Høyspenning parallellkondensatorbank feilmdiagnose løsning

1 Post-Failure Test Diagnostic Items​
​1.1 Identifying Fault Causes and Determining Test Units​
Som en eksempel på en rackmontert kondensatorbank er hvert individuelle kondensatorelement typisk utstyrt med en ekspulsjonstype ekstern sikring som primær beskyttelsesenhet. Hvis en enkelt kondensator opplever en sammenbrytning, slipper parallelle kondensatorer gjennom feilpunktet. Sikringen og fusible elementet i den skadete kondensatoren kan raskt sprange, isolerer feilavsnittet for å sikre at banken fortsetter å fungere.
Hvis imidlertid kondensatorer utvikler åpne kretser eller andre feil, kan de forbli i drift uten at sikringen spranger. ​Kritisk kaskaderisiko: For tidlig sprang av nabo-sikringer utløser kjedereaksjoner. Overmatelig frakobling av kondensatorer fører til ubalanse som overstiger designgrensene, og dette fører til slutt til full sikringsfeil i hele banken. For eksempel, i et 220kV transformasjonsanlegg 10kV Kondensatorbank 2 fase B, initieret en kondensator med bare 14% målingsavvik en slik kaskade, som førte til full gruppesikringsfeil.

​Konklusjon: Når det oppstår en gruppesikringsfeil, må hver kondensator undergå individuell inspeksjon og testing for å oppdage:

• Inntrenging av fuktighet internt
• Komponentnedbrytning/kortslutning
• Deteriorering av isolasjon
  Dette identifiserer defekte enheter, reduserer feilfrekvensen og eliminerer driftshazards.

​1.2 Fault Investigation Test Item Selection​
​1.2.1 Visuell Inspeksjon​
​Fokus for inspeksjon:

• Kroppens renhet/glatthet
• Oljelekasje, sprukker, laddningsmærker
• Overoppvarming, fargesvingninger
• Lokal svelling/deformering
  Disse problemene indikerer interne strukturelle endringer, komponentskader eller kapasitansdrift som skaper driftsrisker. Fargesvingninger krever spesielt demontering for overoppvarmings- eller feilanalyse, øker inspeksjonskompleksiteten.

​1.2.2 Måling av isolasjonsmotstand mellom terminal og kasse​
​Målingens formål: Oppdager isolasjonsforringelse fra fuktighet, forfall eller nedbrytning ved overvåking av motstandsfall.
​Begrensninger: Denne testen fungerer kun som hjelpereferanse når andre defekter foreligger.
​Tilpassethet:

• ✅ Utføres på dobbelterminal-kondensatorer
• ❌ Ikke nødvendig for enkeltterminal-kondensatorer (kassen fungerer som elektrod)

Testmetode illustrert nedenfor:

1.2.3 Kapasitansmåling

Rackmonterte kondensatorbanker bruker typisk serieparallell konfigurasjon av kondensatorelementer for å oppfylle spesifikasjoner for spenning og kapasitans.

• ​Økt kapasitans: Indikerer reduserte serie-segmenter på grunn av interne feil (kortslutning/nedbrytning). Inntrenging av fuktighet (høy dielektrisk konstant for vann) eller blåst elementfusible kan også føre til kapasitansøk.
• ​Redusert kapasitans: Signaliserer reduserte parallelle veier fra åpne kretser, løse koblinger eller interne sikringsoperasjoner. ​⚠️ Kritisk risiko: Spenningsstress på sunne elementer øker, akselererer feil og reduserer reaktiv effekt.
• ​Påvirkning av oljelekasje: Høyere dielektrisk konstant hos olje sammenlignet med luft fører til målbare kapasitansdrift.

​Diagnostisk betydning: Kapasitansavvik reflekterer direkte intern integritet og er kritisk for feltfeilsøking.

​Godkjenningsområde: ±5% til +10% av plakettverdi.
​Målingsprotokoll:

1. Utelukk restladingsforstyrrelser
2. Gjenta med flere kapasitansbroer
3. Hvis avviket vedvarer:
• Frakoble sikringsledninger
• Fjerne HV-side koblinger
4. Måle på nytt. Konsekvent avvik bekrefter intern feil.

​Saksbehandling: 110kV transformasjonsanlegg 10kV 11A Kondensatorbank (Enhet B2)

1.3 AC Withstand Voltage Test Technique

​Formål: Verifiser hovedisolasjonens integritet (busser/innkapsling) ved å bruke AC-spennning mellom kortede terminaler og kasse.
​Testverdi: Oppdager:

• Lave oljenivåer
• Intern fuktighet
• Skadet busser
• Mekaniske defekter

​Terminalhåndtering:

• Korte begge terminaler sammen
• Bruk spennning mellom kortede terminaler og jordet kasse

​Industrimerknad: Rutinemessig AC-withstand-testing er ofte unødvendig på grunn av kondensatorenes innebygde høye terminal-kasse-isolasjon.

2.Rational Selection of Capacitance Measurement Methods

​Vanlige teknikker:

​I/V-metodes fortreffelser:

• ​Spenningsfordel: Anvendt testspenning > kondensatorens driftsspenning
• ​Oppdager maskerte feil: Aktiverer nedbrytningspunkter hvor:
• Defekte elementer beholder residuelt isolasjonsmotstand
• Kapasitansmåler viser falsk-normal lesning
• ​Prosedur: Se figur 2 (Spenningskontrollert reaktanstesting)

3. Key Technical Points for Ammeter/Voltmeter Testing

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

• ​Spenningsvalg: ≤5× nominal spenning (basert på kildekapasitet & meterområde)
• ​Frekvensstabilitet: Oppretthold stabil sinusformet bølgeform
• ​Målingsprotokoll:
1. Stabiliser spenningen ved nominal verdi
2. Synkroniser opptak av spenning, strøm og frekvens
3. Beregn kapasitans:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​Kritiske krav:

• Ren sinusformet spenning (±3% THD grense)
• Frekvensfluktuering ≤±0.5%
• Foretrekker nettspenning (reduserer 3. harmoniske)

Ikke-konformitet risiko >10% målingsfeil pga. kondensatorens XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f karakteristikk.

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

• ​Minimumspesifikasjoner:
• Nøyaktighetsklasse: 0.5 eller bedre
• Elektromagnetisk kompatibilitet: IEC 61000-4-overensstemmelse
• ​Saksbehandling - 220kV transformasjonsanlegg:

​3.3 Controlled Voltage Ramp-Up Protocol​

• ​Respons fra sunn kondensator:
• Lineær strømøkning med spenningsøkning
• ​Feilmarker:
• Strøm stagnasjon under 60V → kalde sømder
• Plutselig strømstøt over 60V → svak isolasjonsnedbrytning
  ​Sikkerhetskritisk prosedyre:

3. Ramp spenning med ≤100 V/s hastighet
4. Overvåk dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ gradient kontinuerlig
5. Avbryt hvis ikke-lineær respons oppdages

Hurtig spenningsapplikasjon masjerer feil og risikerer katastrofale feil.

​3.4 Safety Procedures​

• ​Nødvendige forholdsregler:

4. Conclusive Guidelines

​Nøyaktighetsbestemmende faktorer:

    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).