Welke routineonderzoeken worden uitgevoerd voor buitenversterkers?

1. Inleiding

Buitenvoltagevervormers zijn cruciale apparatuur voor de veiligheid van elektrische installaties. Wetenschappelijke en omvattende testanalyses zijn nodig om risico's en eigendomsverliezen door onjuiste bediening te voorkomen. Testanalyses kunnen leiden tot het opstellen van bedrijfsstrategieën en voorzorgsmaatregelen, de stabiele werking van de apparatuur waarborgen en de economische en sociale voordelen maximaliseren.

2. Concept van Buitenvoltagevervormers

Een buitenvoltagevervormer is in wezen een buitentransformator die de kernfunctie heeft om hoogspanning te isoleren:

• Zorgt voor de conversie van hoogspanning naar een secundaire spanning van 100V of lager in verhouding, voldoende voor meetinstrumenten en relaisbescherming.

• Wordt gebruikt voor lijnuitvoercontrole/toezicht in energiecentrales en transformatorstations, evenals voor energierekeningen tussen het netwerk en gebruikers, en tussen energiecentrales en stations. Het heeft een hoge waarde en bruikbaarheid en moet verstandig worden gebruikt om zijn waarde te maximaliseren.

2.1 Testmethoden en Werkingsprincipes

De omgekeerde aansluitmethode wordt vaak gebruikt voor het testen van buitenvoltagevervormers. De omgekeerde aansluitmethode detecteert de tangens van de hoek van de dielektrische verlieshoek van de isolatie van de volgende drie delen:

• Isolatie tussen de primaire elektrostatische scherm (X-terminal) en de secundaire en tertiaire windingen.

• Isolatie tussen de primaire winding en de einden van de secundaire en tertiaire windingen.

• Isolatie tussen de isolerende ondersteuning en de aarde.

2.2 Defectanalyse van de Omgekeerde Aansluitmethode

De omgekeerde aansluitmethode heeft drie tekortkomingen:

• Meetbeperking: Geeft voornamelijk de tangens van de hoek van de dielektrische verlieshoek van de isolatie tussen de primaire elektrostatische scherm en de secundaire en tertiaire windingen weer. Omdat de capaciteit van dit deel 1000pF bedraagt, wat veel groter is dan die van de andere twee delen (tientallen picofarad), is het moeilijk om de verandering van de dielektrische verlieshoek van de laatste twee delen te weergeven.

• Lage Testspanning: Het isolatieniveau van de aarding van de hoogspanningswinding van de kaskadevoltagevervormer is laag. De fabrikant ontwerpt de testspanning als 2000V, en meestal kan er slechts 1600V worden toegepast bij preventieve tests (sommige eenheden hebben 2500 - 3000V gebruikt. Hoewel dit waterinbreng en vochtigheid kan detecteren, is de overkoepelende spanningsrelatief laag, wat de meetgevoeligheid van de brug beïnvloedt).

• Verontreinigingsinterferentie: Verontreiniging van het terminalbord en de kleine porseleinen mouw die uit de X-terminal leidt, zal de meetfout vergroten. Hoewel de positieve aansluitmethode kan worden gebruikt om de impact te verminderen (de positieve aansluitmethode meet ook de tangens van de hoek van de dielektrische verlieshoek tussen de primaire elektrostatische scherm en de secundaire en tertiaire windingen), is de meetfout van de positieve aansluitmethode zelf nog steeds groot.

Precies genomen hebben voltagevervormers en krachttransformatoren ongeveer dezelfde werking. Hun basisstructuur bestaat uit drie delen: het ijzeren kern, de primaire winding en de secundaire winding. De hoofdfunctie van een krachttransformator is het overbrengen van elektrische energie, dus heeft deze doorgaans een grote capaciteit. Een voltagevervormer fungeert voornamelijk om de spanning te transformeren, zodat deze geschikt is voor meetinstrumenten en relaisbescherming, en om de spanning, vermogen en elektrische energie in circuits te meten. Het moet worden opgemerkt dat voltagevervormers ook kunnen dienen om lijnfouten te analyseren en te bewaken. Deze factoren bepalen dat buitenvoltagevervormers relatief kleine capaciteiten hebben. Normaal gesproken werken buitenvoltagevervormers onder geen belasting. Het diagram van de werking van de voltagevervormer wordt getoond in Figuur 1.

Zoals te zien is op het diagram, is de hoogspanningswinding van de voltagevervormer parallel aan andere relevante circuits in het primaire circuit. De secundaire spanning is evenredig aan de primaire spanning en weerspiegelt deze. Het verhouding van de nominale spanningen van de primaire en secundaire windingen is het nominale transformatieverhouding, meestal K_n = U₁/U₂. Ook is de primaire winding parallel in het primaire circuit, dus mag de secundaire zijde niet kortgesloten worden — een kortsluiting zou een sterke stroom genereren, de transformator beschadigen en in ernstige gevallen de lijn lamleggen. Op soortgelijke wijze, tijdens tests van buitenvoltagevervormers, om extreme hoge of lage spanningen te voorkomen, wordt de secundaire winding, ijzeren kern en behuizing afgeland. Dit zorgt ervoor dat de transformator en de buitenapparatuur veilig blijven, zelfs als ongelukken plaatsvinden.

3. Classificatie van Buitenvoltagevervormers

• Geclassificeerd op basis van het werkingsprincipe van voltagevervormers: Elektromagnetische voltagevervormers en condensatorvoltagevervormers.

• Geclassificeerd op basis van de kenmerken van specifieke buitencircumstanties: Gewone buitenvoltagevervormers en speciale buitenvoltagevervormers.

• Geclassificeerd op basis van het aantal fasen van voltagevervormers: Eénfasig type en driefasig type. Over het algemeen verwijst een éénfasige voltagevervormer naar een die voor elke spanning kan worden gemaakt en kan worden omgezet zoals vereist onder verschillende omstandigheden om alle benodigde veranderingen te waarborgen; terwijl een driefasige voltagevervormer beperkt is tot spanningenniveaus van 10 kV en lager. Hoewel dit type voltagevervormer op grote schaal bepaalde beperkingen heeft, is het relatief geschikt om zijn waarde en rol in specifieke situaties te spelen.

• Geclassificeerd op basis van het aantal windingen van voltagevervormers: Dubbelwindingcombinatie en driewindingcombinatie.

• Geclassificeerd op basis van de isolatiestructuur: Droogtype, plastic gegoten type, gasgevuld type en oliegedrenkt type. Natuurlijk, wanneer het gaat om welk type buitenvoltagevervormer te gebruiken, is het nodig om de werkomgeving en de feitelijke kenmerken van de gehele voltagevervormer volledig te overwegen voor specifieke analyse.

4. Analyse van Bedradingmodi van Buitenvoltagevervormers bij Routine Tests

In de gehele test van buitenvoltagevervormers, is de bedradingmodus een relatief belangrijk en essentieel onderdeel van de gehele voltagevervormer, en we moeten deze analyseren om de veiligheid en stabiliteit van de gehele test te waarborgen.

4.1 Enkelwiringsverbinding

Het is een bedradingmodus die gebruik maakt van een eenfasige voltagevervormer om de spanning van een bepaalde fase ten opzichte van de aarde of de spanning tussen fasen te meten. De bedrading van deze voltagevervormer wordt voornamelijk gebruikt voor relatief symmetrische driefasecircuits.

4.2 V-V Bedradingmodus

De zogenaamde V-V bedradingmodus verwijst naar het verbinden van twee eenfasige transformators in een incomplete structuur. Deze bedradingmodus kan beter worden gebruikt om de spanning tussen fasen te meten, maar heeft ook een nadeel, namelijk dat het de spanning ten opzichte van de aarde niet kan meten. Merkwaardigerwijs wordt deze breed gebruikt in elektriciteitsnetwerken met een spanning van 20 kV en lager waar het neutrale punt niet is aangesloten of de boogdempende spoel is aangesloten.

4.3 Y0-Y0 Bedrading

Deze bedradingmodus verbindt zowel de primaire als de secundaire zijde van de eenfasige transformator van een enkele voltagevervormer in het Y0-type. Deze bedradingmodus heeft een groot voordeel, namelijk dat het stroom kan leveren aan meters en relais die spanning nodig hebben en aan isolatiemonitors die fasespanning nodig hebben. Over het algemeen wordt deze bedradingmodus alleen gebruikt in systemen onder 35 kV.

5 Analyse van Voorzorgsmaatregelen Tijdens Routine Tests van Buitenvoltagevervormers

• Tijdens het testproces, voordat de formele test van de voltagevervormer plaatsvindt, is wetenschappelijke behandeling en test van de polariteit en de isolatieweerstand van de voltagevervormer vereist. Dit is om ervoor te zorgen dat de voltagevervormer geen onnodige verliezen lijdt door externe factoren tijdens de test.

• De bedrading van de buitenvoltagevervormer moet correct zijn. In het bijzonder moet worden opgemerkt dat de primaire winding en het te testen circuit parallel moeten worden verbonden, en de secundaire winding en de spanningsspoelen van de aangesloten meetinstrumenten en relaisbeschermingsapparatuur moeten parallel worden verbonden. Het moet ook worden opgemerkt dat de juistheid van de polariteit tegelijkertijd moet worden gewaarborgd.

• Tijdens de test mag de belasting aan de secundaire zijde van de voltagevervormer normaal gesproken niet de gespecificeerde nominale capaciteit overschrijden. Als dit gebeurt, zal dit leiden tot een grote datafout in de gehele transformator, en de vereiste normale waarden kunnen niet worden verkregen.

• De secundaire zijde van de voltagevervormer mag niet worden kortgesloten. Dit komt omdat de interne impedantie van de voltagevervormer zeer klein is. Als het circuit wordt kortgesloten, zal er een grote stroom worden gegenereerd, wat grote schade kan toebrengen aan de gehele voltagevervormerapparatuur. In ernstige gevallen kan dit zelfs de persoonlijke veiligheid van het testpersoneel bedreigen. Bovendien, indien mogelijk, moeten bepaalde beschermings- en monitoringapparatuur aan de primaire zijde worden geïnstalleerd om de stabiliteit van het gehele test systeem te waarborgen en onnodige situaties te voorkomen.

• Om de meting van gerelateerde tests en de veiligheid van gerelateerd experimenteel personeel beter te waarborgen, moet de secundaire winding tijdens het experiment op één punt worden afgeland. Het voordeel hiervan is dat, zelfs als er isolatieschade optreedt, het goed kan waarborgen dat eigendom en persoonlijke veiligheid behouden blijven.

6 Conclusie

Door middel van testanalyse van buitenvoltagevervormers, worden relatief complete en wetenschappelijke testmethoden en voorzorgsmaatregelen opgesteld. Zorg echt voor de normale voortgang van de gehele test, bescherm de veiligheid van apparatuur en personeel, en bied een betrouwbare basis voor de toepassing van buitenvoltagevervormers in het energievoorzieningsgebied om hun waarde te maximaliseren.