Anailís ar Mhodhaí Diagnóise do Fheallacháin Grúnda i dTrandfórmaí Driobhach 35 kV

35 kV Tionscadáin Trasfhoirithint: Anailís ar Fheallainn Ghearrúcháin an Núicín agus Modhanna Diagnóise

Is eochairíochtaí coitianta iad na tiontásaithe toilsiúcháin 35 kV i gcórais fhuinnimh, ag déanamh oibre thábhachtach i gcothromáil fuinnimh. Ach le himeacht ama, tá fheallainneacha ghearrúcháin an núicín tar éis a bheith ina cheist mhór a mheascann sé do réirimeacht obair na tiontásaithe. Ní hamháin go meastar go ndéantar feallainneacha ghearrúcháin an núicín isteach sa héifeacht fuinnimh na tiontásaithe agus méadaíonn siad costais úrscuaine, ach d'fhéadfadh siad freisin greim níos measa a chur ar fheallainneacha fuinnithe.

Mar a bhfuil an t-eochairshonraíochas ag éirí níos sine, tá an rathúlacht de fheallainneacha ghearrúcháin an núicín ag dul suas, ag iarraidh ardú ar diagnóise agus cur chuige ar fheallainneacha le linn úsáid agus úrscuaine. Cé go bhfuil roinnt modhanna diagnóise ann faoi láthair, tá teibhleáin teicniúla ann cosúil le neartú ar éifeacht aimsiú agus cruinneas aimsiú fheallainneacha. Tá riachtanas ciúin don staidéar agus úsáid níos mó teicneolaíochta diagnóise níos cruinne agus níos misniúla chun cruthúnas obair an t-eochairshonraíochais a fheabhsú agus seachras agus slánú córais fuinnimh a chinntiú.

1 Anailís ar Fhágha agus Carachtaristíche Fheallainneacha Ghearrúcháin an Núicín i Tiontásaithe Toilsiúcháin 35 kV

1.1 Fhágha Coitianta Fheallainneacha Ghearrúcháin an Núicín

Sa tiontásaithe toilsiúcháin 35 kV, úsáidtear gnáthmhaireolaí insuláide idir céimeanna an núicín chun a scuabadh. Ach le himeacht ama, cuireann réimsí fuinnithe agus teasa isteach sna mhaireolaí insuláide, go háirithe i réimsí airde fuinnithe agus teasa áirithe, áit a laghdóidh forbartha insuláide go tapa. Mar a laghdóidh an tiomantas insuláide, is féidir le feallainneacha insuláide a bheith ann in aon áit, ag cruthú fheallainneacha ghearrúcháin illochtana.

Tá titim oscailte ag tiontásaithe le himeacht ama, go háirithe i gcéimeanna athruithe uafais, agus is féidir leis an ngreim oscailte seo a chur ar an núicín agus comhábhair gearrúcháin. Má tá gearrúcháin clúdaithe agus má tá mhaireolaí insuláide boichte, is féidir leo fheallainneacha ghearrúcháin a spreagadh. Is féidir le feallainneacha trí shonraíocht nuálacha an núicín freisin a bheith mar fhorbairt. Le linn na sonraíochta, más féidir le ciorcail silíciam bheith ag scríobh, nó más féidir le ciorcal insuláide a bheith neamhchothrom, nó más féidir le neartú an núicín a bheith an-ard, is féidir le feallainneachtaí insuláide a bheith ann. Is minic a bhíonn na feallainneachtaí seo suite sa chuid gearrúcháin den tiontásaithe. Nuair a bhíonn an réimse fuinnithe sa núicín neamhchothrom, is féidir le reathaí páirteach a bheith ann.

1.2 Carachtaristíche Fuinnithe agus Coire Fheallainneacha

Is é an carachtar fuinnithe is direach den fheallainneacht ghearrúcháin an méid gearrúcháin a ardú. Tar éis fheallainneacht gearrúcháin a bheith ann, is minic a bheidh gearrúcháin reathaí ar nós harmonach, go háirithe i réimsí airde níos airde ná 50 Hz. Nuair a bheidh fheallainneacht ann, beidh an reatha gearrúcháin gan sinoid a bheith ann, agus beidh amplitid mhór ar an harmonach.

Carachtar eile typiciúil den fheallainneacht ghearrúcháin an núicín is ea reathaí páirteach. Tar éis feallainneacht mhaireola insuláide, cuireann an réimse fuinnithe ar an suíomh damáite, ag cruthú reathaí coróna agus reathaí páirteach. Is minic a ghnóthaíonn reathaí páirteach reathaí pulseacha airde-fuinneamh, le réimse fuinnithe idir 3-30 MHz. Is féidir leis na comharthaí reatha sa réimse fuinnithe seo a chur san áireamh agus a chur chuig an aghaidh le transformair reathaí airde-fuinneamh speisialta (HFCT).

Is é an carachtar fuinnithe eile a spreagtar ag fheallainneacht ghearrúcháin an núicín an t-ardú teasa. Mar gheall ar chailleadh eddy current ag an bpointe fheallainneachta, ardódh an teaspain áitiúil. Ní hamháin go dtugann an t-ardú teasa sin dochar dhírect domhaireolaí insuláide, ach is féidir leis an teaspain áitiúil aird a chur ar chuid den núicín freisin.

1.3 Tionchar Fheallainneacha ar Obair na Tiontásaithe

Fágann fheallainneacha ghearrúcháin an núicín gearrúcháin reatha a ardú, rud a chuirfeadh aird breise ar an núicín. Consistíonn aird an núicín go príomha as cailleadh eddy current agus cailleadh hysteresis. Nuair a bheidh fheallainneacht gearrúcháin ann, cuireann an réimse fuinnithe neamhchothrom isteach sa tiontásaithe cailleadh eddy current a ardú i réimsí áirithe. Ní hamháin go laghdóidh sé seo éifeacht fuinnimh na tiontásaithe, ach d'fhéadfadh sé freisin aird a chur ar chostais oibriú. Laghdóidh an t-ardú aird an núicín an teaspain sa tiontásaithe, ag cur barr ar réirimeacht fadtéarmach.

Cuirtear reathaí páirteach agus ardú teasa ar fáil ag fheallainneacha ghearrúcháin an núicín, ag spreagadh forbartha insuláide intíre na tiontásaithe. Le linn forbartha insuláide, laghdóidh an tiomantas insuláide, agus éiríonn go dtioclóidh an cumas insuláide. Nuair a thioclóidh an insuláid go hiomlán, is féidir leis an gceangal páirteach nó fheallainneacht níos measa a bheith ann.

Ní hamháin go laghdóidh fheallainneacha ghearrúcháin an núicín an fheidhm fuinnithe, ach cuireann siad freisin tionchar ar chothromáil óil na tiontásaithe. Nuair a bheidh an núicín ag gearrú, cuireann reathaí páirteach agus an teaspain isteach ar an óil, ag cur athraithe ar an gcumhacht gasa dissolta sa óil, go háirithe ar mhéadú neamhrialta ar CH4 agus C2H4.

2 Modhanna Diagnóise agus Comhparáid Teicneolaíochta ar Fheallainneacha Ghearrúcháin an Núicín

2.1 Modhanna Diagnóise Tradisiúnta

Is é an modh tiomantas DC ceann de na modhanna diagnóise tradisiúnta ar fheallainneacha ghearrúcháin an núicín, ag déanamh cinneadh faoi fheallainneacht trí thiomantas insuláide idir an núicín agus an talamh a mhéis. Úsáideann an modh seo voltag DC agus measann an ráta reatha/voltag chun tiomantas insuláide a ríomh. Is minic a mheastar go mbeidh an tiomantas insuláide an núicín ag fágáil ar luach ard; má laghdóidh an tiomantas faoi líne áirithe, is féidir leis go mbeidh fheallainneacht gearrúcháin ann.

Áfach, ní féidir le modh an tiomáin réadach feidhmiúcháin éifeachtach ríomhphointí deifecte. Tugann a mheastacháin amháin léargas ar an fheidhm scíth iomlán na gcúinne agus ní féidir leis páirteacha deifecte áirithe a shainiú. Tá maolú áirithe ag an modh seo freisin, go háirithe nuair nach bhfuil athrú suntasach tagtha ar an tiomáin réadach agus nár chuir sé aon athrú suntasach go fóill, rud a dhéanann measúnú deifecte luath neamhéifeachtach. Ní féidir leis an modh tiomáin réadach eile freisin eolas a thabhairt faoi chúineacha deifecte, agus ní féidir carachtar deifecte sainiúil a bhaint go héifeachtach as sonraí mheastacháin.

Cúraíonn anailís cromatagraim óil athruithe ar chónaí gas díoltasaithe i nóil an tionscadail chun cúineacha deifecte a shainiú. Is iad na gas díoltasaithe seo go minic atá á gcruthú nuair a tharlaíonn díol, teasa, nó deifecte leictreacha eile laistigh den tionscal. I measc na ngás comhchoiteanna i nóil an tionscadail tá metán (CH4), etilín (C2H4), etán (C2H6), srl. D’fhéadfadh athruithe ar mhéideanna gas a léiriú stádas oibriúcháin an tionscadail.

Tríd meastachán a dhéanamh ar mhéideanna gas díoltasaithe i nóil le cúineacha deifecte, is féidir le linn a dhéanamh anois nach raibh deifecte grúndúil cúinne tar éis tarlú sa tionscal. Tá anailís cromatagraim óil ag freagairt ina laghad; tar éis do deifecte tarlú, níos mó ama a bhíonn ag teastáil don gas díoltasaithe a chumascadh, ag teorainn cruinnas anailíse deifecte. Ní féidir leis an anailís cromatagraim óil ríomh phointí deifecte nó carachtar sainiúil a thabhairt, ach léiríonn sé deifecte trí athruithe ar mhéideanna gas. Do deifecte beaga nó idirghníomhacha, d’fhéadfadh anailís cromatagraim óil a bheith moillithe agus gan infheistíocht chruinn a dhéanamh i dtarla deifecte.

2.2 Teicneolaíochtaí Déantúsa Measartha Nua-Aoiseacha

Is bunaithe ar phrionsabal trasnóirí tiomáin uafais ardshoime (HFCT) í teicneolaíocht déantúsa brúid anailíse, ag capall agus ag anailíse pulse sinalaí deifecte a ghabháil le grúndúil cúinne chun deifecte a diagnóis. Nuair a tharlaíonn deifecte grúndúil cúinne, cruthaíonn an brúid parciúil pulse tiomáin uafais ardshoime ag pointí díol scíthe. Tá na sinalaí tiomáin seo go minic ina ghuth uafais uafais nó pulse sinalaí le rang fhréime idir 3-30 MHz.

Tríd seansaithe tiomáin uafais ardshoime a shuiteáil ar líne grúndúil an tionscadail, is féidir sinalaí brúid parciúla a chur i láthair in am réala. Tá an teicneolaíocht seo in ann pointí deifecte parciúla a aimsiú go héifeachtach, tá sé ina insitíbhíoch agus is féidir leis deifecte a bheith aitheanta ag stáidiu luath. Is féidir leis an anailís brúid parciúla deifecte beaga a bheith aitheanta mar gheall ar díol scíthe nó damáiste meicniúil, ag tabhairt eolais diagnóise deifecte cruinn. Tríd anailís a dhéanamh ar sinalaí brúid parciúla, is féidir meastachán a dhéanamh ar an tréimhse agus an treo forbartha deifecte, ag cuir isteach córas coireachta nó cosaint.

Úsáideann an teicneolaíocht imagaireachta téarmaíle local temperature rise areas in the core using infrared thermal imagers to determine if grounding faults exist. After grounding faults occur in transformers, eddy current losses in local areas cause temperature increases, particularly significant temperature rises around fault points. Infrared thermal imaging technology can obtain real-time temperature distribution on the core surface and determine fault existence through temperature differences. Typically, when temperature differences exceed 10°C, focused investigation of that area is needed. The advantage of this technology lies in its ability to detect temperature changes without contact, with fast measurement speed, making it suitable for rapid on-site detection.

Úsáideann an modh déantúsa tiomáin uafais ardshoime coils Rogowski chun athruithe tiomáin uafais ardshoime a mheas i línte grúndúla, go hidirnádúna i mbanda fréime idir 500 kHz agus 2 MHz. Cruthaíonn na tiomáin uafais ardshoime seo le prósais díol a bhíonn mar thoradh ar deifecte grúndúil cúinne. Tríd sinalaí tiomáin a aimsiú i mbanda fréime seo, is féidir a rá go cruinn go bhfuil deifecte ann. Chomh maith leis an teicneolaíocht anailíse brúid parciúla, tá an modh déantúsa tiomáin uafais ardshoime níos insitíbhíoch agus is féidir leis sinalaí deifecte an-chríochna a chur i láthair. Úsáideann an roinnt coil Rogowski chun mearbhall gan teagmháil a dhéanamh, ag éasú suíomhú agus ag feabhsú cruinneas mheastacháin. Tá an teicneolaíocht seo go háirithe oiriúnach do chuid réigiún nach féidir rochtain orthu go díreach agus is féidir leis an déantúsa a dhéanamh ar líne gan damáiste a dhéanamh ar thacaíocht.

3 Achoimre ar an gCruinniú Deifecte agus Anailís Cás

3.1 Moltaí le haghaidh Cruinniú Deifecte Oibriúil

Nuair a dhéantar diagnóis ar deifecte grúndúil cúinne, ba chóir a bheith ag sraithe préamha ag úsáid teicneolaíocht imagaireachta téarmaíle. Is féidir le himagaireachta téarmaíle mapáil teasmhara an tionscadail a fháil go tapa, ag cabhrú le haonad diagnóise deifecte a aimsiú. Nuair a aimsítear réigiún deifecte san sraithe préamha, ba chóir an chéad céim eile a bheith ag comhbhriste anailíse tiomáin uafais ardshoime agus teicneolaíocht anailíse brúid parciúla chun testanna cruinn a dhéanamh.

Úsáideann an modh déantúsa tiomáin uafais ardshoime coils Rogowski chun athruithe tiomáin grúndúla a chur i láthair sna banda fréime 500 kHz go 2 MHz, ag aimsiú go cruinn réigiún deifecte grúndúil cúinne. Úsáideann teicneolaíocht anailíse brúid parciúla sinalaí pulse sinalaí a mheas in am réala ag úsáid HFCT sensors, ag anailíse fréime agus cumas an díol chun réigiún deifecte a shainiú níos cruinne.

Tar éis anailíse tiomáin uafais ardshoime agus anailíse brúid parciúla, is féidir an chéad céim deiridh a bheith ag dearbhú agus ag anailís ar mhéide deifecte trí anailís cromatagraim óil. Tríd anailís a dhéanamh ar ghás díoltasaithe i nóil an tionscadail, go háirithe athruithe ar mhéide metán (CH4), etilín (C2H4), agus gás eile, is féidir an charachtar deifecte a shainiú níos cruinne. Do deifecte grúndúil cúinne suntasach, d'fhéadfadh anailís cromatagraim óil a léiriú go mór ar mhéide gás. Ag comhbhriste sonraí anailíse cromatagraim leis na torthaí déantúsa eile, is féidir an tionchar deifecte a mheas go compordach agus a thabhairt bonn don obair choireachta ar an tsuipéir.

3.2 Anailís Cás Coitianta

Le linn oibriú i stáisiún, mhothú foirne coiriúcháin go raibh tiomáin grúndúil go mór i dtionscal riaracháin 35 kV, an-iompair an luách normálta. Léirigh sonraí monatóireachta go raibh an tiomáin grúndúil ag éalú 5 A, agus faoi stáisiún normálta, ní mór an tiomáin grúndúil a bheith faoi 100 mA. An dúshlán a bhí ann ná gur raibh an tiomáin grúndúil ag éalú go mór, gan aon léarscáil deifecte fisiceacha soiléir. Bhí modhanna diagnóise leictreacha traidisiúnta cosúil le tástáil tiomáin réadach agus anailís cromatagraim óil neamhbhfeidhmeach chun eolas cruinn a thabhairt faoi ríomh deifecte.

Chun an t-eilimint ghearradh grúndála an transfórmadóra seo a réiteach, úsáid an tionscal iadraíocht éagsúla diagnoitheach nua-aimseartha. Ar dtús, úsáid siad imágha teasa FLIR T640 chun scagthuiscaint a dhéanamh, ag aimsiú go tapa na háiteanna ina bhfuil méartú tempairí san eilimint príomha agus sa chuid comhchruinní. Ansin, úsáid siad sinsiúir siúlta PD-Tech HFCT chun siúl grúndála a mheas. Deiridh, úsáid siad deicteoirí seachadadh páirciálta PD-Tech chun comharthaí seachadadh a thástáil agus anailís a dhéanamh orthu, ag aimsiú an pointe fadhb. Tá na torthaí tástála le feiceáil i Tab. 1.

Tab.1 Torthaí déantaisc fadhbanna transfórmadóra

Ar an amhbair ar an gcóras imáil téarmach, sroichte an difríocht teolaíochta in aice leis na comhpháirteanna buailte clampsála an bharrúil 12°C, ag fágáil an raon normálta, ag dearbhad bunreachtach go d'fhéadfadh sé a bheith róthaitneamh sa réimse seo. Lorgaíodh i gcoireamh tríd úsáid sinsiúir corraint haisíneacha go raibh 5 A an corraint talún, go mór níos mó ná an luach normálta de 100 mA, rud a léiríonn go raibh cothrom déanta laistigh den trasfhoirithint. Thaispeáin tuarascáil breise ar chur amach páirteach go raibh doimhneacht mhór ag cur isteach ar shaincéad corraint haisíneacha laistigh den raon 4.5-18 MHz, agus an tionscal cur amach ag dul ó stiúir go minic, rud a léiríonn go raibh an pointe cothroma suite ag an mbuailte clampsála barrúil agus go raibh an cothrom ag éileamh.

Cuirtear síorshamhló an pointe cothroma chuige ar an mbuailte insuláideach an bharrúil clampsála. Tá an t-aine insuláideach tar éis éilithe mar gheall ar obair fadaéideach, ag cruthú damáiste insuláideach íogair a spreag an cothrom talún. I measc na dtreoirlínte cuir chun cinn an chothrom, cuireadh an buailte insuláideach in ionad, agus d'éirigh leis an trialacha i ndiaidh sin a dearbhad go raibh an corraint talún filte ar ais go dtí an luach normálta, ag scrios an chothrom agus ag athchóiriú modh oibriú cumasach an tionscadail.

Léiríonn an cás seo go d'fhéadfadh an tionscadal idirnáisiúnta de theicneolaíochtaí scannáin téarmach, theicneolaíochtaí láidir cur amach páirteach, agus theicneolaíochtaí scannáin corraint haisíneacha a chuidiú go huathdhaontaithe le feabhas agus cruinneas diagnóise cothrom talún barrúil. Trí thiomantas gníomhaíochta agus cothromais, ba chóir don phobal gníomhaíochtaí na teicneolaíochtaí seo a úsáid go rialta le linn an diagnóis cothromchomhlach chun a chinntiú go bhfuil an trasfhoirithint ag oibriú go sábháilte agus go cumasach.

4 Deireadh

Trí thionscadal idirnáisiúnta de theicneolaíochtaí diagnóise reatha, is féidir an cruinneas áit a bhfuil an cothrom agus an eifeachtacht diagnóise a ardú go suntasach. Leis an tionscadal idirnáisiúnta de theicneolaíochtaí scannáin corraint haisíneacha, anailís cur amach páirteach, agus scannáin téarmach, is féidir rioscaí tionscadail a aimsiú go luath, agus is féidir forspraoi an chothrom a aithint go cruinn, ag laghdú ar thaidhleach tionscadail agus ag leataobh seansmaíocha an trasfhoirithint.

Sa todchaí, le forbairt leanúnach agus úsáid teicneolaíochtaí scannáin nua, beidh an diagnóis agus an cothromchomhlach cothrom talún barrúil níos éifeachtaí agus níos cruinne, ag cosaint sábháilteachta agus cumasachta córais fuinnimh.