Prova taħdem PD u Induced Withstand għal Transformer 750kV: Studio tal-Kaz u Rekomandazzjonijiet

I. Introduzzjoni

Il-proġett ta' demonstrazzjoni tal-trasferiment u sottostazzjoni ta' 750kV Guanting–Lanzhou East fl-Iż-Żunàn infurmat uffiċjalment fit-26 ta' Settembru, 2005. Dan il-proġett inkludivi żewġ sottostazzjonijiet – Lanzhou East u Guanting (kull wieħed armat b’erbgħa trasformaturi ta’ 750kV, tal-liema tliet jgħixxu f’bank tas-sitt faza fil-operazzjoni, waħda rikontinwament preżent għal emergenza) – u linja waħda ta’ trasferiment. Il-trasformaturi ta’ 750kV li ġew użati fl-proġett kienu sviluppajt u manufatturati indipendentement fil-Iż-Żunàn. Fl-istess testi tal-kommissjonament, inqasru l-partiċelli parzjalment (PD) fil-trasformatur prinċipali tal-faza A tas-sottostazzjoni Lanzhou East. Fuq kollox, saru 12 test PD qabel u wara l-kommissjonament. Din id-dokument analizza l-standardi referenzjali, l-proċeduri, l-data, u l-problemi relatati mal-test PD ta’ dan it-trasformatur, u proponi rekomandazzjonijiet inġenjieri prattika sabiex is-soddisfa l-testi futuri fuq is-sit ta’ trasformaturi ta’ 750kV u 1000kV.

II. Parametri Bażiċi tal-Trasformatur

It-trasformatur prinċipali tas-sottostazzjoni Lanzhou East ġie manufatturat mill-Xi’an XD Transformer Co., Ltd. Il-parametri eżenċi huma:

• Model: ODFPS-500000/750

• Voltagg Imwaqqaf: HV 750kV, MV (b’mudelljar ±2.5%) kV, LV 63kV

• Kapaċità Imwaqqafa: 500/500/150 MVA

• Voltagg Massimu ta’ Operazzjoni: 800/363/72.5 kV

• Metodu ta’ Rifreddament: Ċirkolazzjoni forza ta’ olio bl-aħħar (OFAF)

• Pezz olio: 84 tan; Pezz Tot: 298 tan

• Livell ta’ Iżolazzjoni tal-Fasa HV: Impulsu full-wave 1950kV, impulsu chopped-wave 2100kV, voltagg resistenza indotta ta’ qisien ta’ xahar 1550kV, voltagg resistenza ta’ frekwenza potenzjal 860kV

III. Proċedura u Standardi tal-Test

(A) Proċedura tal-Test

Skont il-GB1094.3-2003, il-proċedura tal-test tal-partiċelli parzjalment (PD) għat-trasformaturi tkonsisti f’ċinkwet perijodi – A, B, C, D, u E – b’voltaggi applikati speċifiki għal kull waħda. Il-voltagg pre-stress f’perijodu C hu definit bħala 1.7 per unit (pu), fejn 1 pu = Um/√3 (Um hu l-voltagg massimu tas-sistema). Dan il-valur hu qasir biss minn Um speċifikat fid-GB1094.3-1985. Għal it-trasformatur Lanzhou East, Um = 800kV, għalhekk il-voltagg pre-stress għandu jkun 785kV.

(B) Rekwiżiti ta’ Voltagg Resistenza

• Il-voltagg resistenza indotta ta’ qisien ta’ xahar għal it-trasformatur Lanzhou East hu 860kV. Skont l-“Standardi ta’ Test Kommissjonament għal Apparatu Elettriku UHV ta’ 750kV” tal-Korporazzjoni Nazzjonali tal-Netwerk, il-voltagg tal-test fuq is-sit għandu jkun 85% tal-valur tal-test tal-fabbrika, jiġifieri 731kV, li hu inqas mill-voltagg pre-stress meħtieġ ta’ 1.7 pu (785kV).

• Biex nassolu l-konflitt bejn il-voltagg pre-stress u l-voltagg resistenza tal-kommissjonament, l-standardi relevanti jagħmlu riferiment li jekk il-voltagg pre-stress ikun akbar minn 85% tal-voltagg resistenza tal-fabbrika, il-voltagg pre-stress aġentu jkun mideġġa mill-utent u l-manifatturatur. Il-“Speċifikazzjoni Teknika għat-Trasformaturi Prinċipali ta’ 750kV” tispjega esplicitament li l-voltagg pre-stress tal-test PD fuq is-sit hu l-istess bħal 85% tal-voltagg resistenza tal-fabbrika. B’dan ir-resultat, il-voltagg pre-stress għal it-test PD fuq is-sit tal-trasformatur Lanzhou East setta bħala 731kV. Il-misurament PD u l-test resistenza ġew kombinati, bil-faża tal-test resistenza serivint bħala faz ta’ pre-stress għal it-test PD.

(C) Kriterji ta’ Aċċettazzjoni għal Partiċelli Parzjalment

Taħt voltagg ta’ test ta’ 1.5 pu, il-livell ta’ partiċelli parzjalment tal-trasformatur għandu jkun inqas minn 500 pC.

IV. Proċess tal-Test

Mill-9 ta’ Awwissu, 2005, sal-26 ta’ April, 2006, saru 12 test PD fuq it-trasformatur prinċipali tal-faza A tas-sottostazzjoni Lanzhou East. L-informazzjoni eżenċi tal-test hija ssommata hawn taħt:

Flissijer, il-livell PD tal-mandil MV tal-faż A tas-silġgħa prinċipali qabel l-avviżament varja bejn 600 u 910 pC, superand il-kriterju ta' aċċettazzjoni ta' 500 pC. Imma, wara t-test reġistrat fid-26 ta’ April 2006, wara l-avviżament, il-livell PD disminuwa sa 280 pC, soddigħan il-rerequirement.

V. Analisi tal-Test

(A) Vot tal-Ħolqien (PDIV) u Vot tal-Ħalqien (PDEV) ta' Partja ta' Diskarika

• Problemi ta' Definizzjoni: Il-GB7354-2003 u l-DL417-1991 jfornixxu definizzjonijiet mhux preċiżi ta' PDIV u PDEV. Pereżempju, il-“valur speċifikat” fil-definizzjoni mhux definit b'mod ċiar—benchè 500pC tkun assunta komuni, dan jgħadi lil inkoerenza signifikanti fl-applikazzjoni prattika. Fuq minn dawk, il-ħalqiem ta’ fondduriel fit-tests fuq is-sit spesso jirraggiungu decini u centina jew għoxrin picocoulomb, li jgħallim difficili l-identifikazzjoni ta’ inċess ta’ diskarika ċara.

• Osservazzjonijiet tal-Każ: Fl-12 test PD esegwiti fuq it-trasformatur faż A tal-Lanzhou East, il-livell PD kummenta grada bil-volt, mingħajr saltu distint (massimu ta’ varjazzjoni ~200pC), rendendu impossibbli l-determinazzjoni ta’ PDIV ċar. F’xi tests, il-PD misurabili kienet preżenti għal voltijiet bassa, rendendu difficile l-assessjar se jkun PDIV diminwit. Li jrid jiġi menzionat wkoll li l-standard nazzjonali riċent GB1094.3-2003 ma jmenziona l-PDIV u PDEV, li jaqdi lill-interpretazzjoni u determinazzjoni inkonsistenti tra l-prattikantijiet.

(B) Lokalizzazzjoni ta' Diskarika

• Limitazzjonijiet ta' Metodi Komuni: Il-metodu tal-lokalizzazzjoni ta' PD ultrasoniku widament utilizzat iddetekta l-differenza ta’ temp ta’ l-onji ultrasoniki mħolqa mill-diskarika li jarrabu sensuri f’is-silġ tas-silġgħa. Imma, din metodu tfissa sfidijiet bħal teknoloġija mhux matula, rikieda ta’ energija suffiċjenti ta’ diskarika (fil-range ta’ sensitività tas-sensuri), u lokalizzazzjoni mhux preċiża minħabba reflezzjonijiet u rifrazjonijiet multipli tal-onji ultrasoniku mil-mandil intern.

• Risultati tal-Każ: Fl-temps pre-avviżament, l-impiant tal-lokalizzazzjoni PD forni estimazzjoni ruġġa tal-post tal-diskarika. Is-sistema ta’ monitoraġġ tal-kontrollroom ma tdetektxa varjazzjonijiet ta’ PD mal-volt, limitand l-użu ta’ dawn ir-risultati. Anke s-sistemi ta’ monitoraġġ online installati aktar tard ma tdetektxaw varjazzjonijiet relevanti fit-test tal-26 ta’ April 2006. Għalhekk, ir-riżultati tal-lokalizzazzjoni ultrasonika għandhom jiġu tratta b’każjenza meta l-livelli PD huma bassa.

(C) Sevit ta' Diskarika

Anki standard jispexxa limit ta’ 500pC fuq 1.5 pu, fl-ebda praktika, ma jkun hemm differenza signifikanti bejn 500pC u 700pC—humma stess ordni ta’ grandezza. L-iżjed, meta l-PD huwa infeħel 1000pC, normalment ma jkunx hemm trazz ta’ diskarika ċara fil-trasformatur, u l-inspezzjonijiet fuq is-sit ta’ xitwar l-oli rarament jirrevela abnormità. Ir-ritorn ta’ trasformatur 750kV (kbar u ħażin) għal riparazzjoni fil-fabbrika jkun b’riskju alt.

VI. Rekommandazzjonijiet

(A) Żid il-Livell ta' Iżolazzjoni

Il-volt ta’ resistenza induttiva tal-trasformatur tal-Lanzhou East huwa relativament bass. Kunsiderata l-istorja ħtija u l-esperjenza limitata ftit fit-tifxor tas-silġgħiet 750kV, insieme mal-necessita ta’ tests PD fuq is-sit, jieħdu suġġeritu li l-aktar trasformaturi 750kV principali futuri jkunu magħmulin bi vot ta’ resistenza induttiva ta’ nofsfer ikbar minn 900kV.

(B) Allarga l-Kriterji ta' Test PD fuq is-Sit għal l-Avviżament

Fuq l-isfel, it-tests PD jittieħdu biss fis-silġgħa, mhux repituti fuq is-sit. F’Ċina, imma, it-tests PD fuq is-sit huma item obligatorju għal l-avviżament. Jieħdu suġġeritu allargament il-kriterji ta’ aċċettazzjoni għal it-tests PD fuq is-sit ta’ trasformaturi 750kV għal infsar minn 1000pC, għal raġunijiet sew:

• Trasformaturi b’livelli PD bejn 500–1000pC sovent jirreġistraw disminuzzjoni ta’ PD wara period ta’ storja jew operazzjoni (pereżempju, trasformatur faż A tal-Lanzhou East).

• Meta l-PD huwa infeħel 1000pC, normalment ma jkunx hemm trazz ta’ diskarika visibli, l-inspezzjonijiet fuq is-sit rarament jirrevela problemi, u l-ritorn għal fabbrika jkun b’riskju alt.

• It-tests PD fuq is-sit għal trasformaturi 750kV u 1000kV huma effettivament “quasi-tests ta’ resistenza”:

• Margen volt żghir: Għal trasformatur tal-Lanzhou East, il-volt tal-test PD fuq 1.5 pu (693kV, ±3% uncertainzza tat-timgħa: 672–714kV) huwa ħafna karibu mal-volt ta’ resistenza ta’ l-avviżament ta’ 731kV, għalhekk jilgħaq tiktar biss margen ta’ 2.4%. Anki jekk l-aktar trasformaturi 750kV futuri jkunu magħmulin b’volt ta’ resistenza induttiva ta’ 900kV, it-test ta’ l-avviżament fuq 765kV jilgħaq margen limitat. Similarmen, għal trasformaturi 1000kV, il-volt tal-test PD (1.4 pu = 889kV) huwa karibu karibu mal-livell ta’ resistenza ta’ 935kV.

• Durata twila: While il-durata standard ta’ resistenza hi kbira biss skont 56 sekondi (fit-frekwenza ta’ test ta’ 108Hz), it-test PD kumplet japplika 1.5 pu għal durata ta’ 65 minuti. It-tests ripetuti jistgħu jikkawżaw danno kumulattiv tal-iżolazzjoni, affettando l-ħin ta’ vita tal-trasformatur.

• Jkun hemm poċi kazijiet fejn it-tests ripetuti fuq is-sit jirringgħadu PD eċċessiv għal livelli aċċettabbli; l-iżjed, il-livelli PD jistgħu jizdiedu (pereżempju, trasformatur faż A tal-Lanzhou East: 700pC fit-10 ta’ Awwissu 2005, zidet sa 910pC sal-23 ta’ Settembru).

(C) Redefini l-Voti ta' Inċess u Tal-Ħalqien ta' PD

Il-standards eżistenti jkollhom definizzjonijiet mhux ċari ta' PDIV u PDEV, li jistgħu jmissilhom l-interpretazzjoni tal-test (kif jidher fil-każ tal-Lanzhou East). Jieħdu suġġeritu redefinizjoni ta’ dawn il-termini b’kriterji numeriku espliciti u inklużjoni ta’ direttivi għal kazijiet fejn il-PDIV u PDEV ma jkunux osservabbli ċar.

(D) Strengthen Ricerka fuq Tekniki Prattika fuq is-Sit

• Ħassil Pattruni PD Aċtuali tal-Transformer: Il-pattruni PD tipiċi fl-ktieb huwa l-kuljana minn simulazzjonijiet ta’ laboratorju, li jiżtomu mill-komportament reali tal-transformer. Id-diagrammi illużtrativi mhux suffiċjenti biex jgħadu dawk f’dan il-ġdid. Huwa essenzjali li nħassil u nanalizzaw pattruni PD reali u nikkompilawhom f’manwali tal-riferiment għall-analiżi kwalitativa u t-troġ ta’ lokali.

• Ikkavvassa r-Riċerka dwar l-Anti-Inferenza: L-inferenza esterna hija sfida ħafsa fit-testjar PD fuq is-sit. Is-sistemi attwali ta’ misjur ma jistgħux jiddefferenzjaw bejn id-diskarika verifikati u l-inferenza, bħalissa qattgħa dependenti fuq l-esperjenza tal-operator. Ir-riċerka ikkella dwar s-sors tal-inferenza u metodi ta’ supprezzjoni hi meħtieġa aktar.

(E) Reġistratur Certifikat għal Persunal Testjar

Il-misjur PD huwa l-aktar tehnikament imxiem u impredictabbli mid-dawk testjar rutinari ta’alta votaġġ fuq is-sit. Però, il-misjudi huma komuni. Il-personal għandu jiżomm bl-isformazzjoni sistematika dwar l-aħħott fundamentali, skema tal-kablaggio, matchi tal-komponenti, eliminazzjoni tal-inferenza, u t-troġ ta’ PD, u għandu jikseb certifikat qabel ma jkun permess li jagħmel testjar.

(F) Kalibratura Regolari ta’ Strumenti Testjar

Il-GB7354-2003 jaffermawa li l-strumenti ta’ misjur PD għandhom jiġu kalibrati sal-lest fis-sena jew wara riparazzjonijiet kbiri. Fi prattika, dan l-istandard mhux sempliċement segwi, bħala strumenti xi darba jiġu użati għal sena madwar mingħajr kalibratura—errori ta’ ftit darba huma reġistrati. Jissemma li jkollna kalibratura striktament segwita skond is-standards nazzjonali biex nsiguraw l-akuratezza ta’ l-misjur.

(G) Użu l-Monitoring Online meta Huwa Neċessarju

It-teknoloġija tal-monitoring online improva signifikant. Għal transformers ta’ 750kV bil-livelli ta’ PD fuq il-limiti ma l-ebda kritiku, l-abbastanza tal-monitoring online huwa approċċ ragjonevoli. Kull ghadd ta’ PD, parametri kif l-temperatura, il-kurrent ta’ grounding tal-core u tal-clamp, u l-oli chromatography għandhom jiġu monitorati biex jagħmlu valutazzjoni kumprahensiva tal-saħħa tal-transformer.

VII. Konkluzzjoni u Prospettiva

• Konkluzzjoni: Is-standards eżistenti jfornixxu definizzjonijiet inadegwati għal voltaggi ta’ inċipjent u speċifikazzjoni ta’ PD, limitand il-kużenjanza tagħhom fil-guida tal-testjar fuq is-sit. Il-livell tal-isolażjoni tal-transformer ta’ Lanzhou East ta’ 750kV huwa relattivament bass, li jgħadi l-testjar ta’ PD tiegħu essenzjalment "quasi-withstand" test. Il-12 testjar PD fuq is-sit fuq it-Transformer A probabbilment baqa’ xulxin ta’ stress kumulattiv fuq l-isolażjoni. Il-transformers futuri ta’ 750kV għandhom jiġu mibdula bl-isolażjoni ta’ livell ta’ 900kV sal-lest.

• Prospettiva: Ir-riċerka u t-tipjanazzjoni għal l-AC ultra-alt votaġġ ta’ 1000kV ta’ Ċina jkunu miktiegħa, u proġetti demostrativi huma ta’ konstruzzjoni. F’dan is-silġ tas-silġ iżgur tat-talbiet ta’ isolazzjoni ta’ transformers ta’ 1000kV, ir-riċerka dwar it-testjar ta’ kommissjonament fuq is-sit għandha tibda tkellem wisla biex tgħaqqad support tekniku għal l-applikazzjonijiet prattika.