راه‌حل تشخیص خطا در بانک کندنده‌های بالا-ولتاژ موازی
1 پروګرامونه پسې از خرابی
1.1 شناسایی علل خرابی و تعیین واحدهای آزمون
به عنوان مثال، در یک بانک کندنساتور راکت‌مونتاژ، هر واحد کندنساتور معمولاً با یک فیوز خارجی اخراجی تجهیز شده که به عنوان دستگاه محافظ اصلی عمل می‌کند. اگر یک کندنساتور تکی خراب شود، کندنساتورهای موازی از طریق نقطه خرابی تخلیه می‌شوند. فیوز و عنصر قابل ذوب کندنساتور خراب ممکن است سریعاً منفجر شود و بخش خراب شده را جدا کند تا عملیات مداوم بانک را تضمین کند.
با این حال، اگر کندنساتورها دچار بازشویی یا عیب‌های دیگری شوند، ممکن است بدون منفجر شدن فیوز عملیاتی باقی بمانند. ریسک مهم زنجیره‌ای: منفجر شدن زودرس فیوزهای مجاور واکنش‌های زنجیره‌ای را القاء می‌کند. قطع بیش از حد کندنساتورها باعث نامتعادلی بیش از حد طراحی شده می‌شود و در نهایت منجر به خرابی کامل فیوزهای بانک می‌گردد. به عنوان مثال، در یک زیراستانسیون 220kV در بانک کندنساتور 10kV شماره 2 فاز B، یک کندنساتور با تنها حریف اندازه‌گیری 14% چنین زنجیره‌ای را القاء کرد که به خرابی کامل گروه فیوز منجر شد.
نتیجه‌گیری: وقتی که خرابی گروه فیوز رخ دهد، هر کندنساتور باید به طور انفرادی بررسی و آزمون شود تا:
- ورود رطوبت داخلی
- خرابی / کوتاه شدن قطعات
- کاهش عایق‌بندی
این کار واحدهای معیوب را شناسایی می‌کند، نرخ خرابی را کاهش می‌دهد و خطرات عملیاتی را حذف می‌کند.
1.2 انتخاب موارد آزمون بررسی خرابی
1.2.1 بررسی بصری
مرکز توجه:
- پاکی و صافی بدنه
- ریزش روغن، ترک‌ها، نشانه‌های تخلیه
- گرم شدن بیش از حد، تغییر رنگ
- پفیدگی/تغییر شکل محلی
این مشکلات نشان‌دهنده تغییرات ساختاری داخلی، خرابی قطعات یا لغزش ظرفیت هستند که خطرات عملیاتی ایجاد می‌کنند. تغییر رنگ به خصوص نیازمند تجزیه برای تحلیل گرم شدن/خرابی است که پیچیدگی بررسی را افزایش می‌دهد.
1.2.2 اندازه‌گیری مقاومت عایق‌بندی ترمینال-بدنه
هدف آزمون: تشخیص کاهش عایق‌بندی ناشی از رطوبت، تخریب یا خرابی با نظارت بر کاهش مقاومت.
محدودیت‌ها: این آزمون فقط به عنوان مرجع کمکی استفاده می‌شود وقتی که عیب‌های دیگری وجود دارد.
قابلیت استفاده:
- ✅ انجام شده بر روی کندنساتورهای دو ترمینالی
- ❌ نیازی به انجام بر روی کندنساتورهای تک ترمینالی (بدنه به عنوان الکترود عمل می‌کند)
روش آزمون در زیر نشان داده شده است:
1.2.3 اندازه‌گیری ظرفیت
بانک‌های کندنساتور راکت‌مونتاژ معمولاً از ترکیبات سری-موازی از عناصر کندنساتور برای تأمین نیازهای ولتاژ و ظرفیت استفاده می‌کنند.
- افزایش ظرفیت: نشان‌دهنده کاهش بخش‌های سری به دلیل خرابی‌های داخلی (کوتاه شدن/خرابی) است. ورود رطوبت (ثابت دی الکتریک بالای آب) یا منفجر شدن فیوزهای عناصر ممکن است باعث افزایش ظرفیت شود.
- کاهش ظرفیت: نشان‌دهنده کاهش مسیرهای موازی از بخش‌های بازشویی، اتصالات سست یا عملکرد فیوز داخلی است. ⚠️ ریسک حیاتی: تنش ولتاژ روی عناصر سالم افزایش می‌یابد، خرابی را شتاب می‌دهد و خروجی توان واکنشی را کاهش می‌دهد.
- تأثیر ریزش روغن: ثابت دی الکتریک بالاتر روغن نسبت به هوا باعث تغییر قابل اندازه‌گیری ظرفیت می‌شود.
اهمیت تشخیصی: انحراف ظرفیت مستقیماً بازتاب کاملیت داخلی را نشان می‌دهد و برای حل مشکلات میدانی بسیار مهم است.
محدوده قبول: ±5% تا +10% از مقدار نامبرده.
پروتکل اندازه‌گیری:
- حذف تداخل شار باقی‌مانده
- تکرار با چند پل ظرفیت
- اگر انحراف ادامه دهد:
- قطع لینک‌های فیوز
- حذف اتصالات سمت ولتاژ بالا
- اندازه‌گیری مجدد. انحراف مداوم خرابی داخلی را تأیید می‌کند.
مطالعه موردی: بانک کندنساتور 10kV شماره 11A زیراستانسیون 110kV (واحد B2)
|
پارامتر |
مقدار |
|
ظرفیت نامبرده (Cₓ) |
8.03 μF |
|
اندازه‌گیری شده (Cᵧ) با ولتاژ بالا متصل |
10.04 μF |
|
اندازه‌گیری شده (Cᵧ) پس از قطع ولتاژ بالا |
10.05 μF |
|
انحراف |
+25.16% |
|
نتیجه‌گیری: واحد B2 از محدوده تحمل فراتر رفته است → خراب. |
1.3 تکنیک آزمون تحمل ولتاژ متناوب
هدف: تأیید تمامیت عایق‌بندی اصلی (بوشینگ/پوشش) با اعمال ولتاژ متناوب بین ترمینال‌های کوتاه شده و بدنه.
مقدار آزمون: تشخیص:
- سطح پایین روغن
- رطوبت داخلی
- بوشینگ‌های خراب
- عیب‌های مکانیکی
مدیریت ترمینال‌ها:
- کوتاه کردن هر دو ترمینال با هم
- اعمال ولتاژ بین ترمینال‌های کوتاه شده و بدنه زمین شده
یادداشت صنعتی: آزمون تحمل ولتاژ متناوب معمولی اغلب به دلیل قدرت عایق‌بندی بالای ترمینال-بدنه کندنساتورها ضروری نیست.
2. انتخاب منطقی روش‌های اندازه‌گیری ظرفیت
روش‌های رایج:
|
روش |
مورد استفاده معمول |
|
آمپر‌متر/ولت‌متر (I/V) |
آزمون میدانی ★ ترجیح داده شده |
|
دیجیتال میزان ظرفیت |
آزمون میدانی |
|
پل ظرفیت |
پذیرش کارخانه |
مزیت روش I/V:
- مزیت ولتاژ: ولتاژ آزمون > ولتاژ عملیاتی کندنساتور
- تشخیص عیب‌های مخفی: فعال کردن نقاط خرابی که:
- عناصر خراب باقی‌مانده مقاومت عایق‌بندی باقی‌مانده دارند
- میزان‌های ظرفیت خواندن‌های غلط نرمال نشان می‌دهند
- روند: مشاهده شکل 2 (آزمون واکنش تحت کنترل ولتاژ)
|
شماره برچسب تجهیزات |
B2 |
|
ظرفیت نامبرده، Cₓ (μF) |
8.03 |
|
Cᵧ اندازه‌گیری شده (μF) قبل از قطع لید ولتاژ بالا |
10.04 |
|
Cᵧ اندازه‌گیری شده (μF) بعد از قطع لید ولتاژ بالا |
10.05 |
|
٪ اختلاف (نسبت به مقدار نامبرده) |
25.16% |
3. نکات فنی کلیدی برای آزمون آمپر‌متر/ولت‌متر
3.1 موج و فرکانس منبع ولتاژ مطابق استاندارد
- انتخاب ولتاژ: ≤5× ولتاژ اسمی (بر اساس ظرفیت منبع و دامنه میزان)
- پایداری فرکانس: حفظ موج سینوسی ثابت
- پروتکل اندازه‌گیری:
- ثابت کردن ولتاژ در مقدار اسمی
- ضبط همزمان ولتاژ، جریان و فرکانس
- محاسبه ظرفیت:
Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx=2πfVI - نیازمندی‌های حیاتی:
- موج سینوسی خالص (±3% محدوده THD)
- نوسان فرکانس ≤±0.5%
- ترجیح ولتاژ خط (کاهش هارمونیک سوم)
ریسک عدم رعایت >10% خطا در اندازه‌گیری به دلیل ویژگی XC∝1/fX_C \propto 1/fXC∝1/f کندنساتور.
3.2 انتخاب دستگاه‌های دقیق و مقاوم در برابر نویز
- مشخصات حداقل:
- کلاس دقت: 0.5 یا بهتر
- سازگاری الکترومغناطیسی: مطابق IEC 61000-4
- مطالعه موردی - زیراستانسیون 220kV:
