Uporaba napetostnih regulirnikov pri visokonapetostnem preskušanju električnega oprem

Napetost je pomemben kriterij pri preverjanju kakovosti energije. Kakovost napetosti določa, ali lahko energijski sistem varno deluje, in ima bistven vpliv na stabilnost celotnega omrežja. Trenutno so napajalniki relativno pogosto uporabljeno električno opremo v energijskih sistemih, ki omogočajo znanstveno in razumno nadzorovanje celotnega procesa visokonapetostnih preskusov električne opreme, s tem pa postopoma izboljšujejo možnost takšnih preskusov.

1. Zahteve za uporabo napajalnikov pri visokonapetostnih preskusih električne opreme

Pod normalnimi pogoji mora biti pred začetkom visokonapetostnega preskusa električne opreme izbran napajalnik, nameščen na začetku transformatorja, da zagotovi, da njegove specifikacije ustrezajo zahtevam preskusa. To zagotavlja, da rezultati meritev transformatorja zadoščajo standardnim preskusnim kriterijem, torej, da je izhod stabilen, zvezan in se enakomerno spreminja, s čimer omogoča učinkovito reguliranje napetosti. Uporaba napajalnikov pri visokonapetostnih preskusih električne opreme vključuje naslednje zahteve:

• Zagotovite stabilni in visokokakovosten izhod napetosti; na primer, valovna oblika izhodne napetosti napajalnika bi morala biti čim bolj podobna sinusoidi, najmanjša izhodna napetost pa bi morala biti čim bližje nič.

• Napajalnik mora imeti visokokakovostne lastnosti reguliranja, nizko regulacijsko upornost, preproste in varne metode prilagajanja, da omogoča gladko visokonapetostno preverjanje električne opreme.

• Minimalizirajte hrup, ki ga napajalnik generira med delovanjem, in poudarite energetsko učinkovitost in varstvo okolja med preskusi.

• Zagotovite, da osnovni parametri napajalnika, vključno z izhodno napetostjo, frekvenco, številom faz in fluktuacijami izhodne zmogljivosti, ustrezajo zahtevam visokonapetostnih preskusov električne opreme. Specifično točnost napajalnika je izražena kot:

tgδ: ±(1% D + 0,0004)

Cx: ±(1% C + 1 pF)

Manjša napaka kaže na boljšo točnost instrumenta. Med verifikacijo mora biti razlika med branjem in standardno vrednostjo manjša od določene točnosti.

2. Uporaba napajalnikov pri visokonapetostnih preskusih električne opreme

Trikotni tipi napajalnikov so pogosto uporabljeni pri visokonapetostnih preskusih električne opreme: stikni napajalniki, indukcijski napajalniki in premični napajalniki. Ti trije tipi se bistveno razlikujejo po strukturi in načinu delovanja, vsak ima posebne uporabne scenarije in značilnosti.

Med visokonapetostnimi preskusi napajalniki običajno pomočjo asinhronih motorjev in mehanizmov v pretvorbi energije in so električna naprava tesno povezana z transformatorji. Pri visokonapetostnih preskusih mora motor zadostiti maksimalni nosilni kapaciteti napajalnika 12.000 kW. Poleg tega, da zmanjšate elektromagnetni hrup, bi morali mehansko trdnost napajalnika izboljšati z uporabo trdne litine.

2.1 Uporaba premičnih napajalnikov
Elektromagnetski princip in notranja struktura premičnih napajalnikov so podobni transformatorjem. Učinkovito reguliranje izhodne napetosti dosežejo s vertikalnim premikanjem kratkoporočnega ovitka dol po žarnem kljunu, s tem spremenijo porazdelitev napetosti in upornosti med dvema ovitkoma v glavnem krugu. Ker reguliranje ne temelji na stikih, je izhodna napetost premičnega napajalnika relativno gladka in enakomerna, kar ga olajša in omogoča uporabo za splošne visokonapetostne preskuse električne opreme.

Prav tako velika propustna reaktivna upornost omogoča, da premični napajalnik upošteva velike tokovne udarce. Vendar zaradi svojih strukturnih in operativnih značilnosti premični napajalnik kaže relativno visoko upornost pri kratkem zaprtju. Zato ni primern za projekte visokonapetostnih preskusov, ki zahtevajo nizko virsko upornost, kot so preskusi onesnaženosti (onesnaženosti) visoke napetosti. V primerjavi z indukcijskimi napajalniki je izhodna valovna oblika premičnih napajalnikov bolj podvržena distorziji.

Še več, po dolgotrajnem uporabljanju se nosilnost in odpustanje prenosnih komponent in premičnega ovitka lahko poveča, kar povzroča več hrupa in vibracije, kar lahko vodi do poškodbe. Algoritmi pretoka moči se lahko uporabljajo za izračun kompleksnih komponent poter napetosti v energijskih sistemih. Konkretno gre za izkoriščanje odnosa med nodalnimi napetostmi, aktivno močjo in obsegom nodalnih napetosti, da razdeli P-Q enačbe, s tem zmanjša koeficientno matriko z 2N×2N na N×N, kjer je N število vozlišč sistema.

2.2 Uporaba indukcijskih napajalnikov
Elektromagnetski princip in struktura indukcijskih napajalnikov so podobni zavrtinim rotorom zastavljenim asinhronim motorjem, njihova mehanizma pretvorbe energije pa so podobni transformatorjem. S prilagajanjem kotne legi rotora spremenijo velikost in fazo inducirane elektromotorne sile v ovitku statorja ali rotora, s tem dosežejo brezstikno reguliranje napetosti.

V primerjavi s premičnimi napajalniki ponujajo indukcijski napajalniki boljše skupne tehnične in ekonomske lastnosti ter nižjo upornost - še posebej, kadar je izhodna napetost v območju 50 %–100 %, kjer je upornost zelo nizka. Vendar zaradi strukturnih in operativnih omejitev imajo enofazni indukcijski napajalniki visoke stroške proizvodnje, zlasti za velike kapacitete. Ko ekscentričnost rotora enofaznega enota doseže določeni prag, lahko med delovanjem nastanejo težave z hrupom in vibracijo, kar omejuje izhodno kapaciteto. Zaradi tega se danes redko proizvajajo veliki enofazni indukcijski napajalniki. Kljub temu so izboljšani modeli indukcijskih napajalnikov učinkovito uporabljani v visokonapetostnih preskusih z manj natančnimi zahtevami.

2.3 Uporaba stikovnih regulacijskih naprav
Stikovne regulacijske naprave so avtotransformatorji, ki lahko zagotavljajo zvezno izhodno napetost. Proizvajajo izhodne talasne oblike napetosti z odličnimi sinusnimi karakteristikami, s spodnjim mejnim izhodom 0 V in prikazujejo linearno, zvezno in gladko regulacijsko karakteristiko. Poleg tega je mogoče njihovo strmsko odpornost zmanjšati, imajo skoraj enake fazne kote med vhodno in izhodno napetostjo ter nizko raven delovnega šuma, kar jih čini idealnimi za visokonapetostne preizkuse električnega opreme. Glede na konfiguracijo jedra se stikovne regulacijske naprave razdeljujejo na stolpične in toroidalne.

Tradicionalno so za male kapacitete visokonapetostnih preizkusev prednostno uporabljane toroidalne stikovne regulacijske naprave zaradi njihove nizke cene in odličnih lastnosti. Najbolj opažen nedostatek stikovnih regulacijskih naprav je njihova odvisnost od fizičnih stikov za prilagajanje, ki lahko med delovanjem ustvarjajo ognjice. Kapaciteta stikov je tudi omejena, njihova relativno kratka življenjska doba pa je ovirala razvoj modelov s velikimi kapacitetami. Kljub temu so bili stikovni problemi v veliki meri rešeni zaradi stalnih naporov tehničnega osebja.

3. Vzdrževanje regulacijskih naprav pri visokonapetostnih preizkuzih električne opreme

Pred vzdrževanjem regulacijskih naprav, uporabljenih pri visokonapetostnih preizkuzih električne opreme, mora osebje podrobno razumeti notranjo strukturo regulatorja, da točno določi krinke in izboljša učinkovitost vzdrževanja. Osnovna struktura regulacijske naprave je prikazana v Tabeli 1.

3.2 Težave s iztekanjem plina naprav za ureditev napetosti

Pri visokonapetostnih preizkushih električne opreme je iztekanje plina iz naprav za ureditev napetosti običajno posledica nedostatka tesnosti oznake O in povezavih. Lahko pa je tudi posledica poškodbe tesnile med prilagoditvenim sedežem in prilagoditvenim vtičnikom. Konkretna rešitev vključuje zaprtje plinskega kraka, razmontiranje glavnega ventila na koncu naprave za ureditev napetosti, in natančno pregledovanje tehničnega osebja, da bi se določilo točno mesto in narava okvare. Na podlagi praktične izkušnje se nato uvedejo ustrezne izboljšave, da se odpravi iztekanje plina iz ventilacijskega odvoda med regulacijo pri visokonapetostnih preizkushih.

Med visokonapetostnimi preizkusi je pogosta težava iztekanje plina na ničelni legi med prilagajanjem. To je predvsem posledica prevelike zategnitev viti za prilagoditev ničelne lege. Za zmanjšanje verjetnosti iztekanja na ničelni legi je potrebno pravilno prilagoditi položaj vite za prilagoditev ničelne lege.

Opomba: Operaterji morajo med prilagajanjem izogibati postavljanju neposredno pred napravo za ureditev napetosti, da zmanjšajo tveganje za nesreče.

4. Zaključek

V praktični uporabi, ko se izvajajo visokonapetostni preizkusi električne opreme, je treba najprej zagotoviti varnost osebja. Varnost osebja in opreme je temeljna predpostavka za pravilno iskanje in odpravljanje težav v testnih komponentah. Ta pristop učinkovito podaljša življenjski čas opreme in zmanjša stopnjo pojavnosti okvar. S široko uporabo naprav za ureditev napetosti pri visokonapetostnih preizkushih električne opreme se prinaša ugodnost v vsakdanji življenju prebivalcev in v različnih vidikih družbe, s tem pa se spodbuja harmoničen družbeni razvoj.