Welche sind die Routineprüfungen für Außen-Spannungswandler?

1. Einführung

Außengebäude-Spannungswandler sind Schlüsselausrüstungen zur Sicherstellung der Sicherheit elektrischer Anlagen. Eine wissenschaftliche und umfassende Prüfung und Analyse ist erforderlich, um Gefahren und Sachschäden durch fehlerhafte Bedienung zu vermeiden. Die Prüfanalyse kann die Erarbeitung von Betriebsstrategien und Vorsichtsmaßnahmen leiten, den stabilen Betrieb der Ausrüstung sicherstellen und wirtschaftliche und soziale Vorteile maximieren.

2. Konzept von Außengebäude-Spannungswandlern

Ein Außengebäude-Spannungswandler ist im Wesentlichen ein außen angebrachter Spannungsreduzierer, dessen Kernfunktion die Isolierung von Hochspannung ist:

• Umwandlung der Hochspannung in eine Sekundärspannung von 100V oder weniger, proportional zur Bedarfserfassung für Messinstrumente und Schutzrelais.

• Verwendung für die Leitungsausgangskontrolle/Überwachung in Kraftwerken und Umspannwerken sowie zur Abrechnung des Stromverbrauchs zwischen Netz und Nutzer und zwischen Kraftwerk und Umspannwerk.
  Er hat einen hohen Wert und Einsatzbereich und muss sinnvoll eingesetzt werden, um seinen Wert zu maximieren.

2.1 Prüfmethoden und Arbeitsprinzipien

Die Gegenpolmethode wird oft für die Prüfung von Außengebäude-Spannungswandlern verwendet. Die Gegenpolmethode erfasst den Tangens des Verlustwinkels der Isolation der folgenden drei Teile:

• Isolation zwischen dem Primärelektrostatischen Schirm (X-Anschluss) und den Sekundär- und Tertiärwicklungen.

• Isolation zwischen der Primärwicklung und den Enden der Sekundär- und Tertiärwicklungen.

• Isolation zwischen dem isolierenden Träger und der Erde.

2.2 Defektanalyse der Gegenpolmethode

Die Gegenpolmethode hat drei Mängel:

• Messbegrenzung: Spiegelt hauptsächlich den Tangens des Verlustwinkels der Isolation zwischen dem Primärelektrostatischen Schirm und den Sekundär- und Tertiärwicklungen wider. Da die Kapazität dieses Teils 1000pF erreicht, was viel größer als die der anderen beiden Teile (Dutzende Picofarad) ist, ist es schwierig, die Änderung des Verlustwinkels der beiden letzten Teile widerzuspiegeln.

• Niedrige Prüfspannung: Das Isolationsniveau des Erdungsanschlusses der Hochspannungswicklung des Kaskaden-Spannungswandlers ist niedrig. Die vom Hersteller vorgesehene Prüfspannung beträgt 2000V, und in Präventivprüfungen können in der Regel nur 1600V angewendet werden (einige Einheiten haben 2500-3000V verwendet. Obwohl dies Wassereinbruch und Feuchtigkeit erkennen kann, ist die Gesamtspannung relativ niedrig, was die Messempfindlichkeit der Brücke beeinträchtigt).

• Verschmutzungsbeeinflussung: Die Verschmutzung der Terminalplatine und des kleinen Porzellanzylinders, die vom X-Anschluss ausgehen, erhöht den Messfehler. Obwohl die Normalpolmethode verwendet werden kann, um den Einfluss zu reduzieren (die Normalpolmethode misst ebenfalls den Tangens des Verlustwinkels zwischen dem Primärelektrostatischen Schirm und den Sekundär- und Tertiärwicklungen), ist der Messfehler der Normalpolmethode selbst immer noch groß.

Genauer gesagt haben Spannungswandler und Starkstromwandler etwa das gleiche Arbeitsprinzip. Ihre grundlegende Struktur besteht aus drei Teilen: dem Eisenkern, der Primärwicklung und der Sekundärwicklung. Die Hauptfunktion eines Starkstromwandlers ist die Übertragung von elektrischer Energie, daher hat er in der Regel eine große Kapazität. Der Spannungswandler dient hauptsächlich dazu, die Spannung zu transformieren, um die Versorgung von Messinstrumenten und Schutzrelais sicherzustellen und die Spannung, Leistung und elektrische Energie in Schaltkreisen zu messen. Es ist zu beachten, dass Spannungswandler auch zur Analyse und Überwachung von Leitungsfehlern eingesetzt werden können. Diese Faktoren bestimmen, dass Außengebäude-Spannungswandler vergleichsweise kleine Kapazitäten haben. Normalerweise arbeiten Außengebäude-Spannungswandler unter Leerlaufbedingungen. Die Analyse des Arbeitsprinzips des Spannungswandlers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist die Hochspannungswicklung eines Spannungswandlers parallel zu anderen relevanten Schaltkreisen im Primärschaltkreis angeschlossen. Die Sekundärspannung steht im Verhältnis zur Primärspannung und spiegelt deren Wert wider. Das Verhältnis der Nennspannungen der Primär- und Sekundärwicklungen ist das Nenntransformatieverhältnis, normalerweise K_n = U₁/U₂. Auch ist die Primärwicklung parallel im Primärschaltkreis, daher darf die Sekundärseite nicht kurzgeschlossen werden — ein Kurzschluss würde einen starken Strom erzeugen, der den Wandler beschädigen und im schlimmsten Fall sogar die Leitung lahmlegen könnte. Ebenso sollten bei Prüfungen von Außengebäude-Spannungswandlern, um extreme Hoch- oder Niederspannung zu vermeiden, die Sekundärwicklung, der Eisenkern und der Gehäuse geerdet werden. Dies stellt sicher, dass der Wandler und die Außenanlagen auch bei Unfällen sicher bleiben.

3. Klassifizierung von Außengebäude-Spannungswandlern

• Nach dem Arbeitsprinzip der Spannungswandler: Elektromagnetische Spannungswandler und kapazitive Spannungswandler.

• Nach den Eigenschaften spezifischer Außenarbeitsbedingungen: Konventionelle Außengebäude-Spannungswandler und spezielle Außengebäude-Spannungswandler.

• Nach der Phasenzahl der Spannungswandler: Einphasig und Dreiphasig. Im Allgemeinen bezieht sich ein Einphasen-Spannungswandler auf einen, der für jedes Spannungsniveau hergestellt werden kann und wie erforderlich unter verschiedenen Bedingungen die Umwandlung durchführen kann, um alle benötigten Änderungen sicherzustellen; während ein Dreiphasen-Spannungswandler auf Spannungsniveaus von 10 kV und darunter beschränkt ist.Obwohl dieser Typ von Spannungswandler in gewissem Maße bestimmte Einschränkungen hat, ist er in bestimmten Situationen relativ geeignet, um seinen Wert und seine Rolle auszuspielen.

• Nach der Wicklungsanzahl der Spannungswandler: Doppelt gewickelter kombinierter Typ und dreifach gewickelter kombinierter Typ.

• Nach der Isolierstruktur: Trockenbauart, Kunststoffgegossen, gasgefüllt und ölgetränkt. Natürlich muss bei der Auswahl des Typs des Außengebäude-Spannungswandlers die Arbeitsumgebung und die tatsächlichen Eigenschaften des gesamten Spannungswandlers für eine spezifische Analyse vollständig berücksichtigt werden.

4. Analyse der Verdrahtungsarten von Außengebäude-Spannungswandlern bei Routineprüfungen

Bei der gesamten Prüfung von Außengebäude-Spannungswandlern ist die Verdrahtungsart ein relativ entscheidender und wichtiger Teil des gesamten Spannungswandlers, und wir müssen sie analysieren, um die Sicherheit und Stabilität der gesamten Prüfung zu gewährleisten.

4.1 Einleiterverbindung

Es handelt sich um eine Verdrahtungsart, die einen Einphasen-Spannungswandler verwendet, um die Spannung einer bestimmten Phase zum Erdboden oder die Spannung zwischen den Phasen zu messen. Die Verdrahtungsart dieses Spannungswandlers wird hauptsächlich für relativ symmetrische Dreiphasenschaltkreise verwendet.

4.2 V-V-Verdrahtungsart

Die sogenannte V-V-Verdrahtungsart bezieht sich darauf, zwei Einphasen-Transformer in eine unvollständige Struktur zu verbinden. Diese Verdrahtungsart kann verwendet werden, um die Spannung zwischen den Phasen besser zu messen, hat jedoch auch einen Nachteil, nämlich, dass sie die Spannung zum Erdboden nicht messen kann. Besonders häufig wird sie in Stromnetzen mit einer Spannung von 20 kV und darunter verwendet, wo der Neutralpunkt nicht geerdet oder der Bogenlöschdrossel geerdet ist.

4.3 Y0-Y0-Verdrahtung

Diese Verdrahtungsart verbindet sowohl die Primär- als auch die Sekundarseite des Einphasen-Transformers eines einzelnen Spannungswandlers in den Y0-Typ. Diese Verdrahtungsart hat einen großen Vorteil, nämlich, dass sie Strom für Mess- und Relaisgeräte liefern kann, die Spannung benötigen, und für Isolierungsüberwachungsgeräte, die Phasenspannung benötigen. Im Allgemeinen wird diese Verdrahtungsart nur in Systemen bis 35 kV verwendet.

5 Analyse der Vorsichtsmaßnahmen bei Routineprüfungen von Außengebäude-Spannungswandlern

• Während des Prüfprozesses ist vor der eigentlichen Prüfung des Spannungswandlers eine wissenschaftliche Behandlung und Prüfung der Polarität und der Isolationswiderstandsmessung des Spannungswandlers erforderlich. Dies soll sicherstellen, dass der Spannungswandler während der Prüfung keinen unnötigen Verlusten aufgrund externer Faktoren ausgesetzt ist.

• Die Verkabelung des Außengebäude-Spannungswandlers muss korrekt sein. Insbesondere ist darauf zu achten, dass die Primärwicklung und der zu prüfende Schaltkreis parallel verbunden werden, und die Sekundärwicklung und die Spannungsspulen der angeschlossenen Mess- und Schutzgeräte parallel verbunden werden. Es sollte auch darauf geachtet werden, dass die Richtigkeit der Polarität gleichzeitig gewährleistet wird.

• Während der Prüfung sollte die Last auf der Sekundarseite des Spannungswandlers unter normalen Umständen nicht über seine vorgegebene Nennkapazität hinausgehen. Wenn dies überschritten wird, führt dies zu einem großen Datenfehler des gesamten Wandlers, und die erforderlichen normalen Werte können nicht erzielt werden.

• Die Sekundarseite des Spannungswandlers darf nicht kurzgeschlossen werden. Dies liegt daran, dass der interne Widerstand des Spannungswandlers sehr gering ist. Wenn der Schaltkreis kurzgeschlossen wird, entsteht ein starker Strom, der den gesamten Spannungswandlerapparat schwer beschädigen kann. In schwerwiegenden Fällen kann dies sogar die persönliche Sicherheit des Prüfpersonals bedrohen. Außerdem sollten, wenn möglich, bestimmte Schutz- und Überwachungsgeräte auf der Primärseite installiert werden, um die Stabilität des gesamten Prüfsystems zu gewährleisten und unnötige Situationen zu vermeiden.

• Um die Messung relevanter Prüfungen und die Sicherheit relevanter Versuchspersonal besser zu gewährleisten, muss die Sekundärwicklung während des Experiments an einem Punkt geerdet werden. Der Vorteil davon ist, dass auch bei Isolierschäden die Sach- und persönliche Sicherheit gut gewährleistet werden kann.

6 Schlussfolgerung

Durch die Prüfanalyse von Außengebäude-Spannungswandlern werden relativ vollständige und wissenschaftliche Prüfmethoden und Vorsichtsmaßnahmen formuliert. Dadurch wird der normale Fortgang der gesamten Prüfung, die Sicherheit der Ausrüstung und des Personals gewährleistet und eine zuverlässige Grundlage für die Anwendung von Außengebäude-Spannungswandlern im Bereich der Stromversorgung geschaffen, um ihren Wert zu maximieren.