Hoëspanningskondensatorbank Foutdiagnose Oplossing

1 Pos-fouttoets diagnostiese items​
​1.1 Identifisering van foutoorsoake en bepaling van toetseenhede​
Met 'n rakgemonteerde kondensatortoestel as voorbeeld, word elke individuele kondensator eenheid tipies met 'n uitwerp-tipe buite fuses toegerus as die primêre beskermingsapparaat. As 'n enkele kondensator 'n ineenstorting ervaar, ontlad parallele kondensators deur die foutpunt. Die fuse en smelt element van die beskadigde kondensator kan vinnig breek, om die gefoute gedeelte te isoleer om kontinue bankbedryf te verseker.
Wanneer kondensators egter oop-sirkels of ander foute ontwikkel, kan hulle sonder fuse-ruptuur voortgaan met bedryf. ​Kritieke kaskade risiko: Vroeë ruptuur van aangrensende fuses veroorsaak kettingreaksies. Oormatige kondensator afkoppeling veroorsaak 'n onevenwichtigheid wat die ontwerplimiete oorskry, wat uiteindelik tot 'n volledige bankfuse-faal lei. Byvoorbeeld, in 'n 220kV onderstasie se 10kV Kondensator Bank No. 2 Fase B, het 'n kondensator met slegs 14% meetafwyking so 'n kaskade begin, wat gelei het tot 'n volledige groep fuse faal.

​Gevolgtrekking: Wanneer 'n groep fuse ruptuur plaasvind, moet elke kondensator individueel geïnspekteer en getoets word om te vind:

• Interne vochtingresie
• Komponent ineenstorting/kortsluiting
• Isolasiieverlies
  Hiermee word defektiewe eenhede geïdentifiseer, foutkoerse verminder en operasionele risiko's verwyder.

​1.2 Foute-onderzoek toetself keuse​
​1.2.1 Visuele inspeksie​
​Inspeksiefokus:

• Liggaam skoonheid/gladheid
• Olie lekkage, barste, ontlading merke
• Oorgrootword, verkleuring
• Gelokaliseerde opswelling/vervorming
  Hierdie kwessies dui op interne strukturele veranderinge, komponentbeskadiging of kapasiteitsdwaal. Verkleuring vereis spesifiek ontbinding vir oorgrootword/fout-analise, wat die inspeksie kompleksiteit verhoog.

​1.2.2 Terminal-na-kas isolasieweerstand meting​
​Toetsdoel: Ontdek isolasieverlies as gevolg van vocht, veroudering of ineenstorting deur weerstandsafname te moniteer.
​Beperkinge: Hierdie toets dien as bykomende verwysing net wanneer ander defekte saam bestaan.
​Toepasbaarheid:

• ✅ Gedoen op dubbele terminal kondensators
• ❌ Nie nodig vir enkelterminal kondensators (kas funksioneer as elektrood)

Toetsmetode hieronder geïllustreer:

1.2.3 Kapasiteitsmeting

Rakgemonteerde kondensatortoevoere maak tipies gebruik van reeks-paralel konfigurasies van kondensatorelemente om spannings- en kapasiteitsvereistes te bevredig.

• ​Toename in kapasiteit: Dui op vermindering in reeks segmente as gevolg van interne foute (kortsluiting/ineneenstorting). Vocht ingang (hoë dielektriese konstante van water) of geblaaie element fuses kan ook 'n kapasiteitstoename veroorsaak.
• ​Afname in kapasiteit: Signaliseer vermindering in paralel pad weens oop-sirkels, los verbinding, of interne fuse-operasie. ⚠️ Kritieke Risiko: Spanningspanning op gesonde elemente neem toe, wat fout versnel en reaktiewe mag-uitset verminder.
• ​Olie lekkage impak: Hoër dielektriese konstante van olie teenoor lug veroorsaak meetbare kapasiteitsdwaal.

​Diagnostiese betekenis: Kapasiteitsafwyking reflekteer direk interne integriteit en is krities vir veld probleemoplossing.

​Aanvaarbereik: ±5% tot +10% van naamplaatwaarde.
​Meting Protokol:

1. Sluit residu laading interferensie uit
2. Herhaal met meerdere kapasiteitsbrûe
3. As afwyking voortduur:
• Ontkopple fuse skakels
• Verwyder HV-kant verbinding
4. Meet opnuut. Konsekwente afwyking bevestig interne fout.

​Gevallestudie: 110kV Onderstasie 10kV 11A Kondensatorbank (Eenheid B2)

1.3 AC standvastigheidsproef tegniek

​Doel: Kontroleer hoof isolasie integriteit (busings/omhulling) deur AC-spanning tussen kortgeslote terminals en kas toe te pas.
​Toetswaarde: Detekteer:

• Laag olievlakke
• Interne vocht
• Beskadigde busings
• Meganiese defekte

​Terminalhantering:

• Kort beide terminals saam
• Pas spanning toe tussen kortgeslote terminals en geaard kas

​Bedryfsnota: Gewone AC standvastigheidsproewe is dikwels onnodig as gevolg van kondensators se inherente hoë terminal-kas isolasie sterkte.

2.Rasionele keuse van kapasiteitsmetingmetodes

​Gewone tegnieke:

​I/V Metode Superioriteit:

• ​Spanningsvoordeel: Toegepasde toetsspanning > kondensator se bedryfspanning
• ​Masker foute deteksie: Aktiveer ineenstorting punte waar:
• Gefaald elemente behou residuële isolasieweerstand
• Kapasiteitsmeter wys vals-normale lesings
• ​Prosedure: Sien Figuur 2 (Spanningsgekontroleerde reaksietoetsing)

3. Sleuteltegniese punte vir Stroommeter/Spanningsmeter Toetsing

​3.1 Standaardkompliërende Toetsvoorsiening Golfform en Frekwensie​

• ​Spanningskeuse: ≤5× gerateerde spanning (gebaseer op bronnegrootte & meter bereik)
• ​Frekwensiestabiliteit: Behou stabiele sinus-golfform
• ​Meting protokol:
1. Stabiliseer spanning by gerateerde waarde
2. Synkronies rekord spanning, stroom, en frekwensie
3. Bereken kapasiteit:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​Kritiese vereistes:

• Reine sinus golfform (±3% THD limiet)
• Frekwensiefluktuasie ≤±0.5%
• Gee voorkeur aan lynspanning (verminder 3de harmoniese)

Nie-kompliansie risiko >10% meting fout as gevolg van kondensator se XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f karakteristiek.

​3.2 Keuse van Hoëpresisie, Geraasbestendige Instrumente​

• ​Minimum spesifikasies:
• Akuraatklassing: 0.5 of beter
• Elektromagnetiese verenigbaarheid: IEC 61000-4 voldoening
• ​Gevallestudie - 220kV onderstasie:

​3.3 Gestuurde Spanningsverhoging Protokol​

• ​Geëskorte kondensator reaksie:
• Lineêre stroom toename met spanning verhoging
• ​Fout-indikatore:
• Stroom stagnasie onder 60V → koude soldeerverbinding
• Plotselinge stroom sprong bo 60V → swak isolasie ineenstorting
  ​Veiligheidskritiese prosedure:

3. Verhoog spanning teen ≤100 V/s tempo
4. Kontinu moniteer dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ gradiënt
5. Staak indien nie-lineêre reaksie gedetekteer word

Snel spanning toepassing maskeer foute en risiko katastrofiese faal.

​3.4 Veiligheidsprosedures​

• ​Verpligte voorbereidings:

4. Beslissende Riglyne

​akkuraatsiedeterminante:

    A[Toetsakkuraatheid] --> B[Visuele Inspeksie]

    A --> C[Voorsieningskwaliteit]

    A --> D[Instrumentkeuse]

    A --> E[Toetsmetodologie]

    A --> F[Veiligheid Implementering]

​Veldbewyse praktyke:

1. ​Vóór-toets: Verifieer omgewing EMI vlakke <30V/m
2. ​Tydens toets:
• Rekord spanning/stroom golfforme (osiloskoop aanbeveel)
• Valideer lineariteit by 25%, 50%, 75%, 100% spanning stappe
3. ​Ná-toets:
• Kruisverifieer kapasiteit met 2 metodes
• Trend resultate teen historiese data

Statistiese bevinding: 68% van kondensatorfaale is die gevolg van vochtingresie of spanningstress - detekteerbaar deur streng kapasiteitsmeting en IR-monitering.

​Bedryfsaanbevelings:

• Implementeer kwartaalwise kapasiteitsafwyking trending (±3% waarskuwing grens)
• Gebruik IRIS(Infrarood Inspeksie Sisteem) vir termiese anomaliedeteksie
• Behou kondensatorbank onebalansbeskerming by <5% instelling

Hierdie omvattende protokol verhoog roosterbetroubaarheid terwyl dit kondensatorbank faalkoers verlaag met ≥37% (volgens IEEE 1036 gevallestudies).