Yüksek Gerilim Paralel Kondansatör Bankası Arızası Tanı Salgısı Çözümü

1 Arıza Sonrası Test Tanılama Maddeleri​
​1.1 Arıza Nedenlerinin Belirlenmesi ve Test Birimlerinin Tespiti​
Raf montajlı bir kondansatör bankasını örnek olarak ele alındığında, her bireysel kondansatör birimi genellikle birincil koruma cihazı olarak kullanılan dış atma türü bir korse ile donatılmıştır. Eğer tek bir kondansatör çökerse, paralel kondansatörler arızalı noktadan devre dışı bırakılır. Hasarlı kondansatörün korsu ve eriyen elementi hızlı bir şekilde yılmaya uğrayarak, arızalı bölümü izole ederek bankanın sürekli operasyonunu sağlar.
Ancak, kondansatörlerde açık devre veya diğer arızalar gelişirse, korsunun yılmamasına rağmen operasyon devam edebilir. ​Kritik kaskad riski: Komşu korsların erken yılmaları zincir reaksiyonlarını tetikler. Aşırı kondansatör bağlantısının kesilmesi, tasarım sınırlarını aşan dengesizliğe neden olur ve sonunda tüm banka korslarının başarısız olmasına yol açar. Örneğin, 220kV alt trafiğindeki 10kV Kondansatör Bankası No. 2 Faz B'de, sadece %14 ölçüm sapması olan bir kondansatör bu kaskadı başlatmış, tüm grup korsunun başarısızlığını sağlamıştır.

​Sonuç: Grup korsunun yıldığı zaman, her kondansatörün ayrı ayrı inceleme ve test geçirmesi gerekir:

• İçeride nem sızıntısı
• Bileşen çöküntüsü/kısa devre
• Düzensizlik azalması
  Bu, defekt birimleri belirler, başarısızlık oranlarını azaltır ve operasyonel tehlikeleri ortadan kaldırır.

​1.2 Arıza İnceleme Test Maddelerinin Seçimi​
​1.2.1 Görsel İnceleme​
​İnceleme odak noktası:

• Gövde temizliği/pürüzlülüğü
• Yağ sızıntısı, çatlaklar, salma izleri
• Aşırı ısınma, renk değişimi
• Yerel şişme/deformasyon
  Bu sorunlar, iç yapısal değişiklikleri, bileşen hasarlarını veya kapasitans kaymasını gösterir. Renk değişimi özellikle aşırı ısınma/çöküntü analizi için ayrıştırma gerektirir, bu da inceleme karmaşıklığını artırır.

​1.2.2 Terminal-Kabuk yalıtım direnci ölçümü​
​Test amacı: Nem, bozulma veya çöküntüden kaynaklanan yalıtım azalmasını monitör etmek için direnç düşüşünü tespit etmek.
​Sınırlamalar: Bu test, diğer defektler var olduğunda yardımcı referanstır.
​Uygulanabilirlik:

• ✅ Çift terminalli kondansatörler üzerinde gerçekleştirilir
• ❌ Tek terminalli kondansatörler (kabuk elektrot olarak işlev görür) için gerekli değildir

Aşağıda test yöntemi gösterilmektedir:

1.2.3 Kapasitans Ölçümü

Raf montajlı kondansatör bankaları genellikle gerilim ve kapasitans gereksinimlerini karşılamak için kondansatör unsurlarının seri-paralel yapılandırılması kullanılır.

• ​Kapasitans Artışı: İç arızalar (kısa devre/çöküntü) nedeniyle seri bölümlerin azalması anlamına gelir. Nem sızıntısı (suyun yüksek dielektrik sabiti) veya blown element fuses de kapasitans artışı nedeni olabilir.
• ​Kapasitans Azalması: Açık devreler, gevşek bağlantılar veya iç kors işleminden paralel yolların azalması sinyali verir. ​⚠️ Kritik Risk: Sağlıklı unsurlar üzerindeki gerilim stresi artar, başarısızlığı hızlandırır ve reaktif güç çıktısını azaltır.
• ​Yağ Sızıntısı Etkisi: Havadan daha yüksek dielektrik sabitine sahip yağ, ölçülebilir kapasitans kaymasını sağlar.

​Tanısal öneme: Kapasitans sapması doğrudan iç bütünlüğü yansıtır ve alan hata ayıklaması için kritiktir.

​Kabul Edilebilir Aralık: ±5% to +10% of nameplate value.
​Ölçüm Protokolü:

1. Kalan yük interferansını hariç tutun
2. Çoklu kapasitans köprüleri ile tekrarlayın
3. Eğer sapma devam ederse:
• Füze bağlantılarını kesin
• Yüksek gerilimli taraf bağlantılarını çıkarın
4. Yeniden ölçün. Sapmanın devamı iç arızayı onaylar.

​Vaka Çalışması: 110kV Alt Trafiği 10kV 11A Kondansatör Bankası (Birim B2)

1.3 AC Dayanıklılık Gerilimi Test Tekniği

​Amaç: Ana yalıtım bütünlüğünü (bushing/encapsulation) kısa devreli terminal ve kabuk arasında AC gerilimi uygulayarak doğrulamak.
​Test Değeri: Şunları tespit eder:

• Düşük yağ seviyesi
• İç nem
• Hasarlı bushing
• Mekanik defektler

​Terminal İşlemi:

• Her iki terminali birlikte kısa devre yapın
• Kısa devreli terminal ve yerleştirilmiş kabuk arasında gerilim uygulayın

​Sektör Notu: Kondansatörlerin doğal olarak yüksek terminal-kabuk yalıtımı nedeniyle rutin AC dayanıklılık testi genellikle gereksizdir.

2.Kapasitans Ölçüm Yöntemlerinin Mantıklı Seçimi

​Ortak Teknikler:

​I/V Metodunun Üstünlüğü:

• ​Gerilim avantajı: Uygulanan test gerilimi > kondansatörün çalışma gerilimi
• ​Maskelenmiş hataları tespit eder: Yıkım noktalarını aktive eder, burada:
• Başarısız unsurlar kalıcı yalıtım direncine sahiptir
• Kapasitans metreri yanlış normal okumalar gösterir
• ​Prosedür: Şekil 2'ye bakınız (Gerilim kontrolü reaktans testi)

3. Ampermetre/Voltmetre Testi İçin Önemli Teknik Noktalar

​3.1 Standart Uygun Test Güç Kaynağı Dalga Biçimi ve Frekansı​

• ​Gerilim seçimi: ≤5× nominal gerilim (kaynak kapasitesine ve metre aralığına bağlı)
• ​Frekans istikrarı: Düzgün sinus dalga formunu koruyun
• ​Ölçüm protokolü:
1. Nominal değerde gerilimi istikrara getirin
2. Gerilim, akım ve frekansı eş zamanlı olarak kaydedin
3. Kapasitansı hesaplayın:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​Kritik gereksinimler:

• Saf sinüs dalga gerilimi (±3% THD sınırı)
• Frekans dalgalanması ≤±0.5%
• Hat gerilimini tercih edin (3. harmonikleri azaltır)

Uyumsuzluk, kondansatörün XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f karakteristiğinden dolayı >10% ölçüm hatasına yol açabilir.

​3.2 Yüksek Hassasiyetli, Gürültüye Dirençli Enstrümanların Seçimi​

• ​Minimum özellikler:
• Hassasiyet sınıfı: 0.5 veya daha iyisi
• Elektromanyetik uyumluluk: IEC 61000-4 uyumluluğu
• ​220kV alt trafiği vaka çalışması:

​3.3 Kontrollü Gerilim Yükseltme Protokolü​

• ​Sağlıklı kondansatör tepkisi:
• Gerilimin artmasıyla lineer akım artışı
• ​Arıza göstergeleri:
• 60V altında akım durması → soğuk deri bağlantıları
• 60V üzerinde ani akım artışı → zayıf yalıtım yıkımı
  ​Güvenlik kritik prosedür:

3. Gerilimi ≤100 V/s hızla yükseltin
4. dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ gradyanını sürekli izleyin
5. Doğrusal olmayan tepki tespit edilirse işlemi durdurun

Hızlı gerilim uygulaması, arızaları maske eder ve felaketçi başarısızlığa yol açabilir.

​3.4 Güvenlik Prosedürleri​

• ​Zorunlu önlemler:

4. Sonuç Olan Rehberlik

​Hassasiyet belirleyicileri:

    A[Test Accuracy] --> B[Visual Inspection]

    A --> C[Power Supply Quality]

    A --> D[Instrument Selection]

    A --> E[Test Methodology]

    A --> F[Safety Implementation]

​Saha kanıtlı uygulamalar:

1. ​Test öncesi: Ortam EMI seviyelerinin <30V/m olduğunu doğrulayın
2. ​Test sırasında:
• Gerilim/akım dalga formlarını kaydedin (osiloskop önerilir)
• 25%, 50%, 75%, 100% gerilim adımlarında doğrusallığı doğrulayın
3. ​Test sonrası:
• Kapasitansı 2 yöntemle çapraz doğrulayın
• Sonuçları geçmiş verilerle trend edin

İstatistiksel bulgu: %68'i kondansatör başarısızlıkları nem sızıntısı veya gerilim stresinden kaynaklanır - sıkı kapasitans testi ve IR izleme ile tespit edilebilir.

​Operasyonel öneriler:

• Kapasitans sapması trendini üç aylık olarak uygulayın (±3% uyarı eşiği)
• IRIS (Infrared Inspection System) termal anormalliği tespit etmek için kullanın
• Kondansatör bankası dengesizlik korumasını <5% ayarında tutun

Bu kapsamlı protokol, IEEE 1036 vaka çalışmaları gibi kondansatör bankası başarısızlık oranlarını en az %37 azaltırken şebekeyi güvenilir hale getirir.