โซลูชันการวินิจฉัยปัญหาธนาคารคอนเดนเซอร์แรงดันสูง

1 รายการทดสอบวินิจฉัยหลังการล้มเหลว​
​1.1 การระบุสาเหตุของความผิดปกติและกำหนดหน่วยทดสอบ​
ใช้ตัวอย่างของธนาคารคอนเดนเซอร์ที่ติดตั้งบนแร็ค แต่ละยูนิตของคอนเดนเซอร์มักจะติดตั้งฟิวส์แบบขับไล่ภายนอกเป็นอุปกรณ์ป้องกันหลัก หากคอนเดนเซอร์เดียวเกิดความเสียหาย คอนเดนเซอร์ที่เชื่อมขนานจะปล่อยประจุผ่านจุดที่เกิดความเสียหาย ฟิวส์และองค์ประกอบที่เสียหายของคอนเดนเซอร์อาจแตกอย่างรวดเร็ว แยกส่วนที่เสียหายเพื่อให้ธนาคารทำงานต่อไปได้
อย่างไรก็ตาม ถ้าคอนเดนเซอร์เกิดวงจรเปิดหรือความผิดปกติอื่น ๆ พวกเขาอาจทำงานต่อไปโดยไม่มีฟิวส์แตก ​ความเสี่ยงในการล้มเหลวด้านล่าง: การแตกของฟิวส์ใกล้เคียงก่อนกำหนดทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ การตัดคอนเดนเซอร์มากเกินไปทำให้เกิดความไม่สมดุลที่เกินกว่าข้อกำหนด ส่งผลให้ฟิวส์ทั้งหมดของธนาคารล้มเหลว ตัวอย่างเช่น ในสถานีไฟฟ้า 220kV ของธนาคารคอนเดนเฟเซอร์ 10kV หมายเลข 2 เฟส B คอนเดนเซอร์ที่มีการเบี่ยงเบนของการวัดเพียง 14% เริ่มกระบวนการลูกโซ่ ทำให้ฟิวส์ทั้งกลุ่มล้มเหลว

​สรุป: เมื่อฟิวส์กลุ่มใดกลุ่มหนึ่งแตก ต้องตรวจสอบและทดสอบคอนเดนเซอร์แต่ละตัว เพื่อตรวจหา:

• การเข้าของความชื้นภายใน
• การชำรุด/วงจรลัดวงจรของส่วนประกอบ
• การเสื่อมสภาพของฉนวน
  การนี้จะช่วยระบุยูนิตที่บกพร่อง ลดอัตราการล้มเหลว และกำจัดอันตรายในการดำเนินงาน

​1.2 การเลือกรายการทดสอบสำหรับการสืบสวนความผิดปกติ​
​1.2.1 การตรวจสอบด้วยสายตา​
​จุดสนใจในการตรวจสอบ:

• ความสะอาด/ความเรียบเนียนของตัวเครื่อง
• การรั่วไหลของน้ำมัน รอยแตก คราบเผาไหม้
• ความร้อนสูง ความเปลี่ยนแปลงของสี
• การพองหรือการเปลี่ยนรูปร่างเฉพาะที่
  ปัญหาเหล่านี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน การเสียหายของส่วนประกอบ หรือการเปลี่ยนแปลงความจุที่สร้างความเสี่ยงในการดำเนินงาน การเปลี่ยนสีจำเป็นต้องทำการถอดแยกเพื่อวิเคราะห์ความร้อนสูงหรือการล้มเหลว ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนในการตรวจสอบ

​1.2.2 การวัดความต้านทานฉนวนระหว่างเทอร์มินอลและตัวเครื่อง​
​วัตถุประสงค์ของการทดสอบ: ตรวจจับการเสื่อมสภาพของฉนวนจากความชื้น การเสื่อมสภาพ หรือการลัดวงจรโดยการตรวจสอบการลดลงของความต้านทาน
​ข้อจำกัด: การทดสอบนี้เป็นเพียงการอ้างอิงเสริมเมื่อมีความบกพร่องอื่น ๆ ร่วมกัน
​ความเหมาะสม:

• ✅ ดำเนินการกับคอนเดนเซอร์สองเทอร์มินอล
• ❌ ไม่จำเป็นสำหรับคอนเดนเซอร์เทอร์มินอลเดียว (ตัวเครื่องทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด)

วิธีการทดสอบแสดงด้านล่าง:

1.2.3 การวัดความจุ

ธนาคารคอนเดนเซอร์ที่ติดตั้งบนแร็คโดยทั่วไปใช้การจัดเรียงอนุกรมและขนานขององค์ประกอบคอนเดนเซอร์เพื่อตอบสนองความต้องการแรงดันและความจุ

• ​ความจุเพิ่มขึ้น: แสดงถึง จำนวนส่วนอนุกรมที่ลดลง เนื่องจากความผิดปกติภายใน (วงจรลัดวงจร/การล้มเหลว) การเข้าของความชื้น (ค่าคงที่ทางไฟฟ้าสูงของน้ำ) หรือการระเบิดของฟิวส์องค์ประกอบอาจทำให้ความจุเพิ่มขึ้น
• ​ความจุลดลง: แสดงถึง จำนวนทางขนานที่ลดลง จากวงจรเปิด การเชื่อมต่อหลวม หรือการทำงานของฟิวส์ภายใน ​⚠️ ความเสี่ยงสำคัญ: ความเครียดแรงดันบนองค์ประกอบที่แข็งแรงเพิ่มขึ้น ทำให้การล้มเหลวเร็วขึ้น และลดพลังงานหมุนเวียนที่ส่งออก
• ​ผลกระทบจากการรั่วไหลของน้ำมัน: ค่าคงที่ทางไฟฟ้าสูงของน้ำมันเมื่อเทียบกับอากาศทำให้ความจุเปลี่ยนแปลงได้

​ความสำคัญในการวินิจฉัย: การเบี่ยงเบนของความจุสะท้อนถึงความสมบูรณ์ภายในและมีความสำคัญในการแก้ไขปัญหาในสนาม

​ช่วงยอมรับ: ±5% ถึง +10% ของค่าที่ระบุไว้
​โปรโตคอลการวัด:

1. ขจัดการแทรกแซงจากประจุคงค้าง
2. ทำซ้ำด้วยสะพานความจุหลายตัว
3. หากการเบี่ยงเบนยังคงอยู่:
• ถอดฟิวส์
• ถอดการเชื่อมต่อที่แรงดันสูง
4. วัดใหม่ การเบี่ยงเบนที่คงที่ยืนยันความผิดปกติภายใน

​กรณีศึกษา: ธนาคารคอนเดนเซอร์ 10kV 11A ของสถานีไฟฟ้า 110kV (ยูนิต B2)

1.3 เทคนิคการทดสอบความทนทานแรงดันสลับ

​วัตถุประสงค์: ตรวจสอบความสมบูรณ์ของฉนวนหลัก (บุชชิ้ง/การห่อหุ้ม) โดยการใช้แรงดันสลับระหว่างเทอร์มินอลที่เชื่อมโยงและตัวเครื่อง
​ค่าทดสอบ: ตรวจจับ:

• ระดับน้ำมันต่ำ
• ความชื้นภายใน
• บุชชิ้งที่เสียหาย
• ความบกพร่องทางกลไก

​การจัดการเทอร์มินอล:

• เชื่อมโยงเทอร์มินอลทั้งสองเข้าด้วยกัน
• ใช้แรงดันระหว่างเทอร์มินอลที่เชื่อมโยงและตัวเครื่องที่ต่อพื้น

​หมายเหตุในวงการ: การทดสอบความทนทานแรงดันสลับเป็นประจำมักไม่จำเป็นเนื่องจากคอนเดนเซอร์มีความแข็งแรงของฉนวนระหว่างเทอร์มินอลและตัวเครื่องสูง

2. การเลือกวิธีการวัดความจุอย่างมีเหตุผล

​เทคนิคทั่วไป:

​ความเหนือกว่าวิธี I/V:

• ​ข้อได้เปรียบเรื่องแรงดัน: แรงดันทดสอบ > แรงดันการทำงานของคอนเดนเซอร์
• ​ตรวจจับความผิดปกติที่ซ่อนอยู่: เปิดจุดที่เกิดความล้มเหลวเมื่อ:
• องค์ประกอบที่ล้มเหลวยังคงมีความต้านทานฉนวนคงค้าง
• เครื่องวัดความจุแสดงค่าปกติเท็จ
• ​ขั้นตอน: ดูภาพที่ 2 (การทดสอบความต้านทานตามแรงดันควบคุม)

3. ประเด็นทางเทคนิคสำคัญสำหรับการทดสอบด้วยแอมมิเตอร์/โวลต์มิเตอร์

​3.1 คลื่นรูปและการสั่นของแหล่งจ่ายไฟทดสอบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน​

• ​การเลือกแรงดัน: ≤5× แรงดันที่ระบุ (ตามความจุของแหล่งจ่ายไฟและช่วงของเครื่องวัด)
• ​ความมั่นคงของความถี่: รักษาคลื่นรูปโค้งไซน์ที่คงที่
• ​โปรโตคอลการวัด:
1. ทำให้แรงดันคงที่ที่แรงดันที่ระบุ
2. บันทึกแรงดัน กระแส และความถี่พร้อมกัน
3. คำนวณความจุ:
   Cx=I2πfVC_x = \frac{I}{2\pi f V}Cx​=2πfVI​
• ​ข้อกำหนดสำคัญ:

• คลื่นรูปโค้งไซน์บริสุทธิ์ (±3% THD จำกัด)
• ความผันผวนของความถี่ ≤±0.5%
• ควรใช้แรงดันสาย (ลดฮาร์โมนิกลำดับที่ 3)

ความเสี่ยงจากการไม่สอดคล้อง >10% ความผิดพลาดในการวัดเนื่องจาก XC∝1/fX_C \propto 1/fXC​∝1/f ของคอนเดนเซอร์.

​3.2 การเลือกเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงและป้องกันเสียงรบกวน​

• ​ข้อกำหนดขั้นต่ำ:
• คลาสความแม่นยำ: 0.5 หรือดีกว่า
• ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า: สอดคล้องกับ IEC 61000-4
• ​กรณีศึกษา - สถานีไฟฟ้า 220kV:

​3.3 โปรโตคอลการเพิ่มแรงดันอย่างควบคุม​

• ​การตอบสนองของคอนเดนเซอร์ที่แข็งแรง:
• กระแสเพิ่มขึ้นเชิงเส้นกับแรงดันที่เพิ่มขึ้น
• ​ตัวบ่งชี้ความผิดปกติ:
• กระแสหยุดนิ่งต่ำกว่า 60V → จุดเชื่อมต่อเย็น
• กระแสพุ่งขึ้นอย่างฉับพลันที่ >60V → การขาดฉนวนที่อ่อนแอ
  ​ขั้นตอนความปลอดภัย:

3. เพิ่มแรงดันที่อัตรา ≤100 V/s
4. ตรวจสอบความลาดเอียง dIdV\frac{dI}{dV}dVdI​ อย่างต่อเนื่อง
5. ยกเลิกหากตรวจพบการตอบสนองที่ไม่เป็นเชิงเส้น

การใช้แรงดันอย่างรวดเร็วทำให้ความผิดปกติไม่ปรากฏและเสี่ยงต่อการล้มเหลวอย่างรุนแรง.

​3.4 ขั้นตอนความปลอดภัย​

• ​มาตรการป้องกันที่จำเป็น:

4. 结论性指南

​准确性决定因素:

    A[测试准确性] --> B[外观检查]

    A --> C[电源质量]

    A --> D[仪器选择]

    A --> E[测试方法]

    A --> F[安全实施]

​现场验证实践:

1. ​测试前: 确认环境EMI水平<30V/m
2. ​测试期间:
• 记录电压/电流波形（推荐使用示波器）
• 在25%，50%，75%，100%电压步进下验证线性度
3. ​测试后:
• 用两种方法交叉验证电容值
• 与历史数据对比趋势结果

统计发现: 68%的电容器故障源于湿气侵入或电压应力——通过严格的电容测试和IR监测可以检测到这些故障。

​操作建议:

• 实施季度电容偏差趋势分析（±3%警报阈值）
• 使用红外检测系统（IRIS）进行热异常检测
• 保持电容器组不平衡保护设置在<5%

这一全面的协议提高了电网可靠性，并将电容器组故障率降低了≥37%（根据IEEE 10