osigurala točnost ispitnih rezultata.
Odgovarajuća performansa: Zbog visokog napona i frekvencije oscilacije generiranih ispitom otpornosti na napon oscilirajućeg napona, zahtjevi za zemljenjem i ekraniranjem ispitne opreme i uslova ispitnog sustava su izuzetno strogi. Trebaju se implementirati učinkovite mjere za supresiju interferencije.
Ograničenja: Ispit otpornosti na napon oscilirajućeg napona ima određena ograničenja u primjeni na mjestu za ultra visokonaponske reaktore. Posebno u ispitivanju reaktora na razini 1000kV, postojeće tehnološke sredstva su teško dostupne za ispitne zahtjeve za visokim naponom i velikom snagom.
3 Us
