Kekurangan Isolasi dan Metode Uji Tegangan Tahan untuk Reaktor Terendam Minyak UHV

1 Penyelidikan Cacat Isolasi pada Reaktor Tegangan Ekstra Tinggi Berbasis Minyak

Tantangan utama dalam reaktor berisi minyak bertegangan tinggi selama operasi termasuk cacat isolasi, pemanasan bocoran magnetik inti besi, getaran/bising, dan kebocoran minyak.

1.1 Cacat Isolasi

Reaktor seri yang terhubung ke koil primer jaringan utama dan digunakan, beroperasi dengan daya penuh jangka panjang. Tegangan tinggi yang berkelanjutan meningkatkan suhu operasi, mempercepat penuaan bahan isolasi koil dan minyak. Potensi cacat: breakdown isolasi koil-ke-tanah, hubungan singkat antar lapisan. Reaktor tiga fase juga menghadapi risiko breakdown isolasi antar fasa.

1.2 Pemanasan Bocoran Magnetik Inti Besi

Celah udara membuat densitas bocoran magnetik reaktor jauh lebih tinggi daripada transformator. Dekat inti besi, yoke, dan penyangga koil, intensitas bocoran beberapa kali lebih tinggi daripada transformator. Bocoran melalui baja silikon menyebabkan kerugian energi tambahan dan pemanasan lokal, terutama di mana bocoran melintasi yoke besi secara vertikal (misalnya, besi klem, lembaran baja). Tantangan utama untuk reaktor berbasis minyak di jaringan tegangan ekstra tinggi.

1.3 Getaran dan Bising

Celah udara membagi jalur magnetik reaktor menjadi daerah dengan kutub magnetik independen. Perubahan tarikan kutub menyebabkan getaran. Kerangka inti besi, gasket, dan yoke mungkin memicu resonansi mekanis, membuat getaran/bising reaktor melebihi transformator. Cacat seperti kesalahan operasi relay gas, retak lembaran aluminium, aus isolasi, longgarnya lembaran inti, dan peluruhan perangkat batas-inti merupakan hasil dari getaran jangka panjang. Bising berkaitan erat dengan getaran inti.

1.4 Kebocoran Minyak

Kebocoran minyak mengganggu operasi stabil, mencemari lingkungan, dan membahayakan keselamatan. Baik reaktor berbasis minyak domestik maupun impor umumnya bocor, karena kontrol proses produsen yang buruk dan getaran selama transportasi/operasi memperburuk kebocoran.

2 Prinsip dan Karakteristik Dua Metode Uji Tahanan Tegangan
2.1 Metode Uji Tahanan Tegangan Resonansi Seri

Metode uji tahanan tegangan resonansi seri adalah strategi yang sangat efektif untuk deteksi isolasi peralatan listrik bertegangan tinggi. Ini menunjukkan utilitas yang tidak tergantikan, terutama dalam penilaian isolasi on-site reaktor di substasi tegangan ekstra tinggi. Teknologi ini utamanya mencapai efek menghasilkan tegangan uji relatif tinggi bahkan dengan kapasitas pasokan daya kecil, melalui kerjasama resonansi antara impedansi induktif reaktor dan impedansi kapasitif kapasitor kompensasi pada frekuensi tertentu. Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 1. Karakteristik utama metode ini adalah sebagai berikut:

• Kapasitas uji kecil. Dalam kondisi resonansi, impedansi loop turun ke minimum. Oleh karena itu, kapasitas pasokan daya uji yang sebenarnya diperlukan hanya sebagian kecil, jauh lebih rendah dari daya penuh yang diperlukan untuk menghasilkan tegangan uji. Sangat cocok untuk penggunaan on-site, terutama di lingkungan dengan kapasitas pasokan daya terbatas.

• Tegangan output tinggi. Dalam kondisi resonansi, pasokan daya dapat menghasilkan tegangan yang memenuhi persyaratan uji tinggi bahkan pada frekuensi relatif rendah. Ini menciptakan kondisi untuk penilaian isolasi on-site reaktor tegangan ekstra tinggi.

• Kualitas gelombang bagus. Uji resonansi seri dapat memastikan output gelombang sinus yang stabil pada frekuensi pasokan daya tetap, secara efektif mengurangi dampak harmonisa pada hasil uji dan memastikan akurasi uji.

• Perangkat uji sederhana. Perangkat yang diperlukan untuk uji ini relatif sederhana, terdiri dari pasokan daya variabel-frekuensi, transformator eksitasi, dan kapasitor tuning, dll., memudahkan transportasi on-site dan instalasi cepat.

• Keamanan tinggi. Jika sampel uji rusak selama uji resonansi seri, loop akan segera kehilangan kondisi resonansi, dan arus output pasokan daya akan turun drastis, sehingga secara efektif membatasi kerusakan pada sampel uji dan perangkat uji.

Secara keseluruhan, penyelidikan cacat isolasi menyediakan data kunci untuk penilaian isolasi on-site reaktor substasi, membimbing pemilihan metode uji. Penelitian masa depan akan mengoptimalkan teknologi penilaian on-site untuk meningkatkan akurasi/keandalan evaluasi keadaan isolasi reaktor berisi minyak bertegangan tinggi.

2.2 Metode Uji Tahanan Tegangan Oskilasi

Metode uji tahanan tegangan oskilasi adalah cara yang sering digunakan dalam deteksi isolasi sistem tenaga. Ini menunjukkan pentingan unik, terutama dalam deteksi tahanan tegangan antar putaran reaktor inti udara kering. Teknologi ini menerapkan gelombang oskilasi tegangan frekuensi tinggi ke objek uji untuk menerapkan tegangan, sehingga menginduksi dan mengidentifikasi cacat sistem isolasi seperti pelepasan parsial. Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 2. Karakteristik inti uji tahanan tegangan oskilasi dan faktor kunci yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut:

• Prinsip deteksi: Uji ini bergantung pada karakteristik gelombang oskilasi frekuensi tinggi. Dengan membandingkan gelombang arus sampel uji di bawah tegangan referensi dan tegangan uji, ia menilai apakah kondisi isolasi ideal. Laju redaman gelombang dan variasi titik nol adalah parameter kunci untuk mengukur kualitas isolasi.

• Gelombang uji: Gelombang oskilasi yang dihasilkan oleh metode ini mengandung banyak komponen frekuensi tinggi. Waktu front gelombang jauh lebih pendek daripada front gelombang impuls petir, yang dapat secara efisien mengaktifkan sinyal pelepasan parsial yang disebabkan oleh cacat peralatan.

• Perangkat uji: Perangkat yang diperlukan untuk uji tahanan tegangan oskilasi termasuk pasokan daya DC, kapasitor pengisian, thyristor tegangan tinggi, celah trigger, resistor front gelombang, dll. Strukturnya relatif kompleks, dan menuntut cukup tinggi terhadap lingkungan uji on-site.

• Faktor lingkungan: Uji tahanan tegangan oskilasi sangat sensitif terhadap faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban. Harus dilakukan dalam kondisi yang ketat untuk memastikan akurasi hasil uji.

• Kinerja anti-interferensi: Mengingat tegangan tinggi dan frekuensi oskilasi yang dihasilkan oleh uji tahanan tegangan oskilasi, tuntutan terhadap grounding dan efek perisai perangkat uji serta kondisi lingkungan sistem uji sangat ketat. Tindakan pengendalian interferensi yang efektif perlu diimplementasikan.

• Keterbatasan: Uji tahanan tegangan oskilasi memiliki keterbatasan tertentu dalam aplikasi on-site untuk reaktor tegangan ekstra tinggi. Terutama dalam uji reaktor pada level 1000kV, sarana teknis yang ada sulit memenuhi persyaratan uji untuk tegangan tinggi dan kapasitas besar.

3 Perbandingan Dua Metode Uji Tahanan Tegangan

Dalam penilaian kinerja isolasi on-site reaktor berisi minyak bertegangan tinggi di substasi, teknik umum termasuk uji resonansi seri dan uji tahanan tegangan oskilasi. Studi ini melakukan analisis perbandingan mendalam kedua metode, bertujuan menemukan solusi yang lebih sesuai untuk penilaian on-site reaktor substasi tegangan ekstra tinggi.

• Persyaratan Perangkat: Uji resonansi seri bergantung pada pasokan daya variabel-frekuensi, transformator eksitasi, dan kapasitor tuning. Uji oskilasi tegangan memerlukan pasokan daya DC, kapasitor pengisian, dan thyristor tegangan tinggi. Yang pertama memiliki perangkat yang lebih sederhana dan lebih kecil, memungkinkan operasi on-site yang lebih mudah.

• Kondisi Uji: Uji resonansi seri menyesuaikan diri dengan baik dengan lingkungan on-site, dengan ketergantungan rendah pada faktor-faktor seperti suhu dan kelembaban. Sebaliknya, uji oskilasi tegangan menuntut kondisi lingkungan yang lebih ketat untuk memastikan akurasi hasil.

• Prosedur Uji: Uji resonansi seri relatif sederhana, mencapai resonansi dengan menyesuaikan frekuensi pasokan daya variabel-frekuensi. Sementara itu, uji oskilasi tegangan membutuhkan kontrol presisi atas pembangkitan dan redaman gelombang tegangan.

• Penentuan Hasil: (Catatan: Konten redundan dihapus untuk kesimpulan, karena aslinya memiliki deskripsi berulang di sini.) Uji resonansi seri menyederhanakan proses melalui penyesuaian frekuensi untuk resonansi. Uji oskilasi tegangan memerlukan kontrol presisi gelombang.

• Keamanan: Kedua metode memastikan keamanan tinggi. Namun, uji resonansi seri dapat mengurangi tegangan dengan cepat selama sampel rusak, meminimalisir kerusakan pada perangkat dan setup uji.

Melalui perbandingan mendalam konfigurasi perangkat uji, konfigurasi lingkungan on-site, prosedur uji, dan standar penentuan hasil, uji tahanan tegangan resonansi seri terbukti lebih sesuai untuk penilaian isolasi on-site reaktor berisi minyak bertegangan tinggi. Fiturnya termasuk setup sederhana, adaptabilitas kuat, langkah-langkah uji jelas, hasil mudah dikenali, dan keamanan tinggi. Sebaliknya, uji oskilasi tegangan memiliki tuntutan lingkungan yang lebih ketat, setup lebih kompleks, dan menunjukkan keterbatasan dalam aplikasi reaktor praktis. Oleh karena itu, studi ini merekomendasikan prioritas uji tahanan tegangan resonansi seri untuk penilaian isolasi on-site reaktor berisi minyak bertegangan tinggi di substasi.

4 Kesimpulan

Makalah ini pertama-tama menyelidiki cacat isolasi reaktor yang tipikal dan teknologi penilaian isolasi on-site. Kemudian, untuk dua metode penilaian isolasi reaktor, memperkenalkan prinsip dasar dan jenis perangkat uji tahanan tegangan resonansi seri, serta standar, prinsip, dan logika deteksi uji oskilasi tegangan. Dengan membandingkan kelebihan dan kekurangan dari empat aspek (perangkat uji, konfigurasi kondisi on-site, prosedur uji, dan metode penentuan hasil), disimpulkan bahwa metode resonansi seri lebih sesuai untuk penilaian isolasi on-site reaktor berisi minyak bertegangan tinggi di substasi.