Yüksek Gerilimli Yağlı Reaktörler için yalıtım kusurları ve dayanıklılık gerilimi test yöntemleri

1 UHV Yağ İmhamlı Reaktörlerinde yalıtım kusurlarının incelenmesi

Yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin işletme sırasında karşılaştığı ana zorluklar arasında yalıtım hataları, demir çekirdeği manyetik sızıntı ısıtma, titreşim/gürültü ve yağ sızıntısı bulunur.

1.1 Yalıtım Hataları

Paralel bağlanmış reaktörler, ana şebekeye birleştirildikten ve kullanıma alınınca uzun süre tam güçte çalışır. Sürekli yüksek gerilim, çalışma sıcaklıklarını yükseltir, bobin yalıtım malzemelerinin ve yağı yaşlanmasını hızlandırır. Olası hatalar: bobin-zemin yalıtımı arızası, kat-kat kısa devre. Üç fazlı reaktörler ayrıca faz-faz yalıtımı arızası riskine de sahiptir.

1.2 Demir Çekirdek Manyetik Sızıntı Isıtması

Hava boşlukları, reaktörlerin manyetik sızıntı yoğunluğunu dönüştürücülerden çok daha yüksek yapar. Demir çekirdeğin, yoke'nin ve bobin desteklerinin yakınında, sızıntı yoğunluğu dönüştürücülerden birkaç kat yüksektir. Silisyum çeliğe geçen sızıntı, ekstra enerji kaybına ve yerel aşırı ısınmaya neden olur, özellikle sızıntı demir yoke'yi dikey olarak geçtiği yerlerde (örneğin, sıkıştırma demirleri, çelik levhalar). UHV şebekelerindeki yağ imhamlı reaktörler için büyük bir zordur.

1.3 Titreşim ve Gürültü

Hava boşlukları, reaktörün manyetik yolunu bağımsız manyetik kutupları olan bölgelere ayırır. Kutup çekimi değişiklikleri titreşime neden olur. Demir çekirdeği, mühür ve yoke çerçevesi mekanik rezonansı tetikleyebilir, bu da reaktörün titreşim/gürültüsünün dönüştürücülerinkinden daha yüksek olmasını sağlar. Uzun süreli titreşim, gaz rölesi yanlış çalışması, alüminyum plaka kırılmaları, yalıtım aşınması, çekirdek plaka gevşemesi ve çekirdek sınırlayıcı cihaz serbest bırakmaları gibi hatalara neden olabilir. Gürültü, çekirdek titreşimiyle yakından ilişkilidir.

1.4 Yağ Sızıntısı

Yağ sızıntısı, istikrarlı işlemeyi bozar, çevreyi kirletir ve güvenliği riske atar. Hem yerli hem de ithal yağ imhamlı reaktörler yaygın olarak yağ sızıntısı sorunu yaşar, bu durum üreticilerin kötü proses kontrolünden ve taşımada/işlemdeki titreşimlerden dolayı sızıntıların artmasına sebep olur.

2 İki Dayanıklılık Test Yönteminin İlkeleri ve Özellikleri
2.1 Seri Rezonans Dayanıklılık Test Yöntemi

Seri rezonans dayanıklılık test yöntemi, yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarının yalıtım tespiti için oldukça etkili bir stratejidir. Özellikle ultra yüksek gerilimli trafo merkezlerindeki reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmelerinde değiştirilemez bir işlev gösterir. Bu teknoloji, belirli bir frekansta reaktörün endüktif impedansı ile kompansasyon kondansatörünün kapasitif impedansı arasındaki rezonans işbirliği aracılığıyla küçük bir güç kaynağı kapasitesi ile bile nispeten yüksek bir test gerilimi oluşturmanın etkisini sağlar. İlkeleri Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu yöntemin temel özellikleri şunlardır:

• Küçük test kapasitesi. Rezonans halinde, döngü impedansı en aza düşer. Bu nedenle, gerçek gerekli test güç kaynağı kapasitesi sadece küçük bir kısmı, test gerilimi oluşturmak için gereken tam gücün çok altındadır. Özellikle güç kaynağı kapasitesi sınırlı olan ortamlarda saha kullanımı için çok uygun bir yöntemdir.

• Yüksek çıkış gerilimi. Rezonans koşullarında, güç kaynağı düşük frekanslarda bile yüksek test gerekliliklerini karşılayacak bir gerilim üretebilir. Bu, ultra yüksek gerilimli reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmesi için koşullar yaratır.

• İyi dalga formu kalitesi. Seri rezonans testi, sabit güç kaynağı frekansında stabil bir sinüzoidal dalga formunun çıktısını sağlayarak harmoniklerin test sonuçlarına olan etkisini etkili bir şekilde azaltır ve testin doğruluğunu sağlar.

• Basit test ekipmanı. Bu test için gereken cihazlar, genellikle değişken frekanslı güç kaynağı, teşvik transformatörü ve ayarlamalı kondansatör gibi nispeten basit unsurlardan oluşur, bu da saha taşıma ve hızlı kurulumu kolaylaştırır.

• Yüksek güvenlik. Seri rezonans testi sırasında test örneği çöküşe uğrarsa, döngü anında rezonans halini kaybeder ve güç kaynağı çıkış akımı keskin bir şekilde düşer, böylece test örneği ve test ekipmanına olan zararı etkili bir şekilde sınırlar.

Özetle, yalıtım kusuru araştırmaları, trafiyo reaktörlerinin saha yerindeki yalıtım değerlendirme için kritik veriler sağlar, test yöntemi seçimini yönlendirir. Gelecekteki araştırmalar, yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin yalıtım durumu değerlendirmelerinin doğruluğu ve güvenilirliğini artırmak için saha değerlendirme teknolojisini optimize edecektir.

2.2 Dalgalanan Gerilim Dayanıklılık Test Yöntemi

Dalgalanan gerilim dayanıklılık test yöntemi, güç sistemlerindeki yalıtım tespitinde sıkça kullanılan bir yöntemdir. Özellikle havadan çekirdekli kuru reaktörlerin turdan tura dayanıklılık tespitinde benzersiz bir öneme sahiptir. Bu teknoloji, test edilen objeye yüksek frekanslı dalgalanan gerilim dalga formlarını uygulayarak, kısmi salınım gibi yalıtım sistemi kusurlarını tespit etmek ve belirlemek için kullanılır. İlkeleri Şekil 2'de gösterilmiştir. Dalgalanan gerilim dayanıklılık testinin temel özellikleri ve dikkat edilmesi gereken ana faktörler şunlardır:

• Tespit ilkesi:Bu test, yüksek frekanslı dalgalanan dalga formlarının özelliklerine dayanır. Referans gerilim ve test gerilim altında test örneğinin akım dalga formlarını karşılaştırarak, yalıtım durumunun ideal olup olmadığını değerlendirir. Dalga formunun zayıflama oranı ve sıfır geçiş noktalarındaki değişim, yalıtım kalitesini ölçmek için kilit parametrelerdir.

• Test dalga formu:Bu yöntemle üretilen dalgalanan dalga formu, birçok yüksek frekanslı bileşeni içerir. Dalga ön yüz zamanı, yıldırım darbe dalga ön yüzünden çok daha kısa olduğundan, ekipman kusurlarından kaynaklanan kısmi salınım sinyallerini etkili bir şekilde aktive edebilir.

• Test cihazı:Dalgalanan gerilim dayanıklılık testi için gereken ekipman, DC güç kaynağı, şarj kapasitörleri, yüksek gerilimli silikon kontrollü redaktör, tetikleme boşluğu, dalga ön yüz direnci vb. içerir. Yapısal olarak nispeten karmaşık olup, saha test ortamına göre nispeten yüksek talepler sunar.

• Çevresel faktörler:Dalgalanan gerilim dayanıklılık testi, sıcaklık ve nem gibi çevresel faktörlere son derece hassastır. Test sonuçlarının doğruluğunu sağlamak için sıkı kontrol altında gerçekleştirilmelidir.

• Gözeneklilik performansı:Dalgalanan gerilim dayanıklılık testi tarafından üretilen yüksek gerilim ve salınım frekansı göz önüne alındığında, test cihazının ve test sisteminin çevre koşullarının topraklama ve gözeneklilik etkileri için son derece sıkı gereksinimler vardır. Etkili interferans baskıurma önlemleri uygulanmalıdır.

• Sınırlamalar:Dalgalanan gerilim dayanıklılık testi, ultra yüksek gerilimli reaktörlerin saha uygulamalarında belirli sınırlamalara sahiptir. Özellikle 1000kV düzeyindeki reaktörlerin testinde, mevcut teknik yollar, yüksek gerilim ve büyük kapasiteye yönelik test gereksinimlerini karşılamakta zorlanmaktadır.

3 İki Dayanıklılık Test Yöntemini Karşılaştırma

Trafoda yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım performans değerlendirmesinde, yaygın teknikler arasında seri rezonans ve dalgalanan gerilim dayanıklılık testleri bulunmaktadır. Bu çalışma, bu iki yöntemin derinlemesine karşılaştırmalı analizini yaparak, ultra yüksek gerilimli trafodaki reaktörlerin saha değerlendirmesi için daha uygun bir çözüm bulmayı amaçlamaktadır.

• Ekipman Gereksinimleri:Seri rezonans testi, değişken frekanslı güç kaynakları, teşvik transformatörleri ve ayarlamalı kondansatörler üzerine dayanır. Dalgalanan gerilim testi ise DC güç kaynakları, şarj kapasitörleri ve yüksek gerilimli silikon kontrollü redaktörler gerektirir. İkincisi daha basit ve daha küçük ekipmanlara sahip olduğundan, saha işlemini kolaylaştırır.

• Test Koşulları:Seri rezonans testi, sıcaklık ve nem gibi faktörlere düşük bağlılık göstererek saha ortamlarına iyi adapte olur. Buna karşılık, dalgalanan gerilim testi, sonuçların doğruluğunu sağlamak için daha sıkı çevresel gereksinimler sunar.

• Test Prosedürleri:Seri rezonans testi, değişken frekanslı güç kaynağının frekansını ayarlayarak rezonansı elde etmek konusunda nispeten basittir. Dalgalanan gerilim testi ise, gerilim dalga formunun oluşturulması ve zayıflaması üzerinde hassas kontrol gerektirir.

• Sonuç Belirleme: (Not: Buradaki orijinal içerikteki tekrarlı açıklamalar kısaltılmıştır.) Seri rezonans testi, rezonans için frekans ayarlaması ile süreci basitleştirir. Dalgalanan gerilim testi ise hassas dalga formu kontrolü gerektirir.

• Güvenlik:Her iki yöntem de yüksek güvende olacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak, seri rezonans testi, örnek çöküşünde hızla gerilim düşürerek, ekipman ve test kurulumlarına olan zararı minimize eder.

Deneysel kurulumların, saha ortam yapılandırmalarının, test prosedürlerinin ve sonuç belirleme standartlarının derinlemesine karşılaştırılması sonucunda, seri rezonans dayanıklılık testi, trafoda yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmesi için daha uygun olduğunu kanıtlamıştır. Basit kurulum, güçlü uyum yeteneği, açık test adımları, kolay tanımlanabilir sonuçlar ve yüksek güvenlik özellikleri sunar. Dalgalanan gerilim testi ise daha sıkı çevresel gereksinimlere, daha karmaşık bir kurulumuna ve pratik reaktör uygulamalarında sınırlamaları vardır. Bu nedenle, bu çalışma, trafoda yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmesi için seri rezonans dayanıklılık testinin öncelikli olarak kullanılmasını önerir.

4 Sonuç

Bu makale, ilk olarak reaktörlerin tipik yalıtım kusurlarını ve saha yerindeki yalıtım değerlendirme teknolojilerini incelemektedir. Daha sonra, iki reaktör yalıtım değerlendirme yöntemi için, seri rezonans dayanıklılık testinin temel ilkelerini ve cihaz tiplerini, yanı sıra dalgalanan gerilim testinin ilgili standartlarını, ilkelerini ve tespit mantığını tanıtmaktadır. Test ekipmanı, saha koşulları, test prosedürleri ve sonuç belirleme yöntemleri dört açıdan avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırarak, seri rezonans yönteminin trafoda yüksek gerilimli yağ dolu reaktörlerin saha yerindeki yalıtım değerlendirmesi için daha uygun olduğunu sonucuna varmaktadır.