Изолативни дефекти и методи за испитување на издржливоста на висок напон при УВН масно-маслени реактори

Истражување на дефекти во изолацијата на реактори со ултрависоко напонски масло

Клучните предизвици за реакторите со висок напон и масло по време на работа вклучуваат дефекти во изолацијата, грејање од магнетна лејка на јаждевото, вибрации/шум и течење на масло.

1.1 Дефекти во изолацијата

Паралелно поврзаните реактори, кога се поврзани со главната мрежа преку основната бобина и користени, работат долг период на пун капацитет. Состојбата на висок напон подига температурите при работа, што забрзува стареењето на материјалите за изолација на бобините и маслото. Потенцијални дефекти: прескокнување на изолацијата од бобина до земја, меѓуслојни кратки спои. Реакторите со три фази исто така се соочуваат со ризик од прескокнување на изолацијата помеѓу фазите.

1.2 Грејање од магнетна лејка на јаждевото

Воздушните размакови прават густината на магнетната лејка на реакторите многу поголема од таа на трансформаторите. Близу до јаждевото, рамото и опорите на бобините, интензитетот на лејката е неколку пати поголем од таа на трансформаторите. Леката преминува низ силициумска стомана, што предизвика дополнителна губиток на енергија и локално прекомерно грејање, особено каде леката пресекува железниот рам вертикално (нпр., клипни железни плочки). Овој проблем е голем предизвик за реакторите со масло во ултрависоко напонски мрежи.

1.3 Вибрации и шум

Воздушните размакови делат магнетната патека на реакторот на области со независни магнетни полова. Промените во привлаката на половите предизвикуваат вибрации. Железниот јаж, цевката и рамната конструкција можат да дадат механички резонанс, што прави вибрациите/шумот на реакторот да надмине тие на трансформаторите. Долготрајните вибрации можат да предизвикаат дефекти како неправилна работа на гасна реле, прекинување на алуминиумски плочки, износ на изолацијата, слабење на железни плочки и испуштање на опрема за ограничување на јаждевото. Шумот е тесно поврзан со вибрациите на јаждевото.

1.4 Течење на масло

Течењето на масло прекинува стабилната работа, загадува околината и ризичи за безбедноста. И домашните и импортирани реактори со масло често течат масло, поради лош контрол на процесот од страна на производителите и вибрација по време на транспорта/работа која зголемува течењето.

2 Принципи и карактеристики на две методи за испитување на издржливост на напон
2.1 Метод за испитување на издржливост на напон со серијска резонанса

Методот за испитување на издржливост на напон со серијска резонанса е многу ефективна стратегија за детекција на изолацијата на електрична опрема со висок напон. Покажува незаменлива корисност, особено во на-место испитување на изолацијата на реакторите во ултрависоко напонски подстанции. Оваа технологија главно го достигнува ефектот на генерирање на релативно висок испитувачки напон, и тоа само со мал капацитет на напонот, преку резонансната соработка помеѓу индуктивната препрека на реакторот и капацитивната препрека на компензационата капацитет на одредена фреквенција. Нејзиниот принцип е прикажан на Слика 1. Главните карактеристики на овој метод се следниве:

• Мал испитувачки капацитет. Во состојба на резонанса, препреката на колцето пада до минимум. Затоа, реално потребниот капацитет на напонот за испитување е само мал дел, далеку помал од целосниот потребен за генерирање на испитувачкиот напон. Овој метод е особено прифатлив за на-место употреба, особено во околини каде капацитетот на напонот е ограничен.

• Висок излезен напон. Под услови на резонанса, напонот може да генерира напон кој одговара на високите испитувачки барања, и тоа при релативно ниска фреквенција. Ова создава услови за на-место испитување на изолацијата на ултрависоко напонски реактори.

• Добра качествена хармонија. Серијското резонансно испитување може да осигура излез на стабилна синусоидна хармонија при фиксна фреквенција на напонот, што ефективно намалува влијанието на хармониите врз испитувачките резултати и осигурува точност на испитувањето.

• Едноставна испитувачка опрема. Опремата потребна за овој испит е релативно едноставна, главно се состои од променливо-фреквенчна напонска опрема, трансформатор за стимулација и капацитет за тунинг, што облеснува на-место транспорт и брзо инсталација.

• Висока безопасност. Ако испитувачкиот примерок се распадне по време на серијско резонансно испитување, колцето ќе моментално изгуби состојбата на резонанса, и излезниот ток на напонот ќе се понизи резко, што ефективно ограничува штетата на испитувачкиот примерок и испитувачката опрема.

Заедно взето, истражувањето на дефекти во изолацијата дава клучни податоци за на-место испитување на изолацијата на реакторите во подстанциите, водечи изборот на методи за испитување. Будуќите истражувања ќе ги оптимизираат техниките за на-место испитување за да ги подобрат точноста и надежноста на евалуациите на состојбата на изолацијата за реактори со висок напон и масло.

2.2 Метод за испитување на издржливост на напон со осцилација на напон

Методот за испитување на издржливост на напон со осцилација на напон е често користен начин за детекција на изолацијата во електро системите. Покажува уникална важност, особено во испитување на издржливост на напон помеѓу виткови на реактори со сухо ваздушно јаждево. Оваа технологија применува хармонии на високочестотна осцилација на напон на испитувачкиот предмет за примена на напон, со тоа индуцирајќи и идентификувајќи дефекти во изолацијата како делни прескокнувања. Нејзиниот принцип е прикажан на Слика 2. Ключните карактеристики на испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон и важни фактори за разгледување се следниве:

• Принцип на детекција: Овој испит се оснава на карактеристиките на хармониите на високочестотна осцилација. Со споредување на хармониите на токот на испитувачкиот примерок под референтен напон и испитувачки напон, се евалуира дали состојбата на изолацијата е идеална. Стопанството на затихнување на хармонијата и варијациите на нултите точки се ключни параметри за мерење на квалитетот на изолацијата.

• Испитувачка хармонија: Хармонијата на осцилација генерирана од овој метод содржи многу компоненти на висока фреквенција. Неговото време на врв е многу кратко од времето на врв на светкавични импулси, што може ефективно да активира сигнали од делни прескокнувања предизвикани од дефекти на опремата.

• Испитувачка опрема: Опремата потребна за испитување на издржливост на напон со осцилација на напон вклучува DC напон, зареждачки кондензатори, високонапонски силници управувани со кремниев диод, активирачки размак, резистор за врв, итн. Структурата е релативно комплексна, и поставува високи барања за на-место испитувачка околина.

• Околински фактори: Испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон е екстремно чувствително на околински фактори како температура и влажност. Мора да се изведе под строго контролирани услови за да се осигура точноста на испитувачките резултати.

• Антисмешување: Забележувајќи дека испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон генерира висок напон и осцилација на фреквенција, барањата за заземање и екранирање на испитувачката опрема и условите на испитувачкиот систем се екстремно строги. Ефективни мерки за потишкување на смешување треба да се применат.

• Ограничувања: Испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон има одредени ограничувања во на-место применување за ултрависоко напонски реактори. Особено во испитувањето на реактори на 1000kV ниво, постојните технички средства е тешко да ги задоволат барањата за испитување на висок напон и голем капацитет.

3 Спoredба на двата метода за испитување на издржливост на напон

Во на-место евалуација на перформансите на изолацијата на реакторите со висок напон и масло во подстанциите, заеднички техники вклучуваат серијско резонансно и испитување на издржливост на напон со осцилација на напон. Овој студија провежува дубока компаративна анализа на овие два метода, со цел да најде решение подобро прифатливо за на-место евалуација на реакторите во ултрависоко напонски подстанции.

• Барања за опрема: Серијското резонансно испитување се оснава на променливо-фреквенчни напони, трансформатори за стимулација и капацитети за тунинг. Испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон бара DC напон, зареждачки кондензатори и високонапонски силници управувани со кремниев диод. Пристапниот има поедноставна и помала опрема, што му овозможува поедноставна на-место употреба.

• Услови за испитување: Серијското резонансно испитување добро се прилагодува на на-место околини, со ниска зависност од фактори како температура и влажност. На друга страна, испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон поставува строжи околински барања за да се осигура точноста на резултатите.

• Процедури за испитување: Серијското резонансно испитување е релативно едноставно, постигнувајќи резонанса со регулирање на фреквенцијата на променливо-фреквенчниот напон. Испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон, обаче, бара прецизно контролирање на генерирањето и затихнувањето на хармонијата на напонот.

• Одредување на резултати: Серијското резонансно испитување ја поедноставува постапката преку регулирање на фреквенцијата за резонанса. Испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон бара прецизно контролирање на хармонијата.

• Безбедност: Двете методи гарантираат висока безбедност. Меѓутоа, серијското резонансно испитување може брзо да намали напонот при распад на примерок, минимизирајќи штетата на опремата и испитувачката поставка.

Кроз дубока споредба на експерименталните поставки, конфигурациите на на-место околини, процедури за испитување и стандарди за одредување на резултати, серијското резонансно испитување на издржливост на напон се покажува како подобро прифатливо за на-место евалуација на изолацијата на реакторите со висок напон и масло. Тоа има едноставна поставка, силен прилагодливост, ясни испитувачки чекори, лесно препознатливи резултати и висока безбедност. На друга страна, испитувањето на издржливост на напон со осцилација на напон има строжи околински барања, комплексна поставка и покажува ограничувања во практичката применување на реакторите. Затоа, овој студија препорачува да се даде првенство на серијското резонансно испитување на издржливост на напон за на-место евалуација на изолацијата на реакторите со висок напон и масло во подстанциите.

4 Заклучок

Овој труд најпрво истражува типични дефекти во изолацијата на реакторите и технологии за на-место евалуација на изолацијата. Потоа, за два метода за евалуација на изолацијата на реакторите, се воведуваат основните принципи и типови на опрема за серијско резонансно испитување на издржливост на напон, заедно со релевантни стандарди, принципи и логика за детекција на испитувањето на издржливост на напон со осцилација. Споредувајќи предности и недостатоци од четири аспекти (опрема за испитување, конфигурација на на-место услови, процедури за испитување и методи за одредување на резултати), заклучува дека серијскиот резонансен метод е подобро прифатлив за на-место евалуација на изолацијата на реакторите со висок напон и масло во подстанциите.