Uchunguzi wa PD na Uchunguzi wa Ukosefu wa Umuhimu wa Trafomu ya 750kV: Mfano na Mapendekezo

I. Utangulizi

Mchanganyiko wa umeme wa Guanting–Lanzhou Mashariki wa 750kV na mradi wa kijamii ulianzishwa rasmi tarehe 26 Septemba 2005 nchi ya Uchina. Mradi huu unajumuisha viwanda vitatu—Lanzhou Mashariki na Guanting (kila moja imeandaliwa na tranfomaa za 750kV nne, tatu zinazofanya kazi kama mfumo wa tranfomaa wa tatu, na moja yenyeleweka)—na mstari mmoja wa kutumia umeme. Tranfomaa za 750kV zilizotumika katika mradi huo ziliundwa na kutengenezwa kwa ujanja nchini Uchina. Wakati wa majaribio ya ushirikiano maeneo ya kwanza, kufungua sana kwa kifupi (PD) kilipatikana kwenye tranfomaa ya fasi A viwanda vya Lanzhou Mashariki. Jumla ya majaribio 12 ya PD yaliyofanyika kabla na baada ya ushirikiano. Hii kitabu kinatanthitisha mapokeo, mifano, data, na matatizo yanayohusiana na majaribio ya PD ya tranfomaa hii, na kutoa mapendekezo muhimu ya uhandisi kutokana na wazo la kuwasaidia majaribio maeneo ya kwanza ya tranfomaa za 750kV na 1000kV.

II. Mipangilio Makuu ya Tranfomaa

Tranfomaa kuu vya viwanda vya Lanzhou Mashariki viliteundwa na Xi’an XD Transformer Co., Ltd. Mipangilio muhimu ni kama ifuatavyo:

• Modeli: ODFPS-500000/750

• Ungawa wa Kiwango: HV 750kV, MV (na changamoto ya tap ±2.5%) kV, LV 63kV

• Ungawa wa Kiwango: 500/500/150 MVA

• Ungawa wa Kazi Mwingi: 800/363/72.5 kV

• Njia ya Kutunza: Mzunguko wa mafuta kwa nguvu ya udhibiti (OFAF)

• Uwiano wa Mafuta: 84 tanu; Uwiano wa Jumla: 298 tanu

• Kiwango cha Ukurasa wa Winding wa HV: Impulse kamili 1950kV, impulse iliyovunjika 2100kV, ukurasa wa kuzuia kwa muda mfupi 1550kV, ukurasa wa kuzuia kwa muda wa power frequency 860kV

III. Mifano na Mapokeo ya Majaribio

(A) Mifano ya Majaribio

Kulingana na GB1094.3-2003, mifano ya majaribio ya PD kwa tranfomaa inajumuisha muda wa siku tano—A, B, C, D, na E—kwa kiwango cha umeme kilichochaguliwa kwa kila moja. Umeme wa kuzingatia kabla ya stress kwenye muda wa C unahusu 1.7 per unit (pu), ambapo 1 pu = Um/√3 (Um ni ungawa wa kiwango cha mfululizo). Thamani hii ni kidogo chini ya Um kama ilivyotolewa kwenye GB1094.3-1985. Kwa tranfomaa ya Lanzhou Mashariki, Um = 800kV, basi umeme wa kuzingatia kabla ya stress unapaswa kuwa 785kV.

(B) Mataraji ya Kuzuia

• Ukurasa wa kuzuia kwa muda mfupi wa tranfomaa ya Lanzhou Mashariki ni 860kV. Kulingana na "Commissioning Test Standards for 750kV UHV Electrical Equipment" ya State Grid Corporation of China, umeme wa majaribio maeneo ya kwanza unapaswa kuwa 85% ya thamani ya majaribio ya factory, tofauti, 731kV, ambayo ni chini ya umeme wa kuzingatia kabla ya stress unaohitajika wa 1.7 pu (785kV).

• Kukabiliana na tatizo la umeme wa kuzingatia kabla ya stress na umeme wa kuzuia wa ushirikiano, mapokeo yanayohusiana yanasema kwamba ikiwa umeme wa kuzingatia kabla ya stress unategemea 85% ya umeme wa kuzuia wa factory, umeme wa kuzingatia kabla ya stress halisi unapaswa kutathmini na mtumaini na mtengenezaji. "Technical Specification for 750kV Main Transformers" inasema kwa uhakika kwamba umeme wa kuzingatia kabla ya stress wa majaribio maeneo ya kwanza ya PD unafanana na 85% ya umeme wa kuzuia wa factory. Kwa hiyo, umeme wa kuzingatia kabla ya stress wa majaribio maeneo ya kwanza ya PD ya tranfomaa ya Lanzhou Mashariki ulikuwa 731kV. Majaribio ya PD na kuzuia zilizunganishwa, na anapokuwa na majaribio ya kuzuia ilikuwa ni hatua ya kuzingatia kabla ya stress ya majaribio ya PD.

(C) Mataraji ya Kubalika kwa Partial Discharge

Kwenye umeme wa majaribio wa 1.5 pu, kiwango cha PD cha tranfomaa linapaswa kuwa chini ya 500 pC.

IV. Mchakato wa Majaribio

Tarehe 9 Agosti 2005 hadi 26 Aprili 2006, jumla ya majaribio 12 ya PD yaliyofanyika kwenye tranfomaa kuu ya fasi A viwanda vya Lanzhou Mashariki. Taarifa muhimu za majaribio yamejumlishwa chini:

Kwa ujumla, tovuti ya PD ya kivuli cha umeme viwili vya fasi A kabla ya kutumika ilikuwa kati ya 600 na 910 pC, zifuatazo hatua ya kukubali ya 500 pC. Lakini, baada ya kutathmini upya tarehe 26 Aprili, 2006, baada ya kutumika, tovuti ya PD ilitumia chini hadi 280 pC, ikifanana na talabu.

V. Tathmini Tahlil

(A) Umbo la Kuanza wa PD (PDIV) na Umbo la Kufikia (PDEV)

• Suala za Maendeleo: GB7354-2003 na DL417-1991 hueneza maendeleo mafupi ya PDIV na PDEV. Kwa mfano, "thamani imewekwa" katika maendeleo hayo haijafafanuliwa vizuri—ingawa 500pC ni thamani inayotumika sana, hii linaweza kuwa sababu ya tofauti nyingi katika matumizi ya kweli. Vile vile, kelele chenye mazingira wakati wa majaribio yanayofanyika mahali pamoja mara nyingi inaweza kusoma kati ya minne na mia za picocoulombs, huku inaweza kuwa ngumu kuchukua mwisho wa kuanza wa PD.

• Matangazo ya Mwisho: Katika 12 majaribio ya PD vilivyofanyika kwenye transformer fasi A Lanzhou Mashariki, tovuti ya PD ilipanda polepole na umbo, bila kusema kwa wazi (mabadiliko kuu ~200pC), hii ikifanya kutoe PDIV yenye umuhimu. Katika baadhi ya majaribio, PD yenye umuhimu ilikuwa tayari inapatikana katika umbo madogo, hii ikifanya kutoe ukimya kama PDIV imepanda. Vile vile, chuo kimo kimpya cha taifa GB1094.3-2003 hakutaja PDIV au PDEV, hii ikifanya kutoe umuhimu wa kuelewa na kuthibitisha kati ya wazalendo.

(B) Ujenzi wa PD

• Maongezi ya Nyanja za Kutumika: Nyanja ya kutumika sana za ujenzi wa PD zenye sauti za juu zinapata tofauti ya muda ya sauti za juu zinazopatikana kwenye sensori za ufungaji. Lakini, njia hii ina changamoto kama teknolojia isiyofanikiwa, hitaji wa nishati kubwa za PD (kwenye eneo la utambuzi wa sensori), na ushawishi usiofanikiwa kutokana na marudia na mawimbi mengi za sauti za juu kutoka kwenye vitengo vidogo.

• Matokeo ya Mwisho: Wakati wa majaribio ya mapema, vifaa vya ujenzi wa PD vilipatia tarakilishi tu ya mahali pa PD. Mfumo wa uzalishaji wa chumba kiu cha kawaida hakuweza kupata mabadiliko ya PD na umbo, hii ikifanya athari za matokeo kuwa chache. Mfumo wa uzalishaji wa mtandaoni uliojiunga nyuma pia hakuweza kupata mabadiliko muhimu wakati wa majaribio tarehe 26 Aprili, 2006. Hivyo basi, matokeo ya ujenzi wa sauti za juu yanapaswa kutathminika vizuri wakati tovuti ya PD ni ndogo.

(C) Ukuaji wa PD

Ingawa chuo kimo kilizitaja hatua ya 500pC kwenye 1.5 pu, katika matumizi, hakuna tofauti muhimu kati ya 500pC na 700pC—zote ziko kwenye kiwango sawa. Vile vile, wakati PD ni chini ya 1000pC, hakuna athari ya kuona kwenye ndani ya transformer, na tathmini ya mahali pamoja ya mafuta haipatikani mara nyingi. Kurudisha transformer 750kV (mkubwa na mzito) kwenye eneo la kutengeneza linaweza kuwa na hatari nyingi.

VI. Mapendekezo

(A) Ongeza Kiwango cha Kujitegemea

Umbo la kujitegemea la transformer Lanzhou Mashariki ni chache. Kwa kuzingatia historia fupi na tajriba chache katika kutengeneza transformer 750kV, pamoja na hitaji wa majaribio ya PD mahali pamoja, tunapendekeza kuwa transformer 750kV yake ya mbele iwe na umbo la kujitegemea si chache kuliko 900kV.

(B) Ongeza Hatua za Majaribio ya PD Mahali Pamoja

Nje ya nchi, majaribio ya PD yanafanyika tu kwenye eneo la kutengeneza, si kwenye mahali pamoja. China, lakini, majaribio ya PD mahali pamoja ni sharti muhimu ya kutumika. Tunapendekeza kuwa hatua ya kukubali kwa majaribio ya PD mahali pamoja ya transformer 750kV iwe chini ya 1000pC, kwa sababu zifuatazo:

• Transformer ambayo tovuti ya PD zao ni kati ya 500–1000pC mara nyingi inapata PD chini kwa kurudi kutathmini baada ya muda wa kutengeneza au kutumika (kwa mfano, transformer fasi A Lanzhou).

• Wakati PD ni chini ya 1000pC, hakuna athari ya kuona, tathmini mahali pamoja haipatikani mara nyingi, na kurudisha kwenye eneo la kutengeneza linaweza kuwa na hatari nyingi.

• Majaribio ya PD mahali pamoja kwa transformer 750kV na 1000kV ni sana "majaribio ya quasi-kujitegemea":

• Urefu wa umbo chache: Kwa transformer Lanzhou, umbo la majaribio ya PD kwenye 1.5 pu (693kV, ±3% hatua ya kutathmini: 672–714kV) ni karibu sana na umbo la kutumika wa 731kV, unaweza kutengeneza refu tu wa 2.4%. Hata ikiwa transformer 750kV zinazokuwa na umbo la kujitegemea kunapanda hadi 900kV, majaribio ya kutumika kwenye 765kV bado linaweza kutengeneza refu chache. Vile vile, kwa transformer 1000kV, umbo la majaribio ya PD (1.4 pu = 889kV) ni karibu sana na umbo la kujitegemea wa 935kV.

• Muda mrefu: Ingawa muda wa kutathmini wa chuo kimo ni tu kati ya dakika 56 (kwenye umbo la kutathmini wa 108Hz), majaribio kamili ya PD hutumia 1.5 pu kwa hadi dakika 65. Kutathmini tena mara nyingi inaweza kuleta dharura ya kujitegemea, ikifanya transformer kupungua muda wake.

• Marahaba machache ambapo majaribio tena mahali pamoja yanaweza kupunguza PD chini ya hatua ya kukubali; badala yake, tovuti za PD zinaweza kubadilika (kwa mfano, transformer fasi A Lanzhou: 700pC tarehe 10 Agosti, 2005, ilipanda hadi 910pC tarehe 23 Septemba).

(C) Rudia Maendeleo ya PDIV na PDEV

Chuo kimo kinachopo kihusisha hakina maendeleo safi za PDIV na PDEV, ambayo inaweza kuwa sababu ya kutathmini kwa njia mbaya (kama kilivyosema kwenye transformer Lanzhou). Tunapendekeza kurudia maendeleo haya na kuita kwa nambari za thamani na kutoa maelekezo kwa kesi ambako PDIV na PDEV hazitoshi.

(D) Ongeza Utaratibu wa Kutathmini Teknolojia za Kutumika Mahali Pamoja

• Kusanyaji Kwa Uwiano wa PD Halisi za Transformer: Uwiano wa PD zinazofanikiwa sana katika vitabu ni kutokana na ujuzi wa makabila, ambayo ni tofauti kutoka kwa tabia halisi ya transformer. Miongozo ya diagramu ni isipokuwa kwa kutosha kwa kazi ya maeneo. Ni muhimu kukusanya na kuhakikisha uwiano wa PD halisi na kuhifadhi wao kwenye manueli za mizizi kwa ajili ya tathmini ya asili na upatikanaji.

• Endeleza Uchanganuzi wa Kutegemea: Kutegemea nje ni changamoto kubwa katika uchunguzi wa PD mahali pa kazi. Mfumo wa utafiti wa sasa hawawezi kutoa tofauti kati ya uzalishaji halisi na kutegemea, unategemea sana kwa ujuzi wa mtumishi. Inahitajika utafiti zaidi kuhusu chanzo cha kutegemea na njia za kupunguza.

(E) Hitaji Tathmini kwa Wateja

Uchunguzi wa PD ni wa kiufundi zaidi na usiofikirika wa uchunguzi wa umeme mkali wa kawaida. Hata hivyo, vihitilafu ni vya kawaida. Watu wanapaswa kupewa elimu msingi, kujenga mitandao, kuchambua kile kinachofaa, kupunguza kutegemea, na kufikia PD, na lazima wapewe tathmini kabla ya kuwa wanaeza kufanya uchunguzi.

(F) Usimamizi wa Muda wa Vifaa vya Uchunguzi

GB7354-2003 inaelezea kwa undani kuwa vifaa vya kuchunguza PD yanapaswa kuhesabiwa mara mbili kwa mwaka au baada ya majaribio makubwa. Katika kawaida, hii haihifadhiwa kwa kutosha, na baadhi ya vifaa vinatumika kwa miaka bila kuhesabiwa—mafuriko kama elfu imekabiliana. Inapatikana kuwa ni nzuri kuhesabiwa kulingana na masharti ya taifa ili kuhakikisha uwiano wa kutosha.

(G) Tumia Uchunguzi wa Mtandaoni Wakati Wanahitajika

Utafiti wa teknolojia ya uchunguzi wa mtandaoni umefanikiwa sana. Kwa transformer 750kV wenye uwiano wa PD unaotarajiwa lakini si kwa kina, uchunguzi wa mtandaoni unaweza kuwa njia nzuri. Pamoja na PD, parameta kama joto, umeme wa kijani na kamba ya kijani, na chromatography ya mafuta yanapaswa kuwa kwenye uchunguzi ili kujua tabia ya transformer kamili.

VII. Muhtasari na Matangazo

• Muhtasari: Masharti yasiyofanikiwa kusaidia kwa kutosha kwa PD inception na extinction voltage, kusababisha kudhibiti uchunguzi wa mahali pa kazi. Kiwango cha insulation cha transformer 750kV cha Lanzhou Mashariki ni chache, kufanya PD test wake kuwa "quasi-withstand" test. Test ya PD ya 12 katika Phase A transformer ilikuwa inaweza kusababisha stress ya insulation. Transformer 750kV ya baadaye yanapaswa kuwa na insulation level ya juu ya 900kV.

• Matangazo: Utafiti na mpango wa AC ultra-high-voltage transmission ya 1000kV China imefanyika, na misaalio ya kawaida yanajengwa. Kwa sababu ya insulation margin ndogo zaidi ya 1000kV transformers, utafiti wa uchunguzi wa on-site commissioning yanapaswa kuanzishwa mapema kusaidia matumizi ya kawaida.