Kekurangan Pengekselan dan Kaedah Ujian Tahanan Voltan untuk Reaktor Terbenam Minyak UHV

1 Kajian Kekurangan Isolasi dalam Reaktor Minyak Terbenam UHV

Cabaran utama dalam reaktor minyak bertegangan tinggi semasa operasi termasuk kegagalan isolasi, pemanasan bocoran magnetik inti besi, getaran/bunyi, dan kebocoran minyak.

1.1 Kegagalan Isolasi

Reaktor yang disambung selari, setelah disambungkan ke kumparan primer grid utama dan digunakan, beroperasi pada daya penuh jangka panjang. Tegangan tinggi yang berterusan meningkatkan suhu operasi, mempercepat penuaan bahan isolasi kumparan dan minyak. Potensi kegagalan: kegagalan isolasi kumparan-ke-tanah, hubungan pendek antara lapisan. Reaktor tiga fasa juga menghadapi risiko kegagalan isolasi antara fasa.

1.2 Pemanasan Bocoran Magnetik Inti Besi

Cerucuk udara membuat ketumpatan bocoran magnetik reaktor jauh lebih tinggi daripada transformator. Di dekat inti besi, pelat belakang, dan sokongan kumparan, intensiti bocoran adalah beberapa kali lebih tinggi daripada transformator. Bocoran melalui besi silikon menyebabkan kerugian tenaga tambahan dan pemanasan tempatan, terutamanya di mana bocoran melintasi pelat belakang besi secara menegak (contohnya, besi pemampat, lembaran besi). Cabaran utama bagi reaktor minyak terbenam dalam grid UHV.

1.3 Getaran dan Bunyi

Cerucuk udara membelah laluan magnet reaktor kepada kawasan dengan kutub magnet bebas. Perubahan tarikan kutub menyebabkan getaran. Kerangka inti besi, gasket, dan pelat belakang mungkin memicu resonans mekanikal, membuat getaran/bunyi reaktor melebihi transformator. Kegagalan seperti kesalahan operasi rel gas, retakan lembaran aluminium, keausan isolasi, longgaran lembaran inti, dan pelepasan peranti had inti akibat getaran jangka panjang. Bunyi berkait rapat dengan getaran inti.

1.4 Kebocoran Minyak

Kebocoran minyak mengganggu operasi stabil, mencemarkan alam sekitar, dan membawa risiko keselamatan. Reaktor minyak terbenam domestik dan import sering bocor minyak, disebabkan oleh kawalan proses yang buruk dari pengeluar dan getaran semasa pengangkutan/operasi yang memburukkan kebocoran.

2 Prinsip dan Ciri-Ciri Dua Kaedah Ujian Tahanan Voltan
2.1 Kaedah Ujian Tahanan Voltan Rangkaian Seri Resonan

Kaedah ujian tahanan voltan rangkaian seri resonan adalah strategi yang sangat efektif untuk pengesanan isolasi peralatan elektrik bertegangan tinggi. Ia menunjukkan utiliti yang tidak tertandingi, terutamanya dalam penilaian isolasi on-site reaktor di substasi UHV. Teknologi ini utamanya mencapai kesan menghasilkan voltan ujian yang agak tinggi walaupun dengan kapasiti bekalan kuasa yang kecil, melalui kerjasama resonan antara rintangan induktif reaktor dan rintangan kapasitif kapasitor kompensasi pada frekuensi tertentu. Prinsipnya ditunjukkan dalam Rajah 1. Ciri-ciri utama kaedah ini adalah sebagai berikut:

• Kapasiti ujian yang kecil. Dalam keadaan resonan, rintangan gelung turun kepada minimum. Oleh itu, kapasiti bekalan kuasa yang sebenarnya diperlukan hanya sebahagian kecil, jauh lebih rendah daripada daya penuh yang diperlukan untuk menghasilkan voltan ujian. Ia sangat sesuai untuk penggunaan on-site, terutamanya di lingkungan di mana kapasiti bekalan kuasa terhad.

• Voltan keluaran yang tinggi. Dalam keadaan resonan, bekalan kuasa boleh menghasilkan voltan yang memenuhi keperluan ujian tinggi walaupun pada frekuensi yang agak rendah. Ini mencipta syarat untuk penilaian isolasi on-site reaktor UHV.

• Kualiti bentuk gelombang yang baik. Ujian rangkaian seri resonan dapat memastikan keluaran bentuk gelombang sinus yang stabil pada frekuensi bekalan kuasa tetap, mengurangkan impak harmonik terhadap hasil ujian dan memastikan kejituan ujian.

• Peralatan ujian yang mudah. Peralatan yang diperlukan untuk ujian ini adalah relatif mudah, terdiri daripada bekalan kuasa berfrekuensi berubah, transformator penggerak, dan kapasitor tuning, dll., memudahkan pengangkutan dan pemasangan on-site.

• Keselamatan yang tinggi. Jika sampel ujian runtuh semasa ujian rangkaian seri resonan, gelung akan segera kehilangan keadaan resonan, dan arus keluaran bekalan kuasa akan merosot dengan mendadak, dengan demikian mengurangkan kerosakan kepada sampel ujian dan peralatan ujian.

Secara ringkas, penyelidikan kekurangan isolasi memberikan data penting untuk penilaian isolasi on-site reaktor substasi, membimbing pemilihan kaedah ujian. Penyelidikan masa depan akan mengoptimumkan teknologi penilaian on-site untuk meningkatkan kejituan/kebolehpercayaan penilaian keadaan isolasi reaktor minyak bertegangan tinggi.

2.2 Kaedah Ujian Tahanan Voltan Voltan Bergoyang

Kaedah ujian tahanan voltan voltan bergoyang adalah cara yang sering digunakan dalam pengesanan isolasi sistem kuasa. Ia menunjukkan kepentingan unik, terutamanya dalam pengesanan tahanan voltan antara lilitan reaktor inti udara kering. Teknologi ini menerapkan bentuk gelombang voltan bergoyang frekuensi tinggi kepada objek ujian untuk menerapkan voltan, dengan demikian membangkitkan dan mengenal pasti kekurangan sistem isolasi seperti pelepasan separa. Prinsipnya ditunjukkan dalam Rajah 2. Ciri-ciri utama ujian tahanan voltan voltan bergoyang dan faktor-faktor utama yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut:

• Prinsip pengesanan: Ujian ini bergantung pada ciri-ciri bentuk gelombang frekuensi tinggi. Dengan membandingkan bentuk gelombang arus sampel ujian di bawah voltan rujukan dan voltan ujian, ia menilai sama ada keadaan isolasi ideal. Kadar pengurangan bentuk gelombang dan variasi titik persilangan sifar adalah parameter utama untuk mengukur kualiti isolasi.

• Bentuk gelombang ujian: Bentuk gelombang bergoyang yang dihasilkan oleh kaedah ini mengandungi banyak komponen frekuensi tinggi. Masa hadapan gelombangnya jauh lebih singkat daripada gelombang impuls petir, yang dapat mengaktifkan dengan efisien isyarat pelepasan separa akibat kekurangan peralatan.

• Peralatan ujian: Peralatan yang diperlukan untuk ujian tahanan voltan voltan bergoyang termasuk bekalan kuasa DC, kapasitor pengcas, rektifikasi silikon tegangan tinggi, jurang pencetus, resistor hadapan gelombang, dll. Struktur relatif kompleks, dan ia memerlukan keadaan lingkungan ujian on-site yang tinggi.

• Faktor-faktor persekitaran: Ujian tahanan voltan voltan bergoyang sangat sensitif terhadap faktor-faktor persekitaran seperti suhu dan kelembapan. Ia harus dilakukan dalam keadaan yang dikawal dengan ketat untuk memastikan kejituan hasil ujian.

• Prestasi anti-gangguan: Mengingat tegangan tinggi dan frekuensi goyang yang dihasilkan oleh ujian tahanan voltan voltan bergoyang, tuntutan terhadap kesan grounding dan perisai peralatan ujian serta keadaan sistem ujian sangat ketat. Langkah-langkah pengurangan gangguan yang efektif perlu dilaksanakan.

• Keterbatasan: Ujian tahanan voltan voltan bergoyang mempunyai keterbatasan tertentu dalam aplikasi on-site untuk reaktor UHV. Terutamanya dalam ujian reaktor pada tahap 1000kV, teknologi sedia ada sukar memenuhi keperluan ujian untuk tegangan tinggi dan kapasiti besar.

3 Perbandingan Dua Kaedah Ujian Tahanan Voltan

Dalam penilaian prestasi isolasi on-site reaktor minyak bertegangan tinggi di substasi, teknik biasa termasuk ujian tahanan voltan rangkaian seri dan voltan bergoyang. Kajian ini melakukan analisis perbandingan mendalam terhadap kedua-dua kaedah ini, bertujuan untuk mencari penyelesaian yang lebih sesuai untuk penilaian on-site reaktor substasi UHV.

• Keperluan Peralatan: Ujian rangkaian seri bergantung pada bekalan kuasa berfrekuensi berubah, transformator penggerak, dan kapasitor tuning. Ujian voltan bergoyang memerlukan bekalan kuasa DC, kapasitor pengcas, dan rektifikasi silikon tegangan tinggi. Yang pertama mempunyai peralatan yang lebih mudah dan lebih kecil, membolehkan operasi on-site yang lebih mudah.

• Keadaan Ujian: Ujian rangkaian seri beradaptasi dengan baik dengan lingkungan on-site, dengan kebergantungan rendah terhadap faktor-faktor seperti suhu dan kelembapan. Sebaliknya, ujian voltan bergoyang memerlukan tuntutan persekitaran yang lebih ketat untuk memastikan kejituan hasil.

• Prosedur Ujian: Ujian rangkaian seri relatif mudah, mencapai resonan dengan menyesuaikan frekuensi bekalan kuasa berfrekuensi berubah. Ujian voltan bergoyang, bagaimanapun, memerlukan kawalan tepat atas generasi dan pengurangan bentuk gelombang voltan.

• Penentuan Hasil: Ujian rangkaian seri memudahkan proses melalui penyesuaian frekuensi untuk resonan. Ujian voltan bergoyang memerlukan kawalan bentuk gelombang yang tepat.

• Keselamatan: Kedua-dua kaedah memastikan keselamatan yang tinggi. Walau bagaimanapun, ujian rangkaian seri boleh mengurangkan voltan dengan cepat semasa runtuh sampel, mengurangkan kerosakan kepada peralatan dan set-up ujian.

Melalui perbandingan mendalam set-up eksperimental, konfigurasi lingkungan on-site, prosedur ujian, dan standard penentuan hasil, ujian tahanan voltan rangkaian seri terbukti lebih sesuai untuk penilaian isolasi on-site reaktor minyak bertegangan tinggi. Ia mempunyai set-up yang mudah, adaptabilitas yang kuat, langkah ujian yang jelas, hasil yang mudah dikenali, dan keselamatan yang tinggi. Sebaliknya, ujian voltan bergoyang mempunyai tuntutan persekitaran yang lebih ketat, set-up yang lebih rumit, dan menunjukkan keterbatasan dalam aplikasi reaktor praktikal. Oleh itu, kajian ini merekomendasikan prioritas ujian tahanan voltan rangkaian seri untuk penilaian isolasi on-site reaktor minyak bertegangan tinggi di substasi.

4 Kesimpulan

Makalah ini terlebih dahulu menyelidiki kekurangan isolasi reaktor yang tipikal dan teknologi penilaian isolasi on-site. Kemudian, untuk dua kaedah penilaian isolasi reaktor, ia memperkenalkan prinsip-prinsip asas dan jenis peralatan ujian tahanan voltan rangkaian seri, bersama dengan piawaian, prinsip, dan logik pengesanan ujian voltan bergoyang. Dengan membandingkan kelebihan dan kekurangan dari empat aspek (peralatan ujian, konfigurasi keadaan on-site, prosedur ujian, dan kaedah penentuan hasil), ia menyimpulkan bahawa kaedah rangkaian seri lebih sesuai untuk penilaian isolasi on-site reaktor minyak bertegangan tinggi di substasi.