750kV ट्रान्सफोर्मर अन साइट PD र प्रेरित धुरा परीक्षण: केस स्टडी र सिफारिशहरू

I. परिचय

चीनमा गुआन्टिंग–लानझौ पूर्व ७५०किवीटी प्रसारण र सबस्टेशन डेमोन्स्ट्रेशन प्रकल्प लाई २००५ गते सेप्टेम्बर २६ मा आधिकारिक रूपमा सञ्चालनमा ल्याइयो। यो प्रकल्प दुई सबस्टेशन—लानझौ पूर्व र गुआन्टिंग (प्रत्येकमा चार ७५०किवीटी ट्रान्सफोर्मरहरू छन्, तीन एउटा त्रिफासिक ट्रान्सफोर्मर बङ्क बनाउँदछन् जो सञ्चालनमा छन्, एक बाँकी रहेको छ)—र एउटा प्रसारण लाइन समावेश छ। प्रकल्पमा प्रयोग गरिएका ७५०किवीटी ट्रान्सफोर्मरहरू चीनमा स्वतन्त्र रूपमा विकसित र निर्मित गरिएका थिए। ठाउँ बाट चलाउँदा अनुमोदन परीक्षणमा लानझौ पूर्व सबस्टेशनको फेज ए मुख्य ट्रान्सफोर्मरमा अतिरिक्त आंशिक डिचार्ज (PD) पाइयो। अनुमोदन भन्दा पहिले र पछि १२ बार PD परीक्षण गरिएको थियो। यो पेपर यस ट्रान्सफोर्मरको PD परीक्षणसँग सम्बन्धित सन्दर्भ मानक, प्रक्रिया, डाटा, र समस्याहरूको विश्लेषण गर्दछ र भविष्यमा ७५०किवीटी र १०००किवीटी ट्रान्सफोर्मरहरूको ठाउँ बाट चलाउँदा परीक्षणका लागि व्यावहारिक अभियान्त्रिक सिफारिशहरू दिन्छ।

II. ट्रान्सफोर्मरको मूल परामितिहरू

लानझौ पूर्व सबस्टेशनको मुख्य ट्रान्सफोर्मरलाई चीनको शियान XD ट्रान्सफोर्मर कोम्पनीले निर्माण गरेको थियो। महत्त्वपूर्ण परामितिहरू यस प्रकार छन्:

• मॉडेल: ODFPS-500000/750

• निर्धारित वोल्टेज: HV ७५०किवीटी, MV (±२.५% टैप चेन्जर सहित) किवीटी, LV ६३किवीटी

• निर्धारित क्षमता: ५००/५००/१५० MVA

• अधिकतम सञ्चालन वोल्टेज: ८००/३६३/७२.५ किवीटी

• कूलिङ विधि: बलगढी तेल परिपथ र हवाको बाट ठाउँ बाट चलाउँदा (OFAF)

• तेलको वजन: ८४ टन; कुल वजन: २९८ टन

• HV वाइंडिङ इन्सुलेशन लेभल: फुल-वेव इम्पल्स १९५०किवीटी, चप्पट-वेव इम्पल्स २१००किवीटी, छोटो-समय इन्ड्युस्ड टोलरेन्स वोल्टेज १५५०किवीटी, पावर फ्रिक्वेन्सी टोलरेन्स वोल्टेज ८६०किवीटी

III. परीक्षण प्रक्रिया र मानकहरू

(A) परीक्षण प्रक्रिया

GB1094.3-2003 अनुसार, ट्रान्सफोर्मरको लागि आंशिक डिचार्ज परीक्षण प्रक्रियाले पाँच टाइम पेरियडहरू—A, B, C, D, र E—सहित निर्धारित अनुमोदित वोल्टेजहरू समावेश गर्दछ। C पेरियडको प्रारंभिक टेन्सन १.७ पर युनिट (pu) परिभाषित गरिएको छ, जहाँ १ pu = Um/√3 (Um अधिकतम सिस्टम वोल्टेज हो)। यो मान GB1094.3-1985 मा निर्धारित Um भन्दा थोरै ठूलो छ। लानझौ पूर्व ट्रान्सफोर्मरको लागि Um = ८००किवीटी, त्यसैले प्रारंभिक टेन्सन ७८५किवीटी हुनुपर्छ।

(B) टोलरेन्स वोल्टेज आवश्यकताहरू

• लानझौ पूर्व ट्रान्सफोर्मरको लागि छोटो-समय इन्ड्युस्ड टोलरेन्स वोल्टेज ८६०किवीटी छ। चीनको स्टेट ग्रिड कोर्पोरेशनको "७५०किवीटी UHV इलेक्ट्रिकल उपकरणको लागि अनुमोदन परीक्षण मानक" अनुसार, ठाउँ बाट चलाउँदा परीक्षण वोल्टेज फ्याक्ट्री परीक्षण मानकको ८५% हुनुपर्छ, यानी ७३१किवीटी, जुन १.७ pu (७८५किवीटी) भन्दा थोरै ठूलो छ।

• प्रारंभिक टेन्सन र अनुमोदन टोलरेन्स वोल्टेज बीचको टक्रार लामोसाट गर्न, सम्बन्धित मानकहरूले यदि प्रारंभिक टेन्सन फ्याक्ट्री टोलरेन्स वोल्टेजको ८५% भन्दा ठूलो छ भने, वास्तविक प्रारंभिक टेन्सन उपयोगकर्ता र निर्माताको बीचमा सहमति गरिनुपर्छ। "७५०किवीटी मुख्य ट्रान्सफोर्मरको लागि तकनीकी विनिर्देश" अनुसार, ठाउँ बाट चलाउँदा PD परीक्षणको प्रारंभिक टेन्सन फ्याक्ट्री टोलरेन्स वोल्टेजको ८५% हुनुपर्छ। त्यसैले, लानझौ पूर्व ट्रान्सफोर्मरको लागि ठाउँ बाट चलाउँदा PD परीक्षणको प्रारंभिक टेन्सन ७३१किवीटी निर्धारित गरिएको थियो। PD मापन र टोलरेन्स परीक्षण एकैसँग गरिएको थियो, जहाँ टोलरेन्स परीक्षण चरण PD परीक्षणको प्रारंभिक टेन्सन चरण थियो।

(C) आंशिक डिचार्जको स्वीकृति मानक

१.५ pu वोल्टेजमा, ट्रान्सफोर्मरको आंशिक डिचार्ज स्तर ५०० pC भन्दा कम छनुपर्छ।

IV. परीक्षण प्रक्रिया

२००५ गते अगस्त ९ देखि २००६ गते अप्रिल २६ सम्म, लानझौ पूर्व सबस्टेशनको फेज ए मुख्य ट्रान्सफोर्मरमा कुल १२ बार PD परीक्षण गरिएको थियो। मुख्य परीक्षण जानकारी यस प्रकार सारांशित गरिएको छ:

समग्र रूपमा, कार्यान्वयन बाट पहिले फेज ए मुख्य ट्रान्सफोर्मरको एमवी वाइंडिङको पीडी स्तर ६०० र ९१० पीसी बीच थियो, जुनले ५०० पीसीको स्वीकृति मानदण्डलाई पार गरेको थियो। तर, कार्यान्वयन पछि अप्रिल २६, २००६ मा फेरी परीक्षण गरिन्जेको पीडी स्तर २८० पीसीमा घट्यो, जसले आवश्यकता पूरा गर्यो।

व. परीक्षण विश्लेषण

(क) आंशिक डिचार्ज उत्पत्ति वोल्टेज (पीडीआईवी) र विलोपन वोल्टेज (पीडीइवी)

• परिभाषा समस्याहरू: जीबी७३५४-२००३ र डीएल४१७-१९९१ ले पीडीआईवी र पीडीइवीको अस्पष्ट परिभाषा प्रदान गरेका छन्। उदाहरणका लागि, परिभाषामा "निर्धारित मान" अस्पष्ट छ—यद्यपि ५०० पीसी लामो हुन्छ, यो वास्तविक अनुप्रयोगमा महत्वपूर्ण असंगतिहरू ल्याउँछ। अतिरिक्त, ठाउँमा गरिने परीक्षणमा पारित शोर अक्सर दहाँ र सय पिकोकुलंबमा पुग्छ, जसले डिचार्जको स्पष्ट उत्पत्ति खोज्न मुश्किल बनाउँछ।

• केस अवलोकन: लाञ्झौ ईस्ट फेज ए ट्रान्सफोर्मरमा गरिने १२ पीडी परीक्षणहरूमा, पीडी स्तर वोल्टेजको साथ धीरे धीरे बढ्यो, जुनले स्पष्ट छलफल नभए (अधिकतम चरण परिवर्तन ~२०० पीसी), जसले स्पष्ट पीडीआईवी निर्धारण असंभव बनाउँछ। केही परीक्षणहरूमा, निम्न वोल्टेजमा यथार्थ पीडी पहिले निकिन्छ, जसले पीडीआईवी घटेको निर्णय गर्न मुश्किल बनाउँछ। अतिरिक्त, नवीनतम राष्ट्रिय मानक जीबी१०९४.३-२००३ ले पीडीआईवी वा पीडीइवी बारेमा उल्लेख गरेको छैन, जसले व्यवहारकारीहरूमध्ये असंगत व्याख्या र निर्णय ल्याउँछ।

(ख) डिचार्ज विस्थापन

• सामान्य विधिहरूकी सीमाहरू: व्यापक रूपमा प्रयोग गरिने अल्ट्रासोनिक पीडी विस्थापन विधि डिचार्जले उत्पन्न गरेका अल्ट्रासोनिक तरंगहरूको समय अन्तर जाँच्दछ, जसले टङ्की दीवारमा सेन्सरमा पुग्छ। तर, यस विधिले अपरिपक्व प्रौद्योगिकी, पर्याप्त डिचार्ज ऊर्जा (सेन्सर संवेदनशीलता विस्तारमा) र अनेक रिफ्लेक्सन र रिफ्रक्सन द्वारा अन्तर्निहित वाइंडिङहरूबाट अल्ट्रासोनिक तरंगहरूको असहज विस्थापन जस्ता चुनौतीहरूसँग सामना गर्छ।

• केस नतिजाहरू: कार्यान्वयन बाट पहिले परीक्षणहरूमा, पीडी विस्थापन उपकरणले डिचार्ज स्थानको केवल अनुमानित आँकलन दियो। कन्ट्रोल रूम निरीक्षण प्रणालीले वोल्टेजको साथ पीडी फेरफार खोज्दै नपर्यो, जसले नतिजाहरूको उपयोगिता सीमित गर्यो। अप्रिल २६, २००६ को परीक्षणमा बादमा स्थापित ऑनलाइन निरीक्षण प्रणालीहरूले पनि सम्बन्धित फेरफारहरू खोज्दै नपर्यो। त्यसैले, जब पीडी स्तर निम्न छ, अल्ट्रासोनिक विस्थापन नतिजाहरूलाई ध्यान दिनुपर्छ।

(ग) डिचार्जको गम्भीरता

यद्यपि मानकले १.५ पु वोल्टेजमा ५०० पीसीको सीमा निर्धारित गरेको छ, वास्तविक अनुप्रयोगमा ५०० पीसी र ७०० पीसी बीच अधिक महत्वपूर्ण फरक छैन—तिनीहरू एउटै गुणाङ्कमा छन्। अतिरिक्त, जब पीडी १००० पीसी भन्दा निम्न छ, ट्रान्सफोर्मरको अन्तर्गत डिचार्जको दृश्य रूपमा देख्न नमिल्छ, र ठाउँमा तेल निकाल गरिने जाँचहरूले अक्सर असामान्यताहरू खोज्दैन। ७५० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मर (ठूलो र भारी) फेक्टरीमा रिपेअर गर्न फर्काउने उच्च झुक्न छ।

श. सुझावहरू

(क) अन्तःकारक तह बढाउनुहोस्

लाञ्झौ ईस्ट ट्रान्सफोर्मरको प्रेरित टिकाउने वोल्टेज धेरै निम्न छ। घरेलू ७५० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मर निर्माणको लामो इतिहास र सीमित अनुभव र ठाउँमा पीडी परीक्षणको आवश्यकता लिए, भविष्यका ७५० किलोवोल्ट मुख्य ट्रान्सफोर्मरहरूमा कम्तिमा ९०० किलोवोल्टको प्रेरित टिकाउने वोल्टेज राख्नुहोस् भन्ने सुझाव दिइन्छ।

(ख) ठाउँमा कार्यान्वयन पीडी परीक्षणको मानक सुलाइनुहोस्

बाहिर देशमा, पीडी परीक्षण फेक्टरीमा लामो गरिन्छ, ठाउँमा फेरी नगरिन्छ। तर, चीनमा, ठाउँमा पीडी परीक्षण कार्यान्वयनको आवश्यक अन्तिम आइटम हो। यसलाई निम्न आधारहरूले ७५० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मरको ठाउँमा पीडी परीक्षणको स्वीकृति मानदण्ड १००० पीसी भन्दा निम्न बनाउनुहोस् भन्ने सुझाव दिइन्छ:

• ५००–१००० पीसीको बीचका ट्रान्सफोर्मरहरूमा पीडी स्तर भण्डारण वा संचालनको एक अवधि पछि फेरी परीक्षण गर्दा निम्न हुन्छ (उदाहरणका लागि, लाञ्झौ ईस्ट फेज ए ट्रान्सफोर्मर)।

• जब पीडी १००० पीसी भन्दा निम्न छ, त्यसपछि ट्रान्सफोर्मरको अन्तर्गत डिचार्जको दृश्य रूपमा देख्न नमिल्छ, ठाउँमा जाँचहरूले अक्सर असामान्यताहरू खोज्दैन, र फेक्टरीमा फर्काउन उच्च झुक्न छ।

• ७५० किलोवोल्ट र १००० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मरको ठाउँमा पीडी परीक्षण प्रभावतः "क्वासी-टिकाउने परीक्षण" हुन्छ:

• सानो वोल्टेज मार्जिन: लाञ्झौ ईस्ट ट्रान्सफोर्मरको लागि, १.५ पु (६९३ किलोवोल्ट, ±३% मापन अनिश्चितता: ६७२–७१४ किलोवोल्ट) वोल्टेजमा पीडी परीक्षण वोल्टेज कार्यान्वयन टिकाउने वोल्टेज ७३१ किलोवोल्ट भन्दा धेरै नजिक छ, जसले केवल २.४% मार्जिन छोड्छ। भलाई, भविष्यका ७५० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मरहरूमा प्रेरित टिकाउने वोल्टेज ९०० किलोवोल्टमा बढाइन्छ, तर ७६५ किलोवोल्टमा कार्यान्वयन परीक्षण गर्दा लिमिटेड मार्जिन छोड्छ। त्यसैले, १००० किलोवोल्ट ट्रान्सफोर्मरको लागि, पीडी परीक्षण वोल्टेज (१.४ पु = ८८९ किलोवोल्ट) ९३५ किलोवोल्ट टिकाउने स्तर भन्दा नजिक छ।

• लामो अवधि: यद्यपि मानक टिकाउने अवधि केवल लगभग ५६ सेकेन्ड (१०८ हर्ट्ज परीक्षण फ्रिक्वेन्सी) छ, पूरा पीडी परीक्षण १.५ पु वोल्टेजलाई अधिकतम ६५ मिनेटसम्म लागू गर्छ। बारम्बार परीक्षण गर्ने ले संचयी अन्तःकारक क्षति ल्याउन सक्छ, जसले ट्रान्सफोर्मरको जीवनकाल प्रभावित गर्छ।

• ठाउँमा बारम्बार परीक्षण गर्ने द्वारा अत्यधिक पीडी योग्य स्तरमा घटाउने थोडा उदाहरणहरू छन्; बल्कि, पीडी स्तर बढ्न सक्छ (उदाहरणका लागि, लाञ्झौ ईस्ट फेज ए ट्रान्सफोर्मर: अगस्त १०, २००५ मा ७०० पीसी, सेप्टेम्बर २३ सम्म ९१० पीसीमा बढ्यो)।

(ग) पीडी उत्पत्ति र विलोपन वोल्टेज पुनः परिभाषा गर्नुहोस्

हालको मानकहरूमा पीडीआईवी र पीडीइवीको स्पष्ट परिभाषा छैन, जसले परीक्षण व्याख्यालाई भ्रमित गर्छ (लाञ्झौ ईस्ट केसमा देखिए)। यसलाई स्पष्ट अंकीय मानदण्डहरू र सुझाव सहित पुनः परिभाषा गर्नुहोस्, जहाँ पीडीआईवी र पीडीइवी स्पष्ट देखिन्छ न।

(घ) व्यावहारिक ठाउँमा प्रयोग गरिने तकनीकहरूको अनुसन्धानमा बल दिनुहोस्

• वास्तविक ट्रान्सफोर्मर पीडी पैटर्नहरू संग्रह गर्नुहोस्: पाठ्यक्रमका अधिकांश प्रतिनिधित्वपूर्ण पीडी पैटर्नहरू प्रयोगशालाहरूको निर्माण गरिएका हुन्, जुन वास्तविक ट्रान्सफोर्मर व्यवहारलाई फरक पार्छ। उदाहरणका चित्रहरू क्षेत्रका कामको लागि पर्याप्त नहुन्छन्। वास्तविक दुनियाका पीडी पैटर्नहरू संग्रह गर्दा र विश्लेषण गर्दा र त्यहाँलाई गुणात्मक विश्लेषण र स्थानीकरणका लागि संदर्भ मैनुअलमा संकलन गर्नुहोस्।

• बाहिरी बाधाको विरुद्ध अनुसन्धान आगे बढाउनुहोस्: बाहिरी बाधा ठाउँमा पीडी परीक्षणको लागि एक प्रमुख चुनौती हो। वर्तमान परिमाप व्यवस्थाहरू वास्तविक डिस्चार्ज र बाधामध्ये भेद गर्न सक्दैन, जसले ऑपरेटरको अनुभवमा अधिक निर्भर राख्छ। बाधाको स्रोत र दमन विधिहरूमा अधिक अनुसन्धान आवश्यक छ।

(ई) परीक्षण कर्मचारीहरूको लागि प्रमाणित गर्ने आवश्यकता

पीडी मापन नियमित ठाउँमा उच्च वोल्टेज परीक्षणहरूको बीच सामान्यतया तकनीकी रूपमा अधिक अप्रत्याशित छ। तर, गलत निर्णय आम छन्। कर्मचारीहरूलाई मौलिक सिद्धान्त, उपकरण वायरिङ, घटक सुसंगत, बाधा उन्मूलन, र पीडी स्थानीकरणमा व्यवस्थित प्रशिक्षण गर्नुपर्छ र परीक्षण गर्न अनुमति दिनु आगे प्रमाणित हुनुपर्छ।

(एफ) परीक्षण यन्त्रहरूको नियमित कलिब्रेशन

GB7354-2003 ले स्पष्ट रूपमा बताएको छ कि पीडी मापन यन्त्रहरूलाई वर्षमा कम्तिमा दुई बार वा बड्यो मर्मत गर्ने बाद कलिब्रेट गर्नुपर्छ। वास्तविक अवस्थामा, यो अक्सर गण्डा रूपमा अनुसरण गरिँदैन, र केही यन्त्रहरू वर्षहरू लाई कलिब्रेट बिना प्रयोग गरिन्छन्—केही गल्तिहरू दहाइ गुना तक रेकर्ड गरिएका छन्। राष्ट्रिय मानकहरू अनुसार कलिब्रेशनको गण्डा लागू गर्ने विशेषज्ञ सिफारिश गरिन्छ जसले मापन योग्यता सुनिश्चित गर्ने हुन्छ।

(जी) जरूरी छ भने ऑनलाइन निरीक्षण प्रयोग गर्नुहोस्

ऑनलाइन निरीक्षण तकनीक बाहुल्य रूपमा सुधार भएको छ। 750kV ट्रान्सफोर्मरहरूको लागि पीडी स्तर अधिक लिमिट भन्दा उच्च छ तर गम्भीर रूपमा उच्च छैन, यसको लागि बढियो ऑनलाइन निरीक्षण एक उचित दृष्टिकोण हुन्छ। पीडी बाहेक, तापमान, कोर र क्लैम्प ग्राउंडिङ विद्युत, र तेल योगिक निरीक्षण गर्नुहोस् यसरी ट्रान्सफोर्मरको स्वास्थ्यलाई समग्र ढंगले आकलन गर्न सकिन्छ।

सात: निष्कर्ष र भविष्यकी दृष्टि

• निष्कर्ष: वर्तमान मानकहरू पीडी आरम्भ र लुप्त हुने वोल्टेजको लागि अपर्याप्त परिभाषा प्रदान गर्दछ, जसले ठाउँमा परीक्षणलाई निर्देशन दिन अपर्याप्त छ। लान्झोउ पूर्व 750kV ट्रान्सफोर्मरको अन्तर्किरण स्तर सापेक्ष निम्न छ, जसले यसको पीडी परीक्षण अनुसार "क्वासी-थर" परीक्षण बनाउँछ। फेज ए ट्रान्सफोर्मरमा 12 ठाउँमा पीडी परीक्षण अस्थिर अन्तर्किरण तनावको कुनै एक संचयित छन्। भविष्यका 750kV ट्रान्सफोर्मरहरूको अन्तर्किरण स्तर कम्तिमा 900kV हुनुपर्छ।

• भविष्यकी दृष्टि: चीनको 1000kV AC अत्यधिक उच्च वोल्टेज प्रसारणको लागि अनुसन्धान र योजना पूरा भइसकेको छ, र प्रदर्शन परियोजनाहरू निर्माणमा छन्। 1000kV ट्रान्सफोर्मरहरूको छोटो अन्तर्किरण मार्जिनको दृष्टितयार ठाउँमा आयोजित टेस्टको लागि अनुसन्धान शुरू गर्नु आवश्यक छ यसले व्यावहारिक अनुप्रयोगका लागि तकनीकी सहायता प्रदान गर्नेछ।