กลยุทธ์ขั้นสูงสำหรับการวินิจฉัยการคายประจุบางส่วน (PD) ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง

สำหรับวิศวกรไฟฟ้า การทดสอบ AC Withstand (Hipot) มาตรฐานมักเป็นไบนารี่ "ผ่าน/ไม่ผ่าน" อย่างไรก็ตาม,การทดสอบการคายประจุบางส่วน (PD)ทำหน้าที่เป็น "MRI ของโครงข่ายไฟฟ้า"-ที่ให้ความละเอียดสูง-โดยไม่ทำลายล้างและมีความละเอียดสูง-ในการตรวจสภาพโมเลกุลของระบบฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้า

เนื่องจากอายุของหม้อแปลงและกริดมีความเครียดมากขึ้น การวินิจฉัย PD อย่างเชี่ยวชาญจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการย้ายจากการซ่อมแซมเชิงโต้ตอบไปเป็นเงื่อนไข-การบำรุงรักษาตาม (CBM).

1. ฟิสิกส์ของการผุพังของฉนวน: ทำไม PD ถึงมีความสำคัญ

การคายประจุบางส่วนคือการหยุดทำงานทางไฟฟ้าเฉพาะที่ซึ่งไม่ได้เชื่อมช่องว่างระหว่างตัวนำสองตัวอย่างสมบูรณ์ภายใต้-แรงดันไฟฟ้าแรงสูง ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง PD มักเกิดขึ้นใน:

ช่องว่างของก๊าซ:ฟองอากาศในน้ำมันหม้อแปลง

การแยกชั้น:ช่องว่างอากาศระหว่างชั้นฉนวนกระดาษ

การปนเปื้อนพื้นผิว:ทางเดินนำไฟฟ้าบนกระดานกดหรือบุชชิ่ง

อันตรายของ PD นั้นมีสะสม เหตุการณ์การปลดปล่อยแต่ละครั้งจะปล่อยพลังงานจำนวนเล็กน้อยออกมารังสียูวี โอโซน และความร้อนซึ่งจะ "กัดเซาะ" ฉนวนแข็งอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งเกิดวาบไฟตามผิวที่เป็นหายนะ

2. วิธีการวัด: IEC 60270 ขึ้นไป

ก. วิธีกัลวานิก (IEC 60270)

มาตรฐานทองคำของอุตสาหกรรมยังคงเป็นวิธีไฟฟ้า (ธรรมดา)กำหนดโดย IEC 60270

พารามิเตอร์:มาตรการค่าใช้จ่ายที่ปรากฏ (qq)ในพิโคคูลอมบ์ (pC)

การตั้งค่า:ใช้คัปปลิ้งคาปาซิเตอร์ (CkCk​) และอิมพีแดนซ์การวัด (ZmZm​) ที่เชื่อมต่อกับบูชหม้อแปลง

ข้อได้เปรียบ:สามารถวัดปริมาณได้และช่วยให้สอบเทียบได้อย่างแม่นยำ สำหรับวิศวกร การรักษาระดับเสียงพื้นหลังให้ต่ำกว่า 10-50 pC ถือเป็นความท้าทายหลักในสภาพแวดล้อมภาคสนาม

B. การตรวจจับ UHF (ความถี่สูงพิเศษ)

ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนสูง-วิธี UHF (300 MHz – 1.5 GHz)จะดีกว่า เนื่องจากถังโลหะของหม้อแปลงทำหน้าที่เป็น "กรงฟาราเดย์" จึงปิดกั้น EMI ภายนอก (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) ทำให้เซ็นเซอร์ UHF ที่เสียบผ่านวาล์วน้ำมันสามารถจับสัญญาณการปล่อยภายในที่ "บริสุทธิ์"

ค. การปล่อยเสียง (AE)

เซ็นเซอร์วัดเสียง (Piezoelectric) ใช้เป็นหลักสำหรับตำแหน่งข้อบกพร่อง. ด้วยการคำนวณเวลา-ของ-ความแตกต่างในการบินระหว่างตัวกระตุ้นทางไฟฟ้าและกลไก "กระหน่ำ" ของการคายประจุ วิศวกรสามารถระบุตำแหน่ง 3 มิติของข้อบกพร่องภายในถังได้

3. การจดจำรูปแบบ: การถอดรหัสแผนที่ PRPD

เครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดในคลังแสงของวิศวกรวินิจฉัยคือระยะ-การคายประจุบางส่วนที่แก้ไขแล้ว (PRPD)ลวดลาย. ด้วยการวางแผนขนาดพัลส์และนับรวมกับเฟสคลื่นไซน์ 50/60 Hz เราสามารถระบุ "ลายเซ็น" ของความผิดปกติได้:

4. การเชื่อมโยง PD กับการวิเคราะห์ก๊าซละลาย (DGA)

เพื่อการวินิจฉัยที่ครอบคลุม ข้อมูล PD ไม่ควรอยู่เพียงลำพัง มันจะต้องมีความสัมพันธ์กันด้วยผลลัพธ์ของดีจีเอ:

H2H2 สูง (ไฮโดรเจน) + C2H2C2​H2 ต่ำ (อะเซทิลีน):ขอแนะนำการปลดปล่อยบางส่วนที่ใช้งานอยู่อย่างยิ่ง

การวิเคราะห์แนวโน้ม:หากระดับ PCC เพิ่มขึ้นสองเท่าควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของไฮโดรเจน ฉนวนจะอยู่ในช่วงการสลายตัวแบบเอกซ์โปเนนเชียล

5. ความท้าทายภาคสนาม: การระงับสัญญาณ "ผี"

ในระดับกลางมีค่าวิศวกรอยู่ในนั้นการลดเสียงรบกวน. กลยุทธ์ภาคสนามทั่วไป ได้แก่:

เทคนิคการเกต:ไม่สนใจสัญญาณแบบดิจิทัลที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่กำหนด (เช่น การสลับไทริสเตอร์)

การกรองความถี่:การเปลี่ยนแบนด์วิธการวัดเพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนจากวิทยุท้องถิ่นหรือการรบกวนจากโทรศัพท์มือถือ

วงจรดิฟเฟอเรนเชียลบาลานซ์:การใช้บูชที่เหมือนกันสองตัวเพื่อตัดเสียงรบกวนจากโหมด-ทั่วไป

ขับเคลื่อน ROI ตลอดชีวิต-ขยายออกไป

สำหรับหม้อแปลงขนาด 100MVA ความล้มเหลวร้ายแรงอาจทำให้ต้องเสียเงินหลายล้านในการหยุดทำงานและการทำความสะอาดสิ่งแวดล้อมการทดสอบการคายประจุบางส่วนให้การคาดการณ์ทางเทคนิคล่วงหน้าเพื่อกำหนดเวลาการซ่อมแซม "โดยการผ่าตัด" -โดยเปลี่ยนบุชชิ่งตัวเดียวหรือ-ขันตะกั่วให้แน่น- แทนที่จะเปลี่ยนทั้งยูนิต

ที่หัวยี่,เรามี-เครื่องตรวจจับ PD ความไวสูงและแหล่งพลังงานเรโซแนนซ์ที่จำเป็นในการดำเนินการวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการ-ในสภาพสนามที่ยากที่สุด