Magas feszültségű párhuzamos kondenzátorbank hibadiagnosztikai megoldás

1 Hiba utáni tesztelési elemek​
​1.1 Hibák azonosítása és tesztelek kijelölése​
A szekrényes kondenzátorbancok példájának megadásával, minden egyes kondenzátor egységnél általában egy kiugró típusú külső védőelem (elsődleges védőeszköz) található. Ha egyetlen kondenzátor hibásodik, a párhuzamos kondenzátorok a hibahelyen keresztül tisztíthatják le. A sérült kondenzátor védőjele és a megszüntethető eleme gyorsan megszakadhat, elszigetelve a hibás részt, így biztosítva a banc folyamatos működését.
Azonban, ha a kondenzátorok nyitott körrel vagy más hibákkal rendelkeznek, akkor a védő nélkül is működhetnek. ​Kritikus láncolódási kockázat: A szomszédos védők korai megszakadása láncreakciókat indíthat. A túlzott kondenzátor kiválasztása a kiegyensúlyozást meghaladó mértékben, végül a teljes banc védőinek megszakadásához vezethet. Például, egy 220kV alááramló állomás 10kV Kondenzátor Banc 2 B fázisánál, egy csak 14%-kal eltérő mérési értékkel rendelkező kondenzátor indította el ezt a láncreakciót, ami a teljes csoport védőinek megszakadását eredményezte.

​Következtetés: Amikor egy csoport védője megszakad, minden kondenzátor egyenként ellenőrizendő és tesztelendő, hogy az alábbiakat észleljük:

• Belső nedvesség bejutása
• Alkatrészek meghibásodása/rövidzárlat
• Izoláció romlása
  Ez azonosítja a defektus egységeket, csökkentve a hibaelhárítási arányt és a működési kockázatot.

​1.2 Hibakeresési tesztek kijelölése​
​1.2.1 Látványos ellenőrzés​
​Ellenőrzési fókusz:

• Test tisztaság/sima felület
• Olajcsapás, repedések, töltési jelek
• Túlzott hőmérséklet, színváltozás
• Helyi bővülés/torzulás
  Ezek a problémák belső szerkezeti változásokra, alkatrész sérülésekre vagy kapacitásváltozásokra utalnak, amelyek működési kockázatokat jelentenek. A színváltozás különösen diszasszembolizálást igényel a túlzott hőmérséklet/felbomlás elemzésére, ami növeli az ellenőrzés összetettségét.

​1.2.2 Terminál-korong izolációs ellenállás mérése​
​Teszt célja: Az izoláció romlásának észlelése nedvesség, romlás vagy felbomlás miatt az ellenállás csökkenésének figyelésével.
​Korlátozások: Ez a teszt csak kiegészítő referenciaként szolgál, amikor együtt más hibák is jelennek meg.
​Alkalmazhatóság:

• ✅ Kétterminálú kondenzátorok esetén végezhető
• ❌ Egyterminálú kondenzátoroknál (a korong elektródaként működik)

A tesztelési módszer a következő képen látható:

1.2.3 Kapacitancia mérése

A szekrényes kondenzátorbancok általában sor- és párhuzamos konfigurációkat használnak a kondenzátorelemekhez, hogy kielégítsék a feszültség- és kapacitanciakérdéseket.

• ​Növekvő kapacitancia: Jelzi a csökkenő sorozatszegmenseket belső hibák (rövidzárlat/felbomlás) miatt. A nedvesség bejutása (a víz magas dielektromos állandója) vagy a megszüntethető elem védőjének megragadása is okozhatja a kapacitancia emelkedését.
• ​Csökkenő kapacitancia: Jelzi a csökkenő párhuzamos útvonalakat nyitott körök, rossz kapcsolatok vagy belső védő működése miatt. ​⚠️ Kritikus kockázat: A tiszta elemeken a feszültségterhelés növekszik, gyorsítva a hibát és csökkentve a reaktív teljesítményt.
• ​Olajcsapás hatása: Az olaj magasabb dielektromos állandója az levegőhöz képest mérhető kapacitancia eltérést okoz.

​Diagnosztikai jelentőség: A kapacitancia eltérés közvetlenül utal a belső integritásra, és fontos a mezői hibaelhárításhoz.

​Fogadott tartomány: ±5% to +10% a címke értékétől.
​Mérési protokoll:

1. Kizárja a maradék töltés zavarait
2. Ismételje több kapacitancia-híd segítségével
3. Ha az eltérés fennáll:
• Szakadjon le a védőkapcsolatokat
• Vegye le a magfeszültség oldali kapcsolatokat
4. Mérje újra. Az állandó eltérés megerősíti a belső hibát.

​Esettanulmány: 110kV alááramló állomás 10kV 11A Kondenzátor Banc (B2 egység)

1.3 AC ellenálló feszültség tesztelési technika

​Cél: Ellenőrizze a fő izoláció integritását (bushings/encapsulation) AC feszültség alkalmazásával a rövidített terminálak és a korong között.
​Teszt érték: Észleli:

• Alacsony olajszint
• Belső nedvesség
• Sérült bushings
• Mechanikai hibák

​Terminál kezelése:

• Rövidítsen mindkét terminált együtt
• Alkalmazzon feszültséget a rövidített terminálok és a földelő korong között

​Ipari megjegyzés: A rutin AC ellenálló feszültség tesztelés gyakran nem szükséges, mivel a kondenzátorok természetes nagy terminál-korong izolációs ereje van.

2. Racionális kapacitancia-mérési módszerek kiválasztása

​Gyakori technikák:

​I/V Módszer előnyei:

• ​Feszültség előnye: Alkalmazott teszt feszültség > kondenzátor működési feszültsége
• ​Maszkolt hibák észlelése: Aktiválja a felbomlás pontokat, ahol:
• A hibás elemek maradandó izolációs ellenállást mutatnak
• A kapacitancia mérők hamis normál értékeket mutatnak
• ​Eljárás: Lásd Ábra 2 (Feszültség-vezérelt reaktancia tesztelés)

3. Kulcsfontosságú technikai pontok az ampermetervoltmeterteszteléshez

​3.1 Norma-szabványos tesztenergiaforrás hullámformája és frekvenciája​

• ​Feszültség kiválasztása: ≤5× nominális feszültség (a forrás kapacitásától és a mérőskála tartományától függően)
• ​Frekvencia stabilitása: Tartsa fenntartva a szinuszos hullámformát
• ​Mérési protokoll:
1. Stabilizálja a feszültséget a nominális értékre
2. Szinkronizálva jegyezze fel a feszültséget, áramot és frekvenciát
3. Számítsa ki a kapacitanciát:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​Kritikus követelmények:

• Tiszta szinuszos feszültség (±3% THD korlát)
• Frekvencia ingadozás ≤±0.5%
• Preferálja a vonal feszültségét (csökkenti a 3. harmonikusokat)

Nem megfelelő teljesítmény >10% mérési hiba a kondenzátor XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f jellemvonása miatt.

​3.2 Magas pontosságú, zajmentes műszer kiválasztása​

• ​Minimális specifikációk:
• Pontossági osztály: 0.5 vagy jobb
• Elektromágneses kompatibilitás: IEC 61000-4 megfelelőség
• ​Esettanulmány - 220kV alááramló állomás:

​3.3 Szabályozott feszültség-emelési protokoll​

• ​Egészséges kondenzátor válasza:
• Lineáris áram-emelkedés a feszültség-növelés során
• ​Hiba indikátorok:
• Áram stagnáció 60V alatt → hideg ragacs csatlakozások
• Hirtelen áram-emelkedés >60V → gyenge izoláció felbomlása
  ​Biztonsági eljárás:

3. Emelje a feszültséget ≤100 V/s ütemben
4. Figyelje a dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ meredekséget
5. Törölje, ha nemlineáris választ észlel

Gyors feszültség alkalmazása maszkolja a hibákat és kockázatot jelent a katasztrofális hibára.

​3.4 Biztonsági eljárások​

• ​Kötelező elővigyázatosságok:

4. Záró iránymutatások

​Pontosság határozó tényezői:

    A[Teszt pontosság] --> B[Látványos ellenőrzés]

    A --> C[Energiaforrás minősége]

    A --> D[Műszer kiválasztása]

    A --> E[Tesztelési módszer]

    A --> F[Biztonság megvalósítása]

​Mezői bizonyított gyakorlatok:

1. ​Teszt előtt: Ellenőrizze, hogy a környezeti EMZ szint <30V/m
2. ​Teszt közben:
• Jegyezze fel a feszültség- és áram-hullámformákat (oscilloszkóp ajánlott)
• Érvényesítse a lineáris viselkedést 25%, 50%, 75%, 100% feszültség lépésekben
3. ​Teszt után:
• Keresse meg a kapacitanciát két módszerrel
• Trendelje az eredményeket a történelmi adatokkal

Statisztikai találat: 68% a kondenzátor hibái a nedvesség bejutása vagy a feszültség terhelés miatt keletkezik - észlelhető szigorú kapacitancia-teszteléssel és IR monitorozással.

​Működési javaslatok:

• Végezzen negyedéves kapacitancia-eltérés trend