Pangitaa sa Teknolohiya sa Pagpilde sa Partial Discharge para sa Solid-Insulated Ring Main Units
Sumala sa pag-unlad sa mga grid ng kuryente sa lungsod, ang bilang ng mga instalasyon ng solid-insulated ring main unit (RMU) ay patuloy na tumataas. Ang kanilang operasyonal na estado ay may malaking epekto sa reliabilidad ng suplay ng kuryente sa sistema ng kuryente. Ang mga resulta ng mga pagkakamali ay malubha: ang direktang pinsala kinabibilangan ng pinsala sa mga linyang pinoprotektahan at mga kagamitan, pati na rin ang pagkawala ng kuryente; ang mga hindi direktang resulta naman ay nagdudulot ng malawakang pagkawala ng suplay sa mga customer, na nakakadisturbo sa pang-araw-araw na buhay, produksyon, at maging sa panlipunang estabilidad.
Sa kasalukuyan, ang kakulangan ng mga pamamaraan ng pagsusuri sa lugar para sa mga kagamitang RMU na may solid insulation at ang madalas na pagkakaroon ng mga pagkakamali sa insulation sa mga switchgear na nasa operasyon ay nagpapaharap ng seryosong banta sa ligtas na operasyon ng sistema ng kuryente. Ang deteksiyon ng partial discharge (PD) ay isang epektibong paraan para asesahin ang kalagayan ng insulation ng switchgear at ito ang sentral na paksa ng kasalukuyang pag-aaral. Ang paggawa ng PD detection at fault diagnosis sa high-voltage switchgear ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon sa kalagayan para sa condition-based maintenance at ito ang susi upang matiyak ang ligtas at maaswang operasyon ng mga kagamitan. Sa high-voltage switchgear, ang pagbagsak ng insulation na nagresulta sa mga pagkakamali sa insulation ay hindi lamang dahil sa electric fields kundi maaari ring magkaroon dahil sa mekanikal na puwersa, init, o ang kanilang kombinadong aksyon kasama ang electric fields, na sa huli ay nakakaapekto sa kalidad ng kuryente at reliabilidad ng suplay. Upang i-standardize at epektibong ipatupad ang live testing ng mga kagamitang kuryente, at inuugnay ang mga relevanteng lokal at internasyonal na pamantayan—na pangunihin ay batay sa State Grid Corporation Production Substation Notice [2011] No. 11 "Notice on Issuing the 'Technical Specification for Live Testing of Power Equipment (Trial)'"—ang pag-aaral na ito ay nakatuon sa partial discharge detection para sa RMUs.
II. Mga Pamamaraan ng Partial Discharge Detection para sa Ring Main Units
1. Mga Anyo ng Enerhiya ng PD
Ang partial discharge ay isang pulsed discharge. Bukod sa kabilang ang charge transfer at power dissipation, ang proseso ng PD ay nagbubuo rin ng electromagnetic radiation, ultrasonic waves, liwanag, init, at bagong chemical byproducts. Ang mga pamamaraan ng deteksiyon na nakatuon sa mga phenomena na ito ay kinabibilangan ng electrical detection, acoustic detection, optical detection, at chemical detection. Sa mga ito, ang electrical at acoustic methods ang pinakamadalas na ginagamit, ngunit ang kanilang praktikal na epektividad ay madalas limitado, pangunahing dahil sa malaking on-site noise interference na nagpapahirap makilala ang tunay na PD signals. Mahalaga ang epektibong pag-eliminate ng interference upang mapabuti ang performance ng deteksiyon ng mga kagamitang PD.
Mga Sensed Phenomena:
- Electrical: (TEV, UHF, HFCT sensors)
- Acoustic: (Ultrasonic sensors)
- Optical: (Visible through viewing windows in specific locations during discharge)
- Thermal: (Infrared, though detection effectiveness is limited by the RMU's fully enclosed structure)
- Chemical/Gas: (Ozone smell, etc.)
2. Mga Teknolohiya ng Deteksiyon
Maraming mga teknik ng PD detection ang kasalukuyang ginagamit para sa switchgear, na malawakang nakakategorya bilang Direct Methods (apparent discharge quantity detection) at Indirect Methods (TEV, ultrasonic, UHF, combined acousto-electric detection). Ang direct method ay relatibo; ito ay kasama ang pag-inject ng isang alam na charge quantity sa pagitan ng mga terminal ng test object upang lumikha ng pagbabago sa terminal voltage na katumbas ng iyon na dulot ng isang PD event. Ang ininject na charge na ito ay tinatawag na Apparent Discharge Quantity (Q) ng PD, na inimprenta sa picocoulombs (pC). Sa praktika, ang apparent discharge quantity ay hindi kapareho ng aktwal na charge na inilabas sa discharge site sa loob ng test object; ang huli ay hindi maaaring sukatin direkta. Bagama't ang waveform ng voltage na nabuo sa across the measuring impedance ng PD current pulse maaaring magkaiba sa iyon na dulot ng calibration pulse, ang response readings sa mga instrumento ay karaniwang itinuturing na katumbas. Sa ibaba ang dalawang mainstream RMU detection techniques.
1) Ultrasonic Detection para sa Solid-Insulated RMUs
Sa pamamagitan ng pagtanggap ng mga ultrasonic signals na ipinadala sa pamamagitan ng hangin at pagsukat ng acoustic pressure ng PD signal, maaaring iminumungkahing ang lakas ng discharge. Sa panahon ng ultrasonic testing, ang sensor ay dapat iscan sa pamamagitan ng mga seam/gap sa ibabaw ng switchgear. Ang mga reference diagrams ay nagbibigay ng gabay sa mga typical detection locations.
2) Prinsipyong Transient Earth Voltage (TEV) Detection
Kapag nagkaroon ng PD sa loob ng high-voltage switchgear cabinet, isang napakamabilis na pulsed current ang lumilipad sa pamamagitan ng discharge channel, na nag-excite ng transient electromagnetic waves. Ang bilis ng proseso ng discharge ay nagreresulta sa isang steep current pulse na may malakas na high-frequency electromagnetic radiation capability. Ang radiation na ito ay maaaring lumaganap sa pamamagitan ng mga bukas sa metal enclosure, tulad ng sealing gaskets o gaps paligid ng insulation. Kapag ang mga high-frequency electromagnetic waves ay lumaganap sa labas ng cabinet, ito ay nag-induce ng isang transient voltage sa ibabaw ng earth surface relative to earth ground. Ang transient voltage sa earth (TEV) na ito ay nasa range mula millivolts hanggang volts na may rise time ng ilang nanoseconds. Isang dedicated TEV sensor na inilagay sa labas ng cabinet ay maaaring detekta ang signal na ito nang non-invasively.
Pangunahing TEV Detection Locations (sa mga wall ng cabinet):
- Busbars (connections, wall bushings, support insulators)
- Circuit Breakers
- Current Transformers (CT)
- Voltage Transformers (PT)
- Cable Terminations
Ang mga komponento na ito ay karaniwang matatagpuan sa gitna at babang bahagi ng front panel, sa itaas, gitna, at babang bahagi ng rear panel, at sa itaas, gitna, at babang bahagi ng side panels.
III. PD Localization at Phase Identification
Kapag matiyak na ang mga signal ng sensor ay nagmumula sa loob ng kagamitan, ang Time Difference Of Arrival (TDOA) localization ay ginagamit para sa mas detalyadong positional analysis. Dalawang sensors ang inilalagay sa ibabaw ng kagamitan; ang time difference sa pagitan ng kanilang natanggap na signals (t2 - t1) ay ina-analyze upang matukoy ang lokasyon ng PD, karaniwang nasa 1-meter range mula sa pinagmulan.
1. Time Difference Method:
Assume na ang PD source ay nasa layo X mula sa sensor 1, electromagnetic wave speed = c (speed of light), at ang time difference t2 - t1 ay inimeasure sa pamamagitan ng oscilloscope.
X = (t2 - t1) * c / 2
Gamit ang formula at tape measure, maaaring matukoy ang posisyong X.
2. Plane Bisector Method:
- Ilipat ang dalawang sensors sa espasyo hanggang ang PD signal arrival time ay pareho sa parehong sensor. Ito ay matutukoy ang discharge point sa perpendicular bisecting plane sa pagitan ng dalawang sensors (Locating the Plane).
- Ilipat ang sensors sa loob ng bisecting plane hanggang ang arrival time ay pareho muli. Ito ay matutukoy ang discharge point sa perpendicular bisecting line sa loob ng plane na iyon (Locating the Line).
- Ilipat ang sensors sa pamamagitan ng bisecting line hanggang ang arrival time ay pareho muli. Ito ay matutukoy ang exact location ng discharge (Locating the Point).
Upang matukoy ang partikular na phase na may PD, ang HFCT method ay ginagamit upang detektahin ang mga signal sa ground leads (o body) ng adjacent three-phase outgoing cables. Ang current signal mula sa defective phase ay nagpapakita ng mas malaking amplitude at opposite polarity kumpara sa mga signal sa ibang dalawang phases, na nagbibigay ng straightforward identification ng faulty phase.
