სტანდარტები და LTAC ტესტის კომპუტაცია ძალაგანყოფილობის ტრანსფორმატორებისთვის

1 შესაძლებლობის შესახებ

ეროვნული სტანდარტის GB/T 1094.3-2017 პროვიზიებით, ხაზის ბოლოს ცვლადი წინასწარმეტყველების ტესტი (LTAC) ელექტრო ტრანსფორმატორებისთვის მთავარი მიზანია გარკვეული ხაზის სიმძლავრის შეფასება დიდი ძაბვის სარბოლის ბოლოებიდან დედამიწამდე. ეს ტესტი არ არის მიზნიერი შუაშუალო იზოლაციის ან ფაზა-ფაზა იზოლაციის შეფასება.

სხვა იზოლაციის ტესტებთან შედარებით (როგორიცაა სრული ქარაქის იმპულსი LI ან ჩართვის იმპულსი SI), LTAC ტესტი უფრო მკვრირი შეფასების განსაზღვრავს მთავარი იზოლაციის სიმძლავრის შესახებ დიდი ძაბვის სარბოლის ბოლოებს, დიდი ძაბვის წინადადების ბოლოებს და დედამიწაზე დადებულ მეტალურგიულ კომპონენტებს, როგორიცაა კლამპირების სტრუქტურები, მართვის ერთეულები და რეზერვუარი, განსაზღვრული ხანგრძლივობით (ჩვეულებრივ 50 Hz ტრანსფორმატორებისთვის 30 წამი და 60 Hz ტრანსფორმატორებისთვის 36 წამი).

რამდენიმე იზოლაციის ტესტის შეცდომის შემთხვევაში გამოჩენილია, რომ ბევრი ელექტრო ტრანსფორმატორები შეძლებენ გადაიტაცონ ქარაქის იმპულსის (LI) და ჩართვის იმპულსის (SI) ტესტებს, მაგრამ ჯერ კიდევ შესაძლებელია დარღვევა ხაზის ბოლოს ცვლადი წინასწარმეტყველების ტესტის (LTAC) დროს, დარღვევა ხშირად ხდება ტესტის ბოლო რამდენიმე წამში. ეს ცხადად აჩვენებს ტესტის ხანგრძლივობის კრიტიკულ მნიშვნელობას მთავარი იზოლაციის შეფასებაში და LTAC ტესტის მკვრირი ხელსაწყოს მთავარი იზოლაციის სიმძლავრის შეფასებაში.

ამიტომ, ტრანსფორმატორის დიზაინის ინჟინერებს საჭიროა ზუსტად გამოთვალონ სარბოლის პოტენციალური დისტრიბუცია ხაზის ბოლოს ცვლადი წინასწარმეტყველების ტესტის (LTAC) დროს დიზაინის ეტაპზე, რათა შესრულდეს სამეცნიერო და რაციონალური მთავარი იზოლაციის დიზაინი, რომელიც უზრუნველყოფს საკმარის იზოლაციის მარჯინს დიზაინის წყაროდან.

2 სტანდარტების ინტერპრეტაცია

ელექტრო ტრანსფორმატორების ხაზის ბოლოს ცვლადი წინასწარმეტყველების ტესტი (LTAC) არის ახალი დიდი ძაბვის იზოლაციის ტესტის ელემენტი, რომელიც დაემატა უახლეს ეროვნულ სტანდარტს GB/T 1094.3-2017-ში. ეს ევოლუციურად განვითარდა და განაცალკევდა წინა სტანდარტში GB/T 1094.3-2003 შესაძლებლობის შორი დროის ინდუქციური ტესტის (ACSD) შესახებ. LTAC ტესტის შესახებ შესაბამისი პროვიზიები ჩამოთვლილია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში:

სტანდარტი შემდეგნაირად ინტერპრეტირებს ხაზის ბოლოს ცივი ძაბვის გარჩევით ტესტს (LTAC) ელექტრო ტრანსფორმატორებისთვის:

• Um ≤ 72.5 kV საშუალო ძაბვის ტრანსფორმატორებისთვის, რომლებიც სრულად დაიზოლირებულია, მთავარი დაიზოლირების ძალა მაღალდრობიანი სარტყელსა და მაღალდრობიანი წვდომის ბოლოს და მიმდევრობას შორის სრულიად შეიძლება შეფასდეს დაიზოლირების ტესტით (AV). ამიტომ LTAC ტესტი არ არის საჭირო.

• 72.5 < Um ≤ 170 kV საშუალო ძაბვის ტრანსფორმატორებისთვის:

• თუ სრულად დაიზოლირებულია, თუმცა მთავარი დაიზოლირების ძალა შეიძლება კარგად დადგინდეს დაიზოლირების ტესტით (AV), LTAC ტესტი განისაზღვრება როგორც სპეციალური ტესტი. ეს ნიშნავს, რომ რუტინული ტესტებისას ზოგადად არ არის საჭირო, მაგრამ თუ მომხმარებელმა კონკრეტულად მოითხოვა, უნდა შესრულდეს.

• თუ ნეიტრალურად დამართულია (გრადირებული დაიზოლირება), LTAC ტესტი განისაზღვრება როგორც რუტინული ტესტი და უნდა შესრულდეს თითოეულ ერთეულზე ფაბრიკის აღმოსავლის ტესტებისას. თუმცა, მომხმარებლის თანხმობით, შეიძლება ჩანაცვლდეს ხაზის ბოლოს რეჟიმის შეცვლის იმპულსური ტესტით (SI).

• Um > 170 kV საშუალო ძაბვის ტრანსფორმატორებისთვის, სრულად დაიზოლირებული ან გრადირებული დაიზოლირებით, LTAC ტესტი განისაზღვრება როგორც სპეციალური ტესტი—ზოგადად არ არის სავალდებულო, თუ არ არის კონკრეტულად მოთხოვნილი მომხმარებლის მიერ. ამ შემთხვევაში, თუმცა, ეს არ შეიძლება ჩანაცვლდეს SI ტესტით.

პრაქტიკაში, სრულად დაიზოლირებული ტრანსფორმატორებისთვის, რომელიც ნებისმიერი ძაბვის დონის არის, LTAC ტესტი არასოდეს არ შესრულდება, რადგან მთავარი დაიზოლირების ძალა მაღალდრობიანი სარტყელის/წვდომის ბოლოს და მიმდევრობას შორის შეიძლება უფრო სტრიქტურად დადგინდეს რუტინული 1-წუთიანი დაიზოლირების ტესტით (AV).

უნდა შეიძლოს რომ Um > 170 kV ტრანსფორმატორებისთვის, LTAC ტესტი არ შეიძლება ჩანაცვლდეს SI ტესტით. თეორიული გამოთვლები და ისტორიული გამოცდილება აჩვენებს, რომ მთავარი დაიზოლირების შეფასება ხაზის ბოლოდან მიმდევრობამდე ტრანსფორმატორებში 170 kV-ზე მეტი, LTAC ტესტი თავიდან 10% უფრო სტრიქტურია SI ტესტის ვიდრე.

3 გამოთვლის მეთოდი

ხაზის ბოლოს ცივი ძაბვის გარჩევით ტესტის (LTAC) შესრულების მიზანი ელექტრო ტრანსფორმატორში არის შემოთავაზებული ტესტის ძაბვის ინდუქტირება მაღალდრობიან ბოლოზე, როგორც დარწმუნებული რომ დაბალდრობიანი ბოლო მიაღწევს შემოთავაზებულ დონეს შესაძლებლობას უახლოესი დონის მისაღებად. კონკრეტული ტესტის მეთოდის შესახებ არ არის სავალდებულო მოთხოვნები. ყველაზე ხშირად გამოყენებული LTAC ტესტის მეთოდი არის "პირიქით დამართული და დამართული სახელმწიფო მეთოდი." ეს სექცია მოკლედ შესახებ ამ მეთოდის შესახებ მაგალითის გამოყენებით SZ18-100000/220 ტრანსფორმატორის შესახებ.

3.1 ტრანსფორმატორის პარამეტრები

ძაბვის რაცია: 230 ± 8 × 1.25% / 37 kV
კაპაციტეტის რაცია: 100 / 100 MVA
ნომინალური სიხშირე: 50 Hz
ვექტორული ჯგუფი: YNd11
დაიზოლირების დონეები: LI950 AC395 – LI400 AC200 / LI200 AC85

3.2 ტესტის შექმნა

ხაზის ბოლოს ცივი ძაბვის გარჩევით ტესტის (LTAC) შესახებ ეს ტრანსფორმატორის სქემა შემდეგნაირად გამოიყენება:

LTAC ტესტის სქემა (ფაზა A-ს მაგალითად)

მაღალდრობიანი მხარე ტაპის 9-ზე, დაბალდრობიანი მხარე აქტივირებული არის ნომინალური ძაბვის 2.0 ჯერადი

LTAC ტესტის სქემის ძირითადი პუნქტები შემდეგია:

• LTAC ტესტი უნდა შესრულდეს ფაზაზე, რომელიც არის ერთფაზიანი ინდუქტირებული ზედმეტი ძაბვის ტესტი ინდუქციის კოეფიციენტით დაახლოებით 2 ჯერადი ნომინალური ძაბვა. ზოგიერთ შემთხვევაში, ზუსტად 2 ჯერადი შესაძლებლობა არ იქნება, და პატარა გადახრები შესაძლებელია.

• მაღალდრობიანი სარტყელის A ფაზის LTAC ტესტის მაგალითად: დაბალდრობიან ბოლო ax-ზე გამოიყენება რაღაც ძაბვა Uax, სადაც x ბოლო დამართულია; დაბალდრობიანი მხარის b და c ბოლოები დარჩენილია თავისუფალი. მაღალდრობიან მხარეზე, B და C ბოლოები შეერთებულია და დამართულია, ხოლო A ბოლო და ნეიტრალური (0) ბოლო დარჩენილია დაუკავშირებელი.

• მაღალდრობიანი სარტყელი უნდა იყოს კონკრეტულ დამართულ ტაპზე, რათა დარწმუნდეთ, რომ მოთხოვნილი ტესტის ძაბვა 395 kV (დასაშვები გადახრა ±3%) ინდუქტირებულია მაღალდრობიან ხაზის ბოლო A-ზე.

3.3 გამოთვლის პროცესი

ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის და მაგნიტური ფლუქსის უწყვეტობის პრინციპის მიხედვით, შესაბამის ტესტის კონფიგურაციის შემთხვევაში, ფაზები B და C-ს გულის ფლუქსი უდრის ფაზა A-ს გულის ფლუქსის ნახევარს და პირიქით მიმართულია. ამიტომ, ფაზები B და C-ს სარტყელებში ინდუქცირებული ძაბვების ამპლიტუდა უდრის ფაზა A-ს ინდუქცირებული ძაბვის ნახევარს.

LTAC ტესტის დროს გულის ფლუქსის დიაგრამა (მაღალდრობიანი ფაზა A-ს მაგალითად)

დავუშვათ, რომ დაბალდრობიანი ფაზა a-ს აღებული ძაბვის ინდუქციის კოეფიციენტია K და მაღალდრობიანი მხარე არის ტაპის N-ზე. შემდეგი განტოლება შეიძლება დადგინდეს:

Uₐ₀ + U₀₈ = 395
(რადგან ფაზა B დამართულია, Uᵦ = 0)

რადგან ფაზა B-ს გულის ფლუქსის ამპლიტუდა უდრის ფაზა A-ს ნახევარს, შემდეგი განტოლება შეიძლება დადგინდეს:
U₀₈ = ½ Uₐ₀

ამიტომ:
1.5 × Uₐ₀ = 395

ტრანსფორმატორის ვოლტაჟის რაციონალური და ტეპის პარამეტრების ჩანაცვლებით:
(230 / 1.732) × [1 + (9 − N) × 1.25%] × K × 1.5 = 395

ეს განტოლება შეიცავს ორ უცნობს, N-ს და K-ს, და თეორიულად აქვს უსასრულო რაოდენობის ამოხსნა. თუმცა, ფიზიკური დარგიდან გამომდინარე, ორივე ცვლადი შეზღუდულია: N-ი უნდა იყოს 1-დან 17-მდე მთელი რიცხვი, ხოლო K არის ახლოს 2-ს.

განტოლების ამოხსნა N = 9 პარამეტრით იძლევა K = 1.98.
ალტერნატიულად, თუ K = 2 და N = 9, გამოდის გამოწვეული ვოლტაჟი Uₐ = 398.4 kV.

ზემოთ მოცემული ფორმულით შესაძლებელია გამოთვალოთ LTAC ტესტის დროს ტრანსფორმატორის გარკვეულ წერტილზე გამოწვეული დედამიწის პოტენციალი.

3.4 ვოლტაჟის დისტრიბუცია

ზემოთ მოცემული გამოთვლის მეთოდის გამოყენებით შესაძლებელია განსაზღვროს ამაღლებული ვოლტაჟის სიმრავლის A ფაზის LTAC იზოლაციის ტესტის დროს სიმრავლის მართკუთხედის პოტენციალის დისტრიბუცია შემდეგნაირად:

სიმრავლის პოტენციალის დისტრიბუცია A ფაზის LTAC ერთფაზიანი ტესტის დროს

ზემოთ მოცემული გამოწვეული ვოლტაჟის დისტრიბუციის დიაგრამიდან ჩანს, რომ LTAC ერთფაზიანი ტესტის დროს სიმრავლეებს შორის გამოწვეული პოტენციალის სხვაობა არის შესამცირებელი. ამიტომ, LTAC ტესტი არ წარმოადგენს სამკარდიო გამოცდას და არ შეფასებს სიმრავლეებს შორის ძირითადი იზოლაციის ძალას. თუმცა, ამ ტესტის დროს ძირითადი იზოლაციის ძალის შეფასება არის ყველაზე სამკარდიო ამაღლებული ვოლტაჟის ხაზის ტერმინალიდან დედამიწამდე (ეს შესაბამისია გრადიენტული იზოლაციის ტრანსფორმატორებისთვის). დიზაინის დროს სპეციალური ყურადღება უნდა ესმის ძირითადი იზოლაციის ძალის შესამოწმებლად ამაღლებული ვოლტაჟის სიმრავლის ტერმინალიდან, ამაღლებული ვოლტაჟის გამოყენების ტერმინალიდან და დედამიწაზე დამართულ კომპონენტებს, როგორიცაა დაჭერის სტრუქტურები, რეზერვუარის კარკასი და ამაღლებული ვოლტაჟის ბუშტის წამართები LTAC ტესტის პირობებში.