Voltregulaatorite kasutamine elektriseadmete kõrgete pingete testimises

Pinge on väga oluline kriteerium elektrijaama kvaliteedi testimisel. Pinge kvaliteet määrab, kas elektrivõrk saab töötada ohutult ja see mõjutab tuntavalt terve elektrivõrgu stabiilsust. Praegu on pingu regulaatorid suhteliselt levinud elektriseadmed elektrivõrkudes, mis võimaldavad pinge muutuste protsessi kooskõlastatult ja teaduslikult kontrollida, seega pidevalt parandades selliste testide läbiviidavust.

1. Nõuded pingu regulaatorite kasutamiseks elektriseadmete kõrgepingeliste testide käigus

Tavaliselt tuleb enne elektriseadmete kõrgepingeliste testide alustamist valmistuda, valides transformaatori ettepaiksele paigaldatud pingu regulaatori, mille spetsifikatsioonid vastavad testinõuetele. See tagab, et transformaatorist saadud mõõtmistulemused rahuldaksid standardsetest testnõuetest – s.t., et väljund oleks stabiilne, jätkuv ja muutuks ühtlaselt, nii saaks efektiivselt pinget reguleerida. Pingu regulaatorite kasutamine elektriseadmete kõrgepingelistes testides hõlmab järgmisi nõudeid:

• Tagada stabiilne ja kõrge kvaliteediga pingu väljund; näiteks peaks regulaatori väljundpinge lainekuju lähendama siinuslainekujut, ja minimaalne väljundpinge peaks olema võimalikult lähedane nullile.

• Pingu regulaator peab omama kõrgetaselist reguleerimiskarakteristikku, madalat reguleerimispingeimpedantsi, lihtsat ja ohutut reguleerimismeetodit, et soodustada elektriseadmete kõrgepingeliste testide sujuvat läbiviimist.

• Minimeerida pingu regulaatori töö käigus tekkinud müra ja rõhutada energiatõhusust ja keskkonnakaitset testide käigus.

• Tagada, et pingu regulaatori põhilinead – sealhulgas väljundpinge, sagedus, faaside arv ja väljundkapasiteedi lülitused – vastaksid elektriseadmete kõrgepingeliste testide nõuetele. Konkreetsemalt väljendatakse pingu regulaatori täpsust valemiga:

tgδ: ±(1% D + 0.0004)

Cx: ±(1% C + 1 pF)

Väiksem vea tähendab paremat seadme täpsust. Kinnitamisel peab loendi lugemuse ja standardväärtuse vahe olema väiksem kui määratud täpsus.

2. Pingu regulaatorite rakendamine elektriseadmete kõrgepingelistes testides

Elektriseadmete kõrgepingeliste testide käigus kasutatakse tavaliselt kolme tüüpi pingu regulaatoreid: kontaktregulaatorid, induktiivsed regulaatorid ja liigutavahela regulaatorid. Need kolm tüüpi erinevad oluliselt struktuuri ja tööpõhimõtte poolest, ja igal on oma kindlad rakendussenaariumid ja kasutamise iseloomud. 

Kõrgepingeliste testide käigus aitavad pingu regulaatorid tavaliselt asünkroonsetele mootoritele ja mehaanikatele energia teisendamisel, olenemata tihedast seostest transformaatoritega. Kõrgepingeliste testide käigus peab mootor vastama pingu regulaatori maksimaalse ladustavuse nõudele 12 000 kW. Lisaks, et vähendada elektromagnetilist müra, tuleks regulaatori mehaanilist tugevust tugevdada soliidse sidrunipõhise konstruktsiooni abil.

2.1 Liigutavahela pingu regulaatorite kasutamine
Liigutavahela pingu regulaatorite elektromagnetiline printsiip ja sisemine struktuur on sarnased transformaatoritega. Nad saavutavad tõhusa väljundpinge reguleerimise, liigutades lühikrevenit katkiolu poolt südamiku kaardil vertikaalselt, muutes nii peamise tsirkviitis kahe keevluse vahelises pinge- ja impedantsijagunemises. Kuna reguleerimine ei sõltu kontaktidest, on liigutavahela regulaatori väljundpinge suhteliselt sileda ja ühtlane, mis muudab selle lihtsa ja mugava kasutamiseks elektriseadmete tavaliste kõrgepingeliste testideks. 

Lisaks, suure lekke reaktanss võimaldab tal kannatada suuri voolusuuresurge. Kuid tema struktuuri ja tööpõhimõtte tõttu on liigutavahela regulaatori lühikrevenit impedants suhteliselt kõrge. Seetõttu on see sobimatu kõrgepingeliste testidega, mis nõuavad madalat allikasimpedantsi, näiteks kõrgepingeliste saaste (kontaminatsiooni) testidega. Induktiivsete regulaatoritega võrreldes on liigutavahela regulaatori väljundlainekuju rohkem alttekitatud. 

Lisaks, pikema kasutuse jooksul võib vedru komponentide ja liigutava keevluse nööri ja löömise tõttu müra ja vibratsioon suureneda, mis võib viia kahjustuste tekkimiseni. Energiategemise algoritmid võivad kasutada komplekssete komponentide arvutamist pingehävituses elektrivõrkudes. Konkreetsemalt hõlmab see nodepinge, aktiivse energia ja nodepinge suuruse vahelise suhte kasutamist, et dekomponeerida P-Q võrrandid, vähendades kordajamatriksist 2N×2N N×N, kus N on süsteemi node'ide arv.

2.2 Induktiivsete pingu regulaatorite kasutamine
Induktiivsete pingu regulaatorite elektromagnetiline printsiip ja struktuur on sarnased keevlusega rotoriga stagneeritud asünkroonse mootori, samas kui nende energia teisendamise mehhanism on sarnane transformaatoritega. Nad muutavad rotoripöörete segaseisundit, muutes nii indutseeritud elektromootori jõudu statorisse või rotorisse, saavutades kontaktivaba pingereguleerimise. 

Liigutavahela regulaatoritega võrreldes pakuvad induktiivsed regulaatorid paremat üldist tehnilist ja majanduslikku jõudlust ning madalamat impedantsi – eriti, kui väljundpinge on 50%-100% vahemikus, kus impedants on märkimisväärselt madalam. Kuid struktuuri ja tööpõhimõtte piirangute tõttu on ühefaasiliste induktiivsete regulaatorite tootmine, eriti suure kapasiteediga, kallis. Kui ühefaasilise üksuse rotorikeskmine jõuab teatud piirit, võivad operatsioonide käigus esineda müra- ja vibratsiooniprobleeme, mis piiravad selle väljundkapasiteeti. Seetõttu on tänaseni harva toodetud suure kapasiteediga ühefaasilised induktiivsed regulaatorid. Siiski on parandatud versioonid induktiivseid regulaatoreid tõhusalt kasutatud vähem nõudevates kõrgepingelistes testides.

2.3 Kontaktregulaatorite kasutamine
Kontaktregulaatorid on autotransformatorid, mis suudavad anda pidevat väljundvoolu. Nad toodavad väljundvoolusignaale, millel on väga hea siiniline iseloom, alammõõt 0 V ja näitavad lineaarset, pidevat ja siledat reguleerimisomadust. Lisaks saab nende lühikese kinnitusimpedantsi minimeerida, need omavad sisend- ja väljundvoolu vahel peaaegu identseid faasisid ja neil on madal tööümber, mis muudab need ideaalseks elektriseadmete kõrgepingelistest katsetest. Sõlmkonfiguratsiooni sõltuvalt jagatakse kontaktregulaatoreid veerg-tüüpi ja toruse-tüüpi.

Traditsiooniliselt on väikekapatsiteetsetes kõrgepingelistes katsetes eelistatud toruse tüüpi kontaktregulaatoreid nende madala hinnaga ja heade omadustega. Kontaktregulaatorite tõsine puudus on nende sõltuvus füüsilistest kontaktidest reguleerimiseks, mis võivad töö käigus tekitada särke. Kontaktkapatsus on ka piiratud ning nende suhteliselt lühike kasutusaeg on takistanud suurekapatsiteetsete mudelite arendamist. Siiski on tehniliste inimeste järjepideva töö tulemusena kontaktiga seotud probleemid suurel määral lahendatud.

3. Kõrgepingelistest katsetest elektriseadmetel kasutatavate regulaatorite hooldus

Enne kõrgepingelistest katsetest elektriseadmetel kasutatavate regulaatorite hoolduse tegemist peavad töötajad täpselt mõista regulaatori sisemist struktuuri, et täpselt tuvastada tõrked ja parandada hoolduse efektiivsust. Regulaatori põhiline struktuur on näidatud tabelis 1.

3.2 Spanneregulaatoride gaasilekke probleemid

Elektriseadmete kõrgharuliste testides on spanneregulaatoritega seotud gaasileked tavaliselt tingitud O-ringide ja ühendusliituste puudulikust läbipuutumisest. See võib ka tuleneda reguleerimistasandiku ja reguleerimispisti vahel oleva metallse ääruse kahjustamisest. Spetsiifiline lahendus hõlmab gaasideeringluse lülitamist välja, spanneregulaatori peavalve osa demonteerimist ning tehnikute hoolikat kontrollimist, et tuvastada täpselt vigase asukoht ja olemus. Praktikakogemustele tuginedes rakendatakse seejärel sobivaid parandusi, et lahendada kõrgharuliste testide käigus reguleerimisel tekkiva gaasileke.

Kõrgharuliste testide käigus esineb tavaline probleem nimega nullpositsioonil tekkenud gaasilekke. See on peamiselt tingitud nullireguleerimispisti liiga tihtne keeramisest. Selle vähendamiseks tuleks nullireguleerimispisti positsiooni õigesti korrigeerida, et vähendada nullpositsioonil tekkenud gaasilekke tõenäosust.

Tuleb märkida, et operaatorid peaksid vältima asendit otse spanneregulaatori ees reguleerimise käigus, et vähendada õnnetuse ohtu.

4. Järeldused

Praktikas, kui elektriseadmete kõrgharulisi teste tehakse, tuleb prioriteediks seada töötajate ohutus. Töötajate ja seadmete ohutuse tagamine on põhiline eeldus korraldike testkomponentidele õiget hooldust ja tõrgete parandamist. See lähenemine suurendab tõhusalt seadmete kasutusaega ja vähendab vigade esinemisintensiivsust. Spanneregulaatorite laiaulatuslik kasutamine elektriseadmete kõrgharuliste testides toob kaasa elanike igapäevaelu mugavuse ja mitmesuguseid ühiskonnale kasulikke aspekte, edendades nii harmonilist ühiskondlikku arengut.