35 kV բաշխող տրանսֆորմատորների կորի զեմնվածքի դեֆեկտների դիագնոստիկայի մեթոդների վերլուծություն

35 kV-ի բաշխման ձեռնարկները. Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրության վերլուծություն և դիագնոստիկական մեթոդներ

35 kV-ի բաշխման ձեռնարկները հաճախակի կրիտիկական զերծառույթ են էլեկտրոէներգիայի համակարգերում, կատարելով կարևոր էլեկտրոէներգիայի փոխանցման առաջադրանքներ։ Սակայն երկարաժամկետ աշխատանքի ընթացքում աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունները դառնում են կարևոր հարց, որը ազդում է ձեռնարկների կայուն աշխատանքի վրա։ Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունները ոչ միայն ազդում են ձեռնարկների էներգետիկ էֆեկտիվության վրա և ավելացնում են համակարգի պահպանության ծախսերը, այլ նաև կարող են առաջացնել ավելի անհարմար էլեկտրական հարմարություններ։

Որքան էլեկտրոէներգետիկ զերծառույթները սենյակ են դառնում, այնքան աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների հաճախականությունը աճում է, նպաստելով համակարգերի աշխատանքային և պահպանության ընթացքում ծանրությունների դիագնոստիկայի և բուժման ավելացմանը։ Չնայած ներկայումս գոյություն ունեն որոշ դիագնոստիկական մեթոդներ, դեռ գոյություն ունեն տեխնիկական սահմանափակումներ, ինչպիսիք են ցածր հայտնաբերման էֆեկտիվությունը և ծանրության տեղակայումը հաստատելու դժվարությունը։ Անհրաժեշտ է ուսումնասիրել և կիրառել ավելի ճշգրիտ և ạyայնակի դիագնոստիկական տեխնոլոգիաներ, որպեսզի բարելավեն զերծառույթների աշխատանքային հավասարակշռությունը և պարտադիր էլեկտրոէներգետիկ համակարգի կայունությունը և անվտանգությունը։

1 35 kV-ի բաշխման ձեռնարկներում աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների պատճառների և բնութագրերի վերլուծություն

1.1 Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների ընդհանուր պատճառները

35 kV-ի բաշխման ձեռնարկներում սովորաբար օգտագործվում են այլասենյակային նյութեր աստիճանի լայնակների միջև այլասենյակային հատկության համար։ Սակայն երկարաժամկետ աշխատանքի ընթացքում ներքին էլեկտրական դաշտերը և ջերմությունը առաջացնում են այլասենյակային նյութերի հեծյալ հոսքը, հատկապես բարձր լարման և բարձր ջերմության պայմաններում, որտեղ այլասենյակային հատկությունը արագ կորում է։ Հեծյալ հոսքի ընթացքում այլասենյակային դիմադրությունը կրճատվում է, և մասնակի տիրույթներում այլասենյակային հանգույցները կարող են կազմակերպել բազմակետային երկրացման ծանրություններ։

Ձեռնարկները անպայման են անցնում մեխանիկական վիբրացիաներ երկար աշխատանքի ընթացքում։ Հատկապես նշանակալի բեռնավորման կոլեբումների դեպքում վիբրացիան կարող է առաջացնել աստիճանի և աստիճանի սենյակային կազմակերպումների հարաբերական տեղափոխումը։ Լուրջ աստիճանի սենյակային կազմակերպումներ կամ կորուն այլասենյակային նյութեր կարող են առաջացնել երկրացման ծանրություններ։ Աստիճանի արտադրման սխալները նույնպես կարևոր են աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների համար։ Արտադրման ընթացքում, եթե սիլիկոնային սահմանափակումները ունեն հատվածներ, անհամատեղ այլասենյակային գույնավորում կամ աստիճանի մշակման ճշգրտությունը բավարար չէ, կարող է կազմակերպվել մասնակի այլասենյակային կորում։ Այս սխալները հաճախ կենտրոնացվում են ձեռնարկի երկրացման մասերում։ Երբ աստիճանի էլեկտրական դաշտի բաշխումը անհամասեմ է, կարող է տեղի ունենալ մասնակի դիսկրետացում։

1.2 Ծանրությունների էլեկտրական բնութագրերը և հարասախցումները

Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների ամենաուղղակի էլեկտրական բնութագիրը երկրացման հոսանքի աճն է։ Երկրացման ծանրությունների հետ եկած երկրացման հոսանքը սովորաբար ցուցադրում է հոսանքի դաշտային հատկություններ համարժեքային կազմումներով, հատկապես 50 Hz-ից բարձր հաճախության շրջանում։ Երբ ծանրությունները տեղի ունեն, երկրացման հոսանքի ալիքը սովորաբար չի սինուսոիդային և ունի ավելի մեծ համարժեքային կազմումների ծավալ։

Այլ տիպիկ բնութագիր աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների համար է մասնակի դիսկրետացումը։ Այլասենյակային նյութերի հեծյալ հոսքից հետո էլեկտրական դաշտը կենտրոնացվում է կորումների տիրույթներում, առաջացնելով կորոնային դիսկրետացում և մասնակի դիսկրետացում երևույթներ։ Մասնակի դիսկրետացումը սովորաբար առաջացնում է բարձր հաճախության հոսանքի իմպուլսներ հաճախությունների շրջանով ընդհամենը 3-30 MHz-ը։ Այս հաճախության շրջանում հոսանքի ազդանշանները կարող են կառավարվել և վերլուծվել հատուկ բարձր հաճախության հոսանքի ձեռնարկներով (HFCT)։

Այլ էլեկտրական բնութագիր, որը առաջացնում է աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունները, է ջերմաստիճանի բարձրացումը։ Նախապես աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների հետ եկած էդի հոսանքի կորումների պատճառով մասնակի ջերմաստիճանը բարձրանում է։ Այս ջերմաստիճանի բարձրացումը ոչ միայն ուղղակիորեն կորում է այլասենյակային նյութերը, այլ նաև կարող է առաջացնել աստիճանի մասնակի տիրույթների կայուն ջերմաստիճանը։

1.3 Ծանրությունների ազդեցությունը ձեռնարկի աշխատանքի վրա

Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունները առաջացնում են երկրացման հոսանքի աճը, որը իր հերթին առաջացնում է աստիճանի ավելորդ կորումներ։ Աստիճանի կորումները սովորաբար կազմված են էդի հոսանքի կորումներից և հիստերեսի կորումներից։ Երբ երկրացման ծանրությունները տեղի ունեն, աստիճանի ներսում մագնիսական հոսքի անհամասեմ բաշխումը կարող է կարողացնել էդի հոսանքի կորումների նշանակալի աճը որոշ տիրույթներում։ Այս ոչ միայն կրնում է կրճատել ձեռնարկի էներգետիկ էֆեկտիվությունը, այլ նաև կարող է նշանակալիորեն ավելացնել աշխատանքային ծախսերը։ Աստիճանի կորումների ավելորդ աճը exasperates ձեռնարկի ջերմաստիճանը, ավելի շատ ազդելով երկարաժամկետ կայուն աշխատանքի վրա։

Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների պատճառ առաջացող մասնակի դիսկրետացումները և ջերմաստիճանի բարձրացումը արագացնում են ձեռնարկների ներսում այլասենյակային նյութերի հեծյալ հոսքը։ Այլասենյակային նյութերի հեծյալ հոսքի ընթացքում այլասենյակային շերտերի դիմադրությունը հաստատուն կրճատվում է, և էլեկտրական այլասենյակային հատկությունը առաջացնում է անհաջողություն։ Երբ այլասենյակային հատկությունը լիովին կորում է, կարող է առաջացնել մասնակի կորում կամ ավելի անհարմար լիովին կորում անհաջողություն։

Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունները ոչ միայն առաջացնում են էլեկտրական կարգավիճակի ներքաձգում, այլ նաև ազդում են ձեռնարկի մասնակի համակարգի քիմիական բաղադրության վրա։ Երբ աստիճանը երկրացնում է, մասնակի դիսկրետացումը և ջերմաստիճանի բարձրացումը կարող են առաջացնել ներսում գոյացող մասնակի ջերմաստիճանի բարձրացումը, առաջացնելով լուծված գազային կազմակերպումների փոփոխություններ, հատկապես մեթանի (CH4) և էթիլենի (C2H4) պարամետրերի անհամասեմ աճը։

2 Աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների դիագնոստիկական մեթոդները և տեխնիկական համեմատությունը

2.1 מסורתային դիագնոստիկական մեթոդներ

Դիրեկտ դիմադրության մեթոդը մեկ այլ מסורתային դիագնոստիկական մեթոդ է աստիճանի կողմից երկրացման ծանրությունների համար, սովորաբար հաշվի առնելով աստիճանի և երկրացման միջև այլասենյակային դիմադրության չափումը ծանրության գոյացումը հաստատելու համար։ Այս մեթոդը կիրառում է DC լարում և չափում է հոսանքի և լարման հարաբերությունը այլասենյակային դիմադրության հաշվարկման համար։ İдель պայմաններում աստիճանի այլասենյակային դիմադրությունը պետք է մնա բարձր մակարդակում. եթե դիմադրությունը նվազում է որոշակի սահմանից, դա կարող է ցույց տալ երկրացման ծանրություն։

Այսինքն, DC դիմացի եղանակը չի կարող ճշգրտորեն հետևել պահանջվող խնդիրների դիրքերը: Չափման արդյունքները կարող են արտահայտել միայն սահմանափակ իզոլացիայի համար ամբողջ կորի միջին կարգը, բայց չեն կարող որոշել որոշակի խնդիրների հատակածները: Այս եղանակը նաև ունի որոշակի լագ, հատկապես եթե իզոլացիայի սենյակը դեռ չի հասել այն կետին, որ կարող է հետևել նշանակալի դիմացի կարգի փոփոխությունների, որը դարձնում է ավանդական համակարգը անարդյունավետ վաղ հետևումների համար: Ավելին, ԴՍ դիմացի եղանակը չի կարող տրամադրել հետևելու տեսակների մասին տեղեկություններ, և չի կարող անհետ հանել չափման տվյալներից մանրամասն հետևողական հատկությունները:

Մասնակի դիմացի եղանակը հետևում է դարձնող գազային բաղադրիչների փոփոխությունները տրանսֆորմատորի մասին լուծված գազի մեջ և այդ հիման վրա ենթադրում է հետևողական տեսակները: Այս լուծված գազները սովորաբար առաջանում են դարձնող գործընթացների ժամանակ, օրինակ դարձնող գործընթացների ժամանակ տրանսֆորմատորի ներսում: Տրանսֆորմատորների մասին հաճախ հանդիպող գազային բաղադրիչները ներառում են մեթան (CH4), էթիլեն (C2H4), էթան (C2H6) և այլն: Այս գազային բաղադրիչների կոնցենտրացիաների փոփոխությունները կարող են համապատասխանել տրանսֆորմատորի աշխատանքային վիճակին:

Լուծված գազային կոնցենտրացիաների համեմատությամբ հետևողական տեսակների հետ, հնարավոր է նախնական որոշել, թե արդյոք տրանսֆորմատորում կա կորի հետևողական համապատասխանություն: Մասնակի դիմացի եղանակը ունի որոշակի լագ պատասխանություն, և հետևողական համապատասխանությունների հետ անհրաժեշտ է ժամանակ համար լուծված գազների կոնցենտրացիայի շարունակական աճը սահմանել, որը սահմանափակում է հետևողական համապատասխանության ժամանակավորությունը: Ավելին, մասնակի դիմացի եղանակը չի կարող տրամադրել ճշգրիտ հետևողական դիրքեր կամ մանրամասն հատկություններ, միայն հետևողական կոնցենտրացիայի փոփոխություններով հետևողական համապատասխանությունները ցույց է տալիս: Մինոր կամ միջակայքային հետևողական համապատասխանությունների համար մասնակի դիմացի եղանակը կարող է հետաձգվել և չի կարող հաջողությամբ պատասխանել հետևողական համապատասխանության հետ:

2.2 Անորոշ ինստրումենտային հետևողական տեխնոլոգիաներ

Մասնակի դարձնող հետևողական տեխնոլոգիան հիմնված է բարձր частота тока трансформаторов (HFCT) принципу, захватывая и анализируя сигналы импульсов разрядов, вызванных заземлением сердечника, для диагностики неисправностей. Когда возникают неисправности заземления сердечника, частичные разряды генерируют высокочастотные импульсы тока в точках повреждения изоляции. Эти токовые сигналы обычно проявляются как высокочастотный шум или импульсные сигналы с частотным диапазоном, обычно от 3 до 30 МГц.

Установив высокочастотные датчики тока на заземляющую линию трансформатора, можно в реальном времени захватывать сигналы частичных разрядов. Эта технология может эффективно локализовать точки частичных неисправностей, обладает высокой чувствительностью и способна обнаруживать неисправности на ранних стадиях. Технология частичных разрядов может эффективно выявлять незначительные неисправности, вызванные старением изоляции или механическими повреждениями, предоставляя точную информацию о диагностике неисправностей. Анализируя сигналы частичных разрядов, можно оценить степень и тенденцию развития неисправностей, что позволяет предпринять соответствующие меры технического обслуживания или профилактики.

Ինֆրակարմար ջերմապատկերի տեխնոլոգիան օգտագործում է ինֆրակարմար ջերմապատկերներ կորի տեղային ջերմաստիճանի բարձրացումը հայտնաբերելու համար և որոշել, արդյոք կա կորի հետևողական համապատասխանություն: Երբ տրանսֆորմատորում կա կորի հետևողական համապատասխանություն, տեղային հոսանքների կորուստները կարող են հանգեցնել ջերմաստիճանի բարձրացման, հատկապես հետևողական դիրքերի շրջակայքում: Ինֆրակարմար ջերմապատկերի տեխնոլոգիան կարող է ստանալ կորի մակերևույթի ջերմաստիճանի համակարգային բաշխումը իրական ժամանակում և հետևողական համապատասխանությունը որոշել ջերմաստիճանի տարբերություններով: Հաճախ, երբ ջերմաստիճանի տարբերությունը գերազանցում է 10°C, անհրաժեշտ է կենտրոնացնել հետազոտությունը այդ տիրույթի վրա: Այս տեխնոլոգիայի առավելությունն է հնարավորությունը հետևել ջերմաստիճանի փոփոխություններին առանց կոնտակտի, հետևողական համապատասխանությունը հաստատում է արագ չափման արագությունը, ինչը համապատասխանում է արագ համար հետազոտության համար:

Բարձր հաճախականության հոսանքի հետևողական եղանակը օգտագործում է Ռոգովսկիի կոյլեր հոսանքի բարձր հաճախականության փոփոխությունները հետևելու համար հետևողական հոսանքներում, սովորաբար 500 կHz-2 ՄHz հաճախականության տիրույթում: Այս բարձր հաճախականության հոսանքները ստեղծվում են կորի հետևողական համապատասխանության պատճառով դարձնող գործընթացների ժամանակ: Բարձր հաճախականության հոսանքի հետևողական եղանակը կարող է արդյունավետ հետևել հետևողական համապատասխանության գոյությանը հոսանքի սիգնալները հետևելով այս հաճախականության տիրույթում: Ռոգովսկիի կոյլերի օգտագործումը առանց կոնտակտի չափումը ոչ միայն պարզում է ինստալացիան, բայց նաև բարելավում է չափման ճշգրտությունը: Այս տեխնոլոգիան հատուկ համապատասխանում է համար հետևողական համապատասխանությունների հետ, որոնք դիմացնում են արդյունավետ հետևել առանց սարքավորումների վնասեցումը:

3 Հետևողական համապատասխանության պրոցեսի օպտիմիզացիա և դեմոնստրացիայի վերլուծություն

3.1 Օպտիմալ հետևողական պրոցեսի խորհուրդներ

Կորի հետևողական համապատասխանությունների հետևումը առաջին քայլը պետք է լինի նախնական հետևողական համապատասխանություն ինֆրակարմար ջերմապատկերի տեխնոլոգիայով: Ինֆրակարմար ջերմապատկերները կարող են արագ ստանալ տրանսֆորմատորի մակերևույթի ջերմաստիճանի բաշխման քարտեզը, օգնելով հետևողական համապատասխանությունը հայտնաբերել հնարավոր անհաստատուն ջերմաստիճանի բարձրացման տիրույթները: Նախնական հետևողական համապատասխանությունը հայտնաբերելուց հետո հաջորդ քայլը պետք է համակցել բարձր հաճախականության հոսանքի հետևողական եղանակը և մասնակի դարձնող հետևողական տեխնոլոգիան ճշգրիտ հետևողական համապատասխանությունը հաստատելու համար:

Բարձր հաճախականության հոսանքի հետևողական եղանակը օգտագործում է Ռոգովսկիի կոյլեր հոսանքի բարձր հաճախականության փոփոխությունները հետևելու համար 500 կHz-2 ՄHz հաճախականության տիրույթում, արդյունավետ հետևելով կորի հետևողական համապատասխանության տիրույթները: Մասնակի դարձնող հետևողական տեխնոլոգիան իրական ժամանակում հետևում է դարձնող իմպուլսային սիգնալները օգտագործելով HFCT սենսորներ, անալիզատորում դարձնող հաճախականությունը և ինտենսիվությունը հետևողական համապատասխանության տիրույթները հաստատելու համար:

Բարձր հաճախականության հոսանքի և մասնակի դարձնող հետևողական հետևողական համապատասխանությունը հաստատելուց հետո վերջին քայլը պետք է լինի հետևողական համապատասխանության համար հետևողական համապատասխանությունը հաստատել և վերլուծել մասնակի դիմացի եղանակով: Ընդամենը լուծված գազները տրանսֆորմատորի մասին հետևելով, հատկապես մեթանի (CH4), էթիլենի (C2H4) և այլ գազների կոնցենտրացիաների փոփոխությունները, կարող են հետևել հետևողական համապատասխանության բնույթը: Երբ կորի հետևողական համապատասխանությունները սերիուս են, մասնակի դիմացի եղանակը կցուցադրի անհաստատուն բարձր գազային բաղադրիչներ: Մասնակի դիմացի եղանակի տվյալները համակցելով այլ հետևողական համապատասխանությունների հետ կարող են կոմպլեքս հետևողական համապատասխանությունը հաստատել և հետագա վերանորոգման աշխատանքի համար հիմք տալ:

3.2 типичный случай анализа

Во время работы на подстанции персонал по техническому обслуживанию заметил значительное увеличение заземляющего тока в 35 кВ распределительном трансформаторе, значительно превышающее нормальные значения. Данные мониторинга показали, что заземляющий ток достиг 5 А, в то время как в нормальных условиях он должен быть меньше 100 мА. Проблема заключалась в том, что, хотя заземляющий ток был аномально высоким, не было явных внешних физических признаков неисправности. Традиционные электрические методы диагностики, такие как измерение постоянного сопротивления и хроматографический анализ масла, не смогли предоставить четкой информации о местоположении неисправности.

Այս ձողի կորուստը լուծելու համար նախապայմանավորները օգտագործեցին մի շարք ժամանակակից դիագնոստիկ տեխնոլոգիաներ։ Նախ նրանք օգտագործեցին FLIR T640 ինֆրակարմիր ջերմային կառուցվացի նախնական ընտրության համար, արագ գտնելով ջերմաստիճանի բարձրացումը ձողի և կապակցված կազմակերպություններում։ Ապա նրանք օգտագործեցին PD-Tech HFCT բարձր հաճախականության հոսանքի սենսորները կայանական հոսանքի ստուգման համար։ Վերջապես նրանք օգտագործեցին PD-Tech մասնակի դուրս գրանցման սենսորները դուրս գրանցման սัญանները փորձարկելու և վերլուծելու համար, գտնելով կորուստի կետը։ Փորձարկման արդյունքները ներկայացված են Բաղադրացուցիչ 1-ում։

Բաղադրացուցիչ 1. Տրանսֆորմատորի կորուստի հարցերի հայտնաբերման արդյունքները

Առաձգական ջերմային կամերայի հետազոտության արդյունքների վրա հիմնված, կորի սեղմող կազմակերպության մոտ ջերմաստիճանային տարբերությունը հասավ 12°C-ի, գերազանցելով նորմալ շրջանը, նախնական հաստատելով այդ շրջանում հնարավոր ավելի բարձր ջերմություն։ Հաճախակի հոսանքի սենսորների օգտագործմամբ իրականացված իրական ժամանակի հետազոտությունը ցույց տվեց 5 A հոսանք, որը նշանակապես գերազանցել է 100 mA նորմալ արժեքը, նշանակում է, որ փոխանցիչում զանգված է պարզաբան սխալ։ Մասնակի դիֆուզիայի հետազոտությունը ցույց տվեց 4.5-18 MHz հաճախականության շրջանում հաճախակի հոսանքի նշանների ուժեղ սեղմումներ, հաստատում ավելի ուժեղ դիֆուզիայի անընդհատ աճը, նշանակում է, որ սխալի կետը գտնվում է կորի սեղմող կազմակերպության մեջ և սխալը վերալուծվում է։

Սխալի կետի վերջնական հաստատումը կատարվեց կորի սեղմող կազմակերպության բարձրացման երկայնքում։ Երկայնքը կայանալու երկար ժամանակի պատճառով սենց նյութը սենց էր դարձել, որը հանգեցրեց փոքր սենց պահպանության դեպքին, որը ծագեց սեղմող սխալը։ Սխալի ուղղումը ներառում է երկայնքի փոխարինումը, և հետագա փորձերը հաստատեցին, որ սեղմող հոսանքը վերադարձել է նորմալ վիճակ, ուղղելով սխալը և վերականգնելով սարքի կայուն աշխատանքը։

Այս դեպքը ցույց է տալիս, որ առաձգական ջերմային կամերայի, մասնակի դիֆուզիայի հետազոտության և հաճախակի հոսանքի հետազոտության տեխնոլոգիաների համադրությունը կարող է անմիջապես բարելավել կորի սեղմող սխալների դիագնոստիկայի էֆեկտիվությունը և ճշգրտությունը։ Իրական աշխատանքային և սպասարկման գործընթացներում աշխատակիցները պետք է կարգավորապես օգտագործեն այդ տեխնոլոգիաները համատեղ դիագնոստիկայի համար, որպեսզի ապահովեն փոխանցիչների անվտանգ և կայուն աշխատանքը։

4 Ամփոփում

Կորի սեղմող սխալների դիագնոստիկայում բազմաթիվ ժամանակակից դիագնոստիկական տեխնոլոգիաների համադրությունը կարող է նշանակապես բարելավել սխալի տեղադրման ճշգրտությունը և դիագնոստիկայի էֆեկտիվությունը։ Հաճախակի հոսանքի հետազոտության, մասնակի դիֆուզիայի վերլուծության և առաձգական ջերմային կամերայի տեխնոլոգիաների համատեղ ազդեցությամբ կարող է առաջին փուլերում հայտնաբերվել սարքավորումների պոտենցիալ ներսում գտնվող ռիսկերը, և սխալի աղբյուրը կարող է ճշգրիտ նշվել, նվազեցնելով սարքավորումների դիմադրությունը և երաշխավորելով փոխանցիչների աշխատանքի ժամկետի մեծացումը։

Ապագայում, նոր հետազոտողական տեխնոլոգիաների շարունակական զարգացման և կիրառման հետ կորի սեղմող սխալների դիագնոստիկան և սպասարկումը կդառնա ավելի էֆեկտիվ և ճշգրիտ, երաշխավորելով էլեկտրաէներգետիկ համակարգերի կայունությունը և անվտանգությունը։