Caso studii et Recommendationes de Testu PD in Situ et Testu Inductivo Tolerantiae pro Transformatoribus 750kV

I. Introductio

Demonstratio projectus transmissionis et substationis 750kV inter Guanting et Lanzhou East in China officialem in operationem positum est die 26 septembris 2005. Hoc projectum duas substationes—Lanzhou East et Guanting (quae singula quatuor transformatores 750kV habent, tres quorum in operatione bancam triphasica formant, una in reserve)—et unam lineam transmissionis includit. Transformatores 750kV in hoc projecto in China independentiter developsi et manufacturati sunt. In testibus commissionis in situ, emissio partialis (PD) excessiva in transformatore principali Phase A substationis Lanzhou East detecta est. Totum duodecim testes PD ante et post commissionem facti sunt. Haec scriptura analysit standards referentiales, proceduras, data, et questiones pertinentes ad testes PD huius transformatoris, et offert recommendationes practicas ingeniariorum ad supportandum futuros testes in situ transformatorum 750kV et 1000kV.

II. Parametri Basis Transformeris

Transformator principalis substationis Lanzhou East a Xi’an XD Transformer Co., Ltd. manufacturatus est. Parametri claves sunt sequentes:

• Modello: ODFPS-500000/750

• Voltage Nominale: HV 750kV, MV (cum ±2.5% tap changer) kV, LV 63kV

• Capacitas Nominale: 500/500/150 MVA

• Voltage Operativum Maximum: 800/363/72.5 kV

• Methodus Refrigerationis: Circulatio olei coacta cum refrigeratione aere (OFAF)

• Pondus Olei: 84 tonnellae; Pondus Totale: 298 tonnellae

• Nivellus Insulationis Bobinam HV: Impulsus full-wave 1950kV, impulsus chopped-wave 2100kV, voltage sustinentiae inducendum breve temporis 1550kV, voltage sustinentiae frequenciae potestatis 860kV

III. Procedura Testus et Standards

(A) Procedura Testus

Secundum GB1094.3-2003, procedura testus emissionis partialis pro transformatoribus constat ex quinque periodis—A, B, C, D, et E—cum voltibus applicatis specificatis pro singulis. Voltage praestress durante periodo C definitum est ut 1.7 per unit (pu), ubi 1 pu = Um/√3 (Um essendo maximo voltage systematis). Hoc valor est leviter minor quam Um specificatum in GB1094.3-1985. Pro transformatore Lanzhou East, Um = 800kV, sic voltage praestress debet esse 785kV.

(B) Requirimenta Voltage Sustinentiae

• Voltage sustinentiae inducendum breve temporis pro transformatore Lanzhou East est 860kV. Secundum "Standards Testus Commissionis pro Apparatu Electrico UHV 750kV" Corporis Grid Statalis Sinensis, voltage testus in situ debet esse 85% valoris testus factorii, id est, 731kV, quod est minus quam voltage praestress requiritum 1.7 pu (785kV).

• Ut conflictum inter voltage praestress et voltage sustinentiae commissionis resolveretur, standards relevantes statuunt quod si voltage praestress superat 85% voltage sustinentiae factorii, actualis voltage praestress debet conveniri ab usu et manufactura. "Specificationes Technicales pro Transformatoribus Principibus 750kV" explicitim specificat quod voltage praestress testus PD in situ aequatur 85% voltage sustinentiae factorii. Itaque, voltage praestress pro teste PD in situ transformatoris Lanzhou East fuit posita ad 731kV. Mensura PD et testus sustinentiae coniuncti fuerunt, cum phase testus sustinentiae servans pro stadio praestress testus PD.

(C) Criteria Acceptationis pro Emissione Partiali

Sub voltage testus 1.5 pu, nivellus emissionis partialis transformatoris debet esse minor quam 500 pC.

IV. Processus Testus

Die 9 augusti 2005 usque ad 26 aprilis 2006, totum duodecim testus PD conducti sunt super transformatore principali Phase A substationis Lanzhou East. Informationes testus claves summatim subter notatae sunt:

In toto, amplitudo PD spire mediae tensio Phase A transformatoris principis ante commissionem inter 600 et 910 pC fuit, superans criterium acceptationis 500 pC. Tamen, post retestum die 26 Aprilis 2006, post commissionem, amplitudo PD ad 280 pC decrescit, satisfacens requisitum.

V. Analyse Testis

(A) Initiale Tensio Dispersi Partialis (PDIV) et Extinctionis Tensio (PDEV)

• Quaestiones Definitionis: GB7354-2003 et DL417-1991 definitiones imprecisas PDIV et PDEV praebent. Exempli gratia, "valor specificus" in definitione non clare definitur—quamvis 500pC communiter assumatur, hoc ad significativas inconstantias in applicatione practica ducit. Praeterea, rumor background durante testibus in situ saepe decenas vel centenas picocoulombs attingit, faciens ut clara initium dispersi identificari difficile sit.

• Observationes Casus: In duodecim testibus PD conductis in transformatore Lanzhou East Phase A, amplitudo PD gradu cum tensio crescebat, sine distincto salto (maxima mutatio ~200pC), faciens ut clara PDIV determinari impossibile sit. In quibusdam testibus, PD mensurabilis iam ad tenuibus tensionibus praesens erat, faciens ut difficilis esset aestimatio utrum PDIV diminuta esset. Praeterea, novissimus standard nationalis GB1094.3-2003 PDIV vel PDEV non mentionat, ad inconsistentiam interpretationis et determinationis inter practicos ducens.

(B) Localizatio Dispersi

• Limitationes Methodorum Communium: Methodus ultrasonica localizandi PD, quae tempus differentiae ultrasonicorum a dispergendo generatis ad sensoria parietis vasis pervenientibus detexit, tamen huius methodi technologia immatura est, requirit energiam dispergi satis magnam (in sensibilitate sensorii), et localizatio propter multas reflectiones et refractiones ultrasonicorum ab internis spiris imprecisa est.

• Resultata Casus: Durante testibus ante commissionem, apparatus localizandi PD tantum estimativam loci dispergi praebuit. Systema monitorii camerae controlis non detectavit variationes PD cum tensio, limitans utilitatem resultatorum. Postea installata systemata monitorii online non detectarunt relevantes mutationes durante teste 26 Aprilis 2006. Ergo, resultata localizandi ultrasonicam cum amplitudine PD tenui cautius interpretanda sunt.

(C) Gravitas Dispersi

Cum standard limitem 500pC ad 1.5 pu specifitet, in praxi, nulla significativa differentia inter 500pC et 700pC est—hi eadem magnitudinis ordo sunt. Praeterea, cum PD infra 1000pC sit, non visibilis vestigium dispergi intra transformatoris, et inspectiones in situ olei raro anormalitates revelant. Reducere transformator 750kV (magnus et gravis) ad fabricam pro reparatione magnum periculum habet.

VI. Recommendationes

(A) Aumentum Nivell Insulationis

Tensio sustinendi inducenda transformatoris Lanzhou East est comparata tenuis. Considerando brevem historiam et experientiam limitatam in manufactura domestic 750kV transformatorum, simul cum necessitate testorum PD in situ, recommendatur ut futuri 750kV transformatores principales habeant tensionem sustinendi inducendam non minus quam 900kV.

(B) Relaxamentum Criteriorum Testis PD Commissionis in Situ

Extra fines, testes PD stricto modo in fabrica perficiuntur, non repetuntur in situ. In China tamen, testis PD in situ est item commissionis. Recommendatur ut criterium acceptationis pro testibus PD in situ 750kV transformatorum ad minus 1000pC relaxetur, ob rationes sequentes:

• Transformatores cum amplitudine PD inter 500–1000pC saepe demonstrant PD minorem post retestum post periodum stasis vel operationis (exempli gratia, transformator Lanzhou East Phase A).

• Cum PD infra 1000pC sit, non visibilis vestigium dispergi usualiter invenitur, inspectiones in situ raro defectus deprehendunt, et reditus ad fabricam magnum periculum habet.

• Testes PD in situ pro 750kV et 1000kV transformatoribus effectice "quasi testes sustinendi" sunt:

• Parva margina tensionis: Pro transformatore Lanzhou East, tensio testis PD ad 1.5 pu (693kV, ±3% incertitudo mensurationis: 672–714kV) valde proxima est tensio sustinendi commissionis 731kV, relinquitque tantum marginem 2.4%. Etiam si futuri 750kV transformatores habeant tensionem sustinendi inducendam ad 900kV elevatam, testis commissionis ad 765kV marginem limitatam relinquit. Similiter, pro 1000kV transformatoribus, tensio testis PD (1.4 pu = 889kV) valde proxima est nivello 935kV sustinendi.

• Longa duratio: Cum standard duratio sustinendi tantum circa 56 secundorum (ad frequentiam testis 108Hz) sit, testus plenus PD applicat 1.5 pu usque ad 65 minutas. Repeated testing may cause cumulative insulation damage, affecting transformer lifespan.

• Pauci casus ubi testus repetiti in situ reducunt PD excessivam ad niveles acceptabiles; potius, amplitudes PD possunt crescere (exempli gratia, transformator Lanzhou East Phase A: 700pC die 10 Augusti 2005, ad 910pC die 23 Septembris crevit).

(C) Redefinitio Tensionis Initii et Extinctionis PD

Standardes existentes definitiones claras pro PDIV et PDEV desiderant, quae ad erratas interpretationes testorum ducere possunt (ut in casu Lanzhou East visum est). Recommendatur ut haec termina cum criteriis numericis explicitis redefiniantur et guidance includatur pro casibus ubi PDIV et PDEV non clare observantur.

(D) Fortificatio Studii Technicarum Practicarum in Situ

• Collect Real Transformer PD Patterns: Plurima typica exempla in litteratura de PD sunt ex simulationibus laboratoriis, quae ab vera behavior transformatorum differunt. Diagrammata illustrativa non sufficiunt ad dirigendum opus in agro. Necesse est colligere et analyzare vera exempla PD et conponere ea in manuales referentiales pro analysis qualitativa et localisatione.

• Advance Anti-Interference Research: Interferentia externa est magna difficultas in testibus PD in situ. Systemata mensurae hodierna non possunt discernere inter discharges veras et interferentiam, multum dependens a experientia operatoris. Opus est plus investigandi de fontibus interferentiae et methodis suppressionis.

(E) Require Certification for Test Personnel

Mensura PD est difficilissima et imprevisibilis ex testibus routine high-voltage in situ. Tamen, iudicia errata sunt communia. Personale debet subire training systematicum in principiis fundamentalibus, wiring equipmentorum, matching componentium, eliminatione interferentiae, et localisatione PD, et debet obtinere certificationem antequam permittatur facere testes.

(F) Regular Calibration of Test Instruments

GB7354-2003 clare statuit quod instrumenta mensurae PD debeant calibrari saltem bis per annum vel post magnas reparationes. In praxi, hoc saepe non strictim sequitur, cum quaedam instrumenta utantur annis sine calibratione—errores usque ad decies sunt recordati. Stricta enforcement calibationis secundum standards nationales commendatur ad securandum accurate mensurationis.

(G) Use Online Monitoring When Necessary

Technologia monitoring online valde meliorata est. Pro transformatoribus 750kV ubi levels PD excesserint limites sed non critice alta, monitoring online potest esse rationabile approach. Praeter PD, parametri sicut temperatura, current core and clamp grounding, et oil chromatography debent monitorari ad comprehensivam assessmentem salutis transformatoris.

VII. Conclusion and Outlook

• Conclusion: Standards existentes praebent definitiones inadequatas pro inception et extinction voltages PD,limitantes utilitatem earum in dirigendo testibus in situ. Insulation level Lanzhou East 750kV transformatoris est relativiter parvus, faciens suum test PD quasi "quasi-withstand" test. Duodecim testes in situ transformatoris Phase A probabilem causaverunt aliquam stress insulationis cumulative. Futuri transformatores 750kV debent habere insulation level saltem 900kV.

• Outlook: Investigatio et planificatio pro AC ultra-high-voltage transmission 1000kV China completa est, et projecta demonstrationis sunt in constructione. Considerate marginis insulationis minoris 1000kV transformatorum, investigatio in commissioning testibus in situ debet initiari cito ad praebendum support technicam pro applicationibus practicis.