Mitkä ovat ulkoisten jännitteiden muuntajien säännölliset testit

1. Johdanto

Ulkona sijaitsevat jännitteennmuunnokset ovat avainlaitteita sähköisen laitteen turvallisuuden takaamiseksi. Tieteellinen ja kattava testianalyysi on tarpeen välttääksä vaaroja ja omaisuushäviöitä epäasianmukaisen käytön aiheuttamana. Testianalyysillä voidaan ohjata toimintastrategioiden ja varotoimien muodostamista, taata laitteen vakaa toiminta ja maksimoida taloudelliset ja yhteiskunnalliset hyödyt.

2. Ulkoisten jännitteennmuuntajien käsite

Ulkona sijaitseva jännitteennmuunnin on periaatteessa ulkona sijaitseva alijännite-muunnin, jonka ydinroolina on eristää korkeajännite:

• Muuntaa korkean jänniten energian suhteessa vastaamaan mittojen ja relaissuojauksen tarpeita sekundäärivolttiluvulla, joka on 100V tai alle.

• Käytetään voimaloiden ja alijäämälaitosten linjan valvonnan/valvontaan, sekä sähköverkon ja käyttäjien, sekä voimaloiden ja asemien väliseen sähkölaskutukseen. Sillä on suuri arvo ja soveltuvuus, ja sen täytyy käytettävä järkevästi sen arvon maksimoimiseksi.
  Sillä on suuri arvo ja soveltuvuus, ja sen täytyy käytettävä järkevästi sen arvon maksimoimiseksi.

2.1 Testausmenetelmät ja toimintaperiaatteet

Ulkona sijaitseville jännitteennmuuntoille testauksessa usein käytetään käänteisessä yhteydessä olevaa menetelmää. Käänteinen yhdistämismenetelmä havaitsee seuraavien kolmen osan eristystappion kulman tangenttia:

• Erityisesti primääri elektrostaattisen ruudun (X-liittymä) ja sekundääri- ja tersiääripyyhdyksen välillä oleva eristyminen.

• Primääripyyhdyksen ja sekundääri- ja tersiääripyyhdyksen päätepisteiden välinen eristyminen.

• Eristysmekon ja maan välinen eristyminen.

2.2 Käänteisen yhdistämismenetelmän puutteiden analyysi

Käänteinen yhdistämismenetelmä on kolme puutetta:

• Mittausrajoitus: Pääasiassa heijastaa primääri elektrostaattisen ruudun ja sekundääri- ja tersiääripyyhdyksen välisen eristystappion kulman tangenttia. Koska tämän osan kapasitanssi on 1000pF, mikä on paljon suurempi kuin muilla kahdella osalla (kymmeniä pikofaradeja), on vaikea heijastaa kahden viimeisen osan dielektrisen hukka-kulman muutosta.

• Alhainen testausjännite: Kaskadimuotoisen jännitteennmuunnoksen korkean jännitteen pyyhdyksen maanjäsenen eristystaso on alhainen. Valmistajan suunnittelemaksi testausjännitteeksi on 2000V, ja ennaltaehkäisevissä testeissä voidaan yleensä soveltaa vain 1600V (joissakin yksiköissä on käytetty 2500 - 3000V. Vaikka se voi havaita vesipitoisuuden ja kosteuden, kokonaisjännite on suhteellisen alhainen, mikä vaikuttaa silmukkaan mittaustarkkuuteen).

• Saasteen häiriö: X-liittymästä johtavan liittymälaudan ja pienten porseleenihihnan saasteuminen lisää mittaustarkkuuden virhetasoa. Positiivinen yhdistämismenetelmä voidaan käyttää vähentääksemässä vaikutusta (positiivinen yhdistämismenetelmä mittaa myös primääri elektrostaattisen ruudun ja sekundääri- ja tersiääripyyhdyksen välisen eristystappion kulman tangenttia), mutta positiivisen yhdistämismenetelmän omalla mittaustarkkuudella on edelleen suuri virhetaso.

Tarkasti ottaen, jännitteennmuunnokset ja voimanmuunnokset toimivat melko samankaltaisella periaatteella. Niiden perusrakenne koostuu kolmesta osasta: teräspyhdyksestä, primääripyyhdyksestä ja sekundääripyyhdyksestä. Voimanmuunnoksen päätäsmäärä on siirtää sähköenergiaa, joten sillä on yleensä suuri kapasiteetti. Jännitteennmuunnoksen pääfunktio on muuntaa jännite, varmistaakseen mittojen ja relaissuojalaitteiden toiminnan, sekä mitata jännitettä, tehoa ja sähköenergiaa piirissä. On huomioitava, että jännitteennmuunnokset voivat myös analysoida ja valvoa linjavikoja. Nämä tekijät määräävät, että ulkona sijaitsevilla jännitteennmuunnoksilla on suhteellisen pieni kapasiteetti. Yleensä ulkona sijaitsevat jännitteennmuunnokset toimivat tyhjiökäytössä. Jännitteennmuunnoksen toimintaperiaatteiden analyysikaavio näkyy kuvassa 1.

Kuvasta nähdään, että jännitteennmuunnoksen korkean jännitteen pyyhdyksen on yhdensuuntainen muiden relevanttien piirien kanssa primääripiirissä. Sekundäärijännite on verrannollinen primäärijännitteeseen ja heijastaa sen arvoa. Primääri- ja sekundääripyyhdyksen nimellisjännitteiden suhde on nimellinen muuntosuhde, yleensä K_n = U₁/U₂. Lisäksi, koska primääripyyhdyksen on yhdensuuntainen primääripiirissä, sekundääripuolta ei saa lyhentää – lyhytkierre tuottaisi voimakasta virtaa, vahingoittaisi muunninta ja jopa parantaisi linjan toimintaa vakavissa tapauksissa. Samalla tavoin, ulkona sijaitsevissa jännitteennmuunnosten testeissä, välttääksesi liian korkeaa tai alhasta jännitettä, kytkä sekundääripyyhdyksen, teräsruudun ja kotelon maahan. Tämä takaa muunnin ja ulkoisen laitteen turvallisuuden, vaikka tapahtuisikin onnettomuus.

3. Ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten luokittelu

• Luokiteltuna jännitteennmuunnosten toimintaperiaatteiden mukaan: Elektromagneettiset jännitteennmuunnokset ja kondensaattori-jännitteennmuunnokset.

• Luokiteltuna tietyissä ulkoisissa työoloissa: Perinteiset ulkona sijaitsevat jännitteennmuunnokset ja erityiset ulkona sijaitsevat jännitteennmuunnokset.

• Luokiteltuna jännitteennmuunnosten vaiheiden mukaan: Yksivaiheinen ja kolmivaiheinen. Yleisesti ottaen, yksivaiheinen jännitteennmuunnin viittaa sellaiseen, joka voidaan valmistaa mihin tahansa jännitetasoon ja suorittaa muuntaminen eri olosuhteissa, kun sitä tarvitaan, varmistaakseen kaikki tarvittavat muutokset; kun taas kolmivaiheinen jännitteennmuunnin rajoittuu 10 kV:n ja alle oleviin jännitetasoihin.Vaikka tämäntyyppinen jännitteennmuunnin onkin suurella osin tiettyjä rajoituksia, se on suhteellisen sopiva roolin ja arvon toteuttamiseksi tiettyyn tilanteeseen.

• Luokiteltuna jännitteennmuunnosten pyyhdysten mukaan: Kahden pyyhdyksen yhdistelmä ja kolmen pyyhdyksen yhdistelmä.

• Luokiteltuna eristysrakenteen mukaan: Kuiva, muovituotettu, kaasullinen ja öljykytetty. Luonnollisesti, mitä tyyppistä ulkona sijaitsevaa jännitteennmuunnosta käytetään, on täysin harkittava koko jännitteennmuunnoksen työympäristön ja todellisten ominaisuuksien perusteella erityisessä analyysissa.

4. Ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten johtamistapojen analyysi säännöllisissä testeissä

Koko ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten testissä, johtamistapa on suhteellisen keskeinen ja tärkeä linkki koko jännitteennmuunnokseen, ja meidän täytyy analysoida se varmistaaksemme koko testin turvallisuuden ja vakauden.

4.1 Yksiviivainen yhdistäminen

Se on yhdistämistapa, jossa käytetään yksivaiheista jännitteennmuunnosta mittaamaan tietylle vaiheelle maahan tai vaiheiden välillä olevaa jännitettä. Tämän jännitteennmuunnoksen yhdistämistapaa käytetään pääasiassa suhteellisen symmetrisiin kolmivaiheisiin piireihin.

4.2 V-V-yhdistämistapa

Nimittäin V-V-yhdistämistapa tarkoittaa kahden yksivaiheisen muunnoksen yhdistämistä epätäydelliseksi rakenteeksi. Tällä yhdistämistavalla voidaan paremmin mitata vaiheiden välillä olevaa jännitettä, mutta sillä on myös haittapuoli, eli se ei voi mitata jännitettä maahan. Erityisesti se on laajalti käytössä 20 kV:n ja alle olevissa sähköverkoissa, joissa neutraalipiste ei ole maanjätetty tai arkkipohjainen maanjäte.

4.3 Y0-Y0-yhdistäminen

Tämä yhdistämistapa yhdistää yksivaiheisen muunnoksen sekä ensimmäisen että toisen puolen Y0-tyyppiseksi. Tällä yhdistämistavalla on suuri etu, eli se voi toimittaa virtaa mittareille ja relaileille, jotka tarvitsevat jännitettä, sekä eristyksen valvontamittareille, jotka tarvitsevat vaihejännitettä. Yleisesti ottaen tätä yhdistämistapaa käytetään vain 35 kV:n alapuolella olevissa järjestelmissä.

5 Huomioitavaa ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten säännöllisissä testeissä

• Testiprosessin aikana, ennen jännitteennmuunnoksen virallista testausta, tarvitaan tieteellinen käsittely ja mittaaminen jännitteennmuunnoksen polariteetista ja eristysresistanssista. Tämä on vältettäväksi, että jännitteennmuunnos ei kärsisi tarpeettomista tappioista ulkoisten tekijöiden vuoksi testauksen aikana.

• Ulkona sijaitsevan jännitteennmuunnoksen johtaminen pitää olla oikein. Erityisesti on huomioitava, että ensimmäisen pyyhdyksen ja testattavan piirin on oltava yhdensuuntaisia, ja toisen pyyhdyksen sekä yhdistettyjen mittareiden ja relaissuojalaitteiden jännitepyyhdykset on yhdistettävä yhdensuuntaisesti. On myös huomioitava, että polariteetin oikeellisuuden on taattava samanaikaisesti.

• Testauksen aikana jännitteennmuunnoksen toisen puolen kuorma ei saa ylittää sen määritettyä nimelliskapasiteettia normaaleissa olosuhteissa. Jos se ylittää, se johtaa koko muunnoksen suureen datavirheeseen, eikä voida saada vaadittuja normaaleja arvoja.

• Jännitteennmuunnoksen toisen puolen ei saa lyhentää. Tämä johtuu siitä, että jännitteennmuunnoksen sisäinen impedanssi on hyvin pieni. Jos piiri lyhenee, syntyy suuri virta, joka aiheuttaa suuria vahinkoja koko jännitteennmuunnoslaitteelle. Pahimmassa tapauksessa se voi jopa uhata testihenkilöstön henkilöturvallisuutta. Lisäksi, jos mahdollista, tietyt suoja- ja valvonta-laite on asennettava ensimmäiselle puolelle varmistaakseen koko testijärjestelmän vakauden ja välttääkseen tarpeettomat tilanteet.

• Paremmaksi varmistaa relevaattisten testien mittaaminen ja relevaattisten tutkimushenkilöstön turvallisuus, toisen pyyhdyksen on kiinnitettävä maahan yhdessä pisteen kautta kokeessa. Tämän etuna on, että vaikka eristyksen vaurioitumisesta syntyisi, se voi hyvin varmistaa omaisuuden ja henkilöturvallisuuden.

6 Johtopäätös

Ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten testianalyysin kautta, on laadittu suhteellisen täydelliset ja tieteelliset testausmenetelmät ja varotoimet. Varmaa koko testin normaalin edistymisen, suojaa laitteiden ja henkilökunnan turvallisuutta, ja tarjoa luotettava perusta ulkona sijaitsevien jännitteennmuunnosten soveltamiselle sähköntarjonnan alalla niiden arvon maksimoimiseksi.