Soluzzjoni għal Diagnosi tal-Erroġi fl-Imball tal-Kondensaturi ta'alta tansil

1 Diagnostiku post-fallija testi​
​1.1 Identifikazzjoni ta’ l-każijiet tal-falla u dħol fil-unitajiet tat-test​
Bħal esempi, għal bank tal-kondensaturi f'rack, kull unità tal-kondensatur indipendenti tipikament jiġi mhuwi b'fjuż estern tal-tip espulsjon kif huwa l-dispożitiv primarju ta’ protezzjoni. Jekk kondensatur wahid jkun fis-silġ, il-kondensaturi paralleli jiġu sħut minn fuq il-punt tal-falla. Il-fjuż u l-element fusibili tal-kondensatur dammat jistgħu jsiru tafjal rapidament, jiġġibu l-punt tal-falla biex isiguru l-operazzjoni kontinwa tal-bank.
Ivver, jekk ikollox falli tal-kondensaturi bħal xewkiet magħluq jew falloj oħra, dawn jistgħu jkunu operattivi mingħajr li jkun hemm tafjal tal-fjuż. ​Riskju kritiku ta’ kaskada: Tafjal preċisu tal-fjużi ħdax jagħmlu reazzjonijiet kaskadali. Dismisjoni eċċessiva tal-kondensaturi tissabbar f'imbilanj superaw il-limiti tad-dizajn, Alla fine jgħodd imposibli lill-fjużi kollha tal-bank jsiru tafjal. Pereżempju, f'sottostazzjoni 220kV, fl-10kV Capacitor Bank No. 2 Phase B, kondensatur b' devjazzjoni ta’ misur 14% ibda din il-kaskada, li saret tafjal kollu l-grupp tal-fjużi.

​Konkluzzjoni: Meta jsir tafjal tal-fjużi, kull kondensatur għandu jiġi esaminat u testat individualment biex jittindika:

• Ingress ta’ umidità interna
• Kalkar tal-komponenti / xewkiet qasra
• Degradazzjoni tal-isolazzjoni
  Dan jidentifikja l-unitajiet defettivi, jidminuxx ir-riskju ta’ falli, u jelimina l-perikoli tal-operazzjoni.

​1.2 Selezzjoni tal-item tat-test tal-investigazzjoni tal-falla​
​1.2.1 Esame vizwal​
​Foqus tal-esame:

• Ċavetta tal-korp / levigħa
• Xitjar tal-oli, fratturi, marki tal-disxarġa
• Overheating, diskołurazzjoni
• Swell lokal / deformazzjoni
  Dawn l-issieġ indikaw modifikazzjonijiet strutturali interni, dannu tal-komponenti, jew drift tal-kapacitanza li jkunu riskju operattivi. Id-diskołurazzjoni speċjalment timtalbi disassamblazzjoni għal analizz over-heating / falli, li jżid komplikazzjoni l-esame.

​1.2.2 Misurazzjoni tal-resistanza tal-isolazzjoni mill-terminal għal il-kaz​
​Skop tat-test: It-tiftix dwar il-degradazzjoni tal-isolazzjoni minn umidità, deteriorazzjoni, jew kalkar permezz tal-monitoring tal-declin fil-resistanza.
​Limitazzjonijiet: Dan it-test serva biss kif referenza ausiliarja meta jkun hemm difetti oħra.
​Applikabbiltà:

• ✅ Jkun effettwat fuq kondensaturi dual-terminal
• ❌ Mhux neċessarju għal kondensaturi single-terminal (il-kaz jilgħaq skont l-eletrodo)

Metodika tat-test tillustrata hawn taħt:

1.2.3 Misurazzjoni tal-kapacitanza

Il-banks tal-kondensaturi f'rack solitament jemplu konfigurazzjonijiet serjali-paralleli tal-elementi tal-kondensaturi biex jisodisfa r-requisiti tal-voltàġġ u kapacitanza.

• ​Kapacitanza żieda: Indika segimenti serjali miżjud minn falloj interni (xewkit qasra / kalkar). L-ingress ta’ umidità (konstant dielektrik ta’ l-ilma) jew fjużi elementi tafjal jistgħu wkoll jisiru żieda fil-kapacitanza.
• ​Kapacitanza diminu: Tsegnalizza passi paralleli miżjud minn xewkiet magħluq, kollegamenti ħlief, jew operazzjoni tal-fjużi interna. ⚠️ Riskju Kritiku: L-stress tal-voltàġġ fuq l-elementi saħħa jżid il-falli u jidminuxx il-produzzjoni tal-reactive power.
• ​Impatt tal-xitjar tal-oli: Il-konstant dielektrik ta’ l-oli akbar minn dak tal-ħelu jisir drift meżjurbil tal-kapacitanza.

​Signifikanza diagnostika: Il-devjazzjoni tal-kapacitanza tirriflette direttament l-integrità interna u hija essenzjali għal troubleshooting fit-truf.

​Limit tas-silġ: ±5% sa +10% tal-valur tal-nameplate.
​Protokoll tat-takbib:

1. Escludi l-interferenza tal-carica residwa
2. Ripeti b'multitajp capacitance bridges
3. Jekk persisti l-devjazzjoni:
• Disconnect fuse links
• Remove HV-side connections
4. Re-measure. Consistent deviation confirms internal fault.

​Case Study: 110kV Substation 10kV 11A Capacitor Bank (Unit B2)

1.3 Teknika tal-test tal-voltàġġ AC tal-mibdula

​Skop: Verifika l-integrità tal-isolazzjoni prinċipali (bushings / encapsulation) permezz tal-applicazzjoni tal-voltàġġ AC bejn it-terminals shorted u l-kaz.
​Valur tat-test: Jiddetektja:

• Livelli bassi tal-oli
• Umidità interna
• Bushings damaged
• Defetti mekanika

​Handling tal-terminals:

• Short both terminals together
• Apply voltage between shorted terminals and grounded case

​Note tal-industrija: Ir-routine AC withstand testing mhux sovent neċessarju minħabba l-força inherent tal-isolazzjoni terminal-case tal-kondensaturi.

2.Selezzjoni rażonabbli tal-metodi tal-misurazzjoni tal-kapacitanza

​Teknikkomuni:

​I/V Method Superiority:

• ​Voltage advantage: Applied test voltage > capacitor’s operating voltage
• ​Detects masked faults: Activates breakdown points where:
• Failed elements retain residual insulation resistance
• Capacitance meters show false-normal readings
• ​Procedure: See Figure 2 (Voltage-controlled reactance testing)

3. Key Technical Points for Ammeter/Voltmeter Testing

​3.1 Standard-Compliant Test Power Supply Waveform & Frequency​

• ​Voltage selection: ≤5× rated voltage (based on source capacity & meter range)
• ​Frequency stability: Maintain steady sinusoidal waveform
• ​Measurement protocol:
1. Stabilize voltage at rated value
2. Synchronously record voltage, current, and frequency
3. Calculate capacitance:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​Critical requirements:

• Pure sine wave voltage (±3% THD limit)
• Frequency fluctuation ≤±0.5%
• Prefer line voltage (reduces 3rd harmonics)

Non-compliance risks >10% measurement error due to capacitor's XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f characteristic.

​3.2 Selection of High-Precision, Noise-Immune Instruments​

• ​Minimum specifications:
• Accuracy class: 0.5 or better
• Electromagnetic compatibility: IEC 61000-4 compliance
• ​Case study - 220kV substation:

​3.3 Controlled Voltage Ramp-Up Protocol​

• ​Healthy capacitor response:
• Linear current rise with voltage increase
• ​Fault indicators:
• Current stagnation below 60V → cold solder joints
• Sudden current surge at >60V → weak insulation breakdown
  ​Safety-critical procedure:

3. Ramp voltage at ≤100 V/s rate
4. Continuously monitor dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ gradient
5. Abort if non-linear response detected

Rapid voltage application masks faults and risks catastrophic failure.

​3.4 Safety Procedures​

• ​Mandatory precautions:

4. Conclusive Guidelines

​Accuracy determinants:

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

    A --> C[Power Supply Quality]

    A --> D[Instrument Selection]

    A --> E[Test Methodology]

    A --> F[Safety Implementation]

​Field-proven practices:

1. ​Pre-test: Verify ambient EMI levels <30V/m
2. ​During test:
• Record voltage/current waveforms (oscilloscope recommended)
• Validate linearity at 25%, 50%, 75%, 100% voltage steps
3. ​Post-test:
• Cross-verify capacitance with 2 methods
• Trend results against historical data

Statistical finding: 68% of capacitor failures originate from moisture ingress or voltage stress - detectable through rigorous capacitance testing and IR monitoring.

​Operational recommendations:

• Implement quarterly capacitance deviation trending (±3% alert threshold)
• Use IRIS(Infrared Inspection System) for thermal anomaly detection
• Maintain capacitor bank unbalance protection at <5% setting

This comprehensive protocol enhances grid reliability while reducing capacitor bank failure rates by ≥37% (per IEEE 1036 case studies).