Apakah ujian rutin untuk transformator tegangan luar ruang?

1. Pengenalan

Pengubah tegangan luar adalah peralatan utama untuk memastikan keselamatan peralatan elektrik. Analisis ujian yang saintifik dan menyeluruh diperlukan untuk mengelakkan bahaya dan kerugian harta benda akibat operasi yang tidak tepat. Analisis ujian boleh membimbing penyusunan strategi operasi dan tindakan pencegahan, memastikan operasi peralatan yang stabil, dan memaksimumkan manfaat ekonomi dan sosial.

2. Konsep Pengubah Tegangan Luar

Pengubah tegangan luar pada dasarnya adalah pengubah tegangan turun luar, dengan fungsi inti untuk mengasingkan elektrik bertegangan tinggi:

• Mengubah elektrik bertegangan tinggi menjadi tegangan sekunder 100V atau di bawahnya secara proporsional untuk memenuhi keperluan instrumen pengukuran dan perlindungan relai.

• Digunakan untuk kawalan/pengawasan output laluan dalam pembangkit listrik dan substansi, serta penyelesaian elektrik antara grid dan pengguna, dan antara pembangkit listrik dan stesen.
  Ia mempunyai nilai dan kelayakan yang tinggi dan perlu digunakan dengan sewajarnya untuk memaksimumkan nilainya.

2.1 Kaedah Ujian dan Prinsip Kerja

Kaedah sambungan terbalik sering digunakan untuk menguji pengubah tegangan luar. Kaedah sambungan terbalik mendeteksi tangen sudut kerugian dielektrik insulasi tiga bahagian berikut:

• Insulasi antara skrin elektrostatik primer (terminal X) dan gulungan sekunder dan tersier.

• Insulasi antara gulungan primer dan hujung gulungan sekunder dan tersier.

• Insulasi antara sokongan insulasi dan tanah.

2.2 Analisis Kekurangan Kaedah Sambungan Terbalik

Kaedah sambungan terbalik mempunyai tiga kekurangan:

• Had Pengukuran: Utamanya mencerminkan tangen sudut kerugian dielektrik insulasi antara skrin elektrostatik primer dan gulungan sekunder dan tersier. Oleh kerana kapasitansi bahagian ini mencapai 1000pF, yang jauh lebih besar daripada dua bahagian lain (puluhan picofarad), sukar untuk mencerminkan perubahan sudut kerugian dielektrik dua bahagian terakhir.

• Tegangan Ujian Rendah: Tahap insulasi hujung pelimpahan gulungan bertegangan tinggi pengubah tegangan berkaskad rendah. Tegangan ujian yang direka oleh pembuat adalah 2000V, dan biasanya hanya 1600V boleh dikenakan dalam ujian pencegahan (beberapa unit telah menggunakan 2500 - 3000V. Walaupun ia dapat mendeteksi masuk air dan kelembapan, tegangan keseluruhan masih relatif rendah, yang mempengaruhi sensitiviti pengukuran jambatan).

• Gangguan Pencemaran: Pencemaran plat terminal dan selinder kecil yang dipimpin dari terminal X akan meningkatkan ralat pengukuran. Walaupun kaedah sambungan positif boleh digunakan untuk mengurangkan kesan (kaedah sambungan positif juga mengukur tangen sudut kerugian dielektrik antara skrin elektrostatik primer dan gulungan sekunder dan tersier), ralat pengukuran kaedah sambungan positif sendiri masih besar.

Secara tepat, pengubah tegangan dan transformator kuasa mempunyai prinsip kerja yang kurang lebih sama. Struktur asas mereka terdiri daripada tiga bahagian: inti besi, gulungan primer, dan gulungan sekunder. Fungsi utama transformator kuasa adalah untuk mentransmisikan tenaga elektrik, jadi biasanya mempunyai kapasiti yang besar. Pengubah tegangan pula berfungsi utama untuk merubah tegangan, memastikan bekalan kuasa bagi instrumen pengukuran dan peranti perlindungan relai, serta mengukur tegangan, kuasa, dan tenaga elektrik dalam litar. Perlu diperhatikan bahawa pengubah tegangan juga boleh menganalisis dan memantau kerosakan litar. Faktor-faktor ini menentukan bahawa pengubah tegangan luar mempunyai kapasiti yang relatif kecil. Biasanya, pengubah tegangan luar beroperasi dalam keadaan beban kosong. Gambar rajah analisis prinsip kerja pengubah tegangan ditunjukkan dalam Gambar 1.

Seperti yang dilihat dari gambar, gulungan bertegangan tinggi pengubah tegangan adalah selari dengan litar lain yang berkaitan dalam litar primer. Tegangan sekunder adalah berkadaran dengan tegangan primer dan mencerminkan nilainya. Nisbah tegangan terangka gulungan primer dan sekunder adalah nisbah transformasi terangka, biasanya K_n = U₁/U₂. Juga, gulungan primer adalah selari dalam litar primer, jadi sisi sekunder tidak boleh disambung pendek — sambungan pendek akan menghasilkan arus yang kuat, merosakkan transformator dan bahkan lumpuhkan litar dalam kes yang teruk. Secara sama, semasa ujian pengubah tegangan luar, untuk mengelakkan tegangan yang terlalu tinggi atau rendah, sambungkan gulungan sekunder, inti besi, dan perumah ke tanah. Ini memastikan transformator dan peralatan luar tetap selamat walaupun terjadi kemalangan.

3. Pengelasan Pengubah Tegangan Luar

• Dikelaskan mengikut prinsip kerja pengubah tegangan: Pengubah tegangan elektromagnetik dan pengubah tegangan kapasitif.

• Dikelaskan mengikut ciri-ciri keadaan kerja luar tertentu: Pengubah tegangan luar konvensional dan pengubah tegangan luar khas.

• Dikelaskan mengikut jumlah fasa pengubah tegangan: Jenis fasa tunggal dan jenis tiga fasa. Secara umum, pengubah tegangan fasa tunggal merujuk kepada satu yang boleh dibuat untuk sebarang tahap tegangan dan boleh melakukan pemindahan seperti yang diperlukan di bawah keadaan yang berbeza untuk memastikan semua perubahan yang diperlukan; manakala pengubah tegangan tiga fasa terhad pada tahap tegangan 10 kV dan di bawahnya.Walaupun jenis pengubah tegangan ini mempunyai batasan tertentu, ia relatif sesuai untuk memainkan nilai dan peranan dalam situasi tertentu.

• Dikelaskan mengikut bilangan gulungan pengubah tegangan: Jenis bergabung dua gulungan dan jenis bergabung tiga gulungan.

• Dikelaskan mengikut struktur insulasi: Jenis kering, jenis dicurahkan plastik, jenis diisi gas, dan jenis direndam minyak. Tentu saja, untuk jenis pengubah tegangan luar apa yang hendak digunakan, perlu dipertimbangkan sepenuhnya keadaan kerja dan ciri-ciri sebenar seluruh pengubah tegangan untuk analisis khusus.

4. Analisis Mod Sambungan Pengubah Tegangan Luar dalam Ujian Rutin

Dalam seluruh ujian pengubah tegangan luar, mod sambungan adalah hubungan yang agak penting dan penting dalam seluruh pengubah tegangan, dan kita perlu menganalisisnya untuk memastikan keselamatan dan kestabilan seluruh ujian.

4.1 Sambungan Tunggal

Ia adalah mod sambungan yang menggunakan pengubah tegangan fasa tunggal untuk mengukur tegangan fasa tertentu ke tanah atau tegangan antara fasa. Mod sambungan pengubah tegangan ini terutamanya digunakan untuk litar tiga fasa yang relatif simetri.

4.2 Mod Sambungan V-V

Mod sambungan V-V yang dimaksudkan merujuk kepada menghubungkan dua transformator fasa tunggal menjadi struktur yang tidak lengkap. Mod sambungan ini boleh digunakan untuk mengukur tegangan antara fasa dengan lebih baik, tetapi ia juga mempunyai kelemahan, iaitu ia tidak boleh mengukur tegangan ke tanah. Lebih ketara lagi, ia digunakan secara meluas dalam grid kuasa dengan tegangan 20 kV dan di bawahnya di mana titik neutral tidak dipautkan atau koil penghapus lengkung dipautkan.

4.3 Sambungan Y0-Y0

Mod sambungan ini terutamanya menghubungkan kedua-dua sisi primer dan sekunder transformator fasa tunggal pengubah tegangan tunggal ke dalam jenis Y0. Mod sambungan ini mempunyai kelebihan besar, iaitu ia boleh menyediakan tenaga kepada meter dan relai yang memerlukan tegangan, serta kepada meter pengawasan insulasi yang memerlukan tegangan fasa. Secara umum, mod sambungan ini hanya digunakan dalam sistem di bawah 35 kV.

5 Analisis Precaution Semasa Ujian Rutin Pengubah Tegangan Luar

• Semasa proses ujian, sebelum ujian formal pengubah tegangan, perlunya rawatan dan pengukuran polariti dan rintangan insulasi pengubah tegangan secara saintifik. Ini adalah untuk memastikan bahawa pengubah tegangan tidak akan mengalami kerugian yang tidak perlu akibat faktor luaran semasa ujian.

• Sambungan pengubah tegangan luar harus betul. Khususnya, perlu diperhatikan bahawa gulungan primer dan litar yang diuji perlu disambung selari, dan gulungan sekunder dan gulungan voltan peranti pengukuran dan perlindungan relai yang disambungkan harus disambung selari. Juga perlu diperhatikan bahawa kebetulan polariti harus dipastikan secara serentak.

• Semasa ujian, beban pada sisi sekunder pengubah tegangan tidak boleh melebihi kapasiti terangka yang ditetapkan dalam keadaan normal. Jika melebihi, ia akan menyebabkan ralat data yang besar pada seluruh transformator, dan nilai normal yang diperlukan tidak dapat diperoleh.

• Sisi sekunder pengubah tegangan tidak dibenarkan untuk disambung pendek. Ini adalah kerana rintangan dalaman pengubah tegangan sangat kecil. Jika litar disambung pendek, arus yang besar akan dihasilkan, yang akan menyebabkan kerosakan yang besar pada seluruh peralatan pengubah tegangan. Dalam kes yang teruk, ia mungkin bahkan mengancam keselamatan peribadi staf ujian. Selain itu, jika mungkin, peralatan perlindungan dan pemantauan tertentu harus dipasang pada sisi primer untuk memastikan kestabilan seluruh sistem ujian dan mengelakkan keadaan yang tidak perlu.

• Untuk memastikan pengukuran ujian yang berkaitan dan keselamatan personel eksperimen yang berkaitan, gulungan sekunder mesti dipautkan ke tanah pada satu titik semasa eksperimen. Kelebihannya adalah, walaupun kerusakan insulasi berlaku, ia dapat memastikan keselamatan harta dan peribadi dengan baik.

6 Kesimpulan

Melalui analisis ujian pengubah tegangan luar, kaedah ujian dan precaution yang relatif lengkap dan saintifik telah dirumuskan. Benar-benar memastikan kemajuan normal seluruh ujian, melindungi keselamatan peralatan dan personel, dan memberikan asas yang dapat diandalkan untuk aplikasi pengubah tegangan luar dalam bidang bekalan kuasa untuk memaksimumkan nilainya.