I. Навіщо проводити тестування на витримку змінної напруги?
Під час роботи обмотки статора генератора піддаються постійному електричному навантаженню. Вони мають витримувати не лише номінальну напругу, а й тимчасові перенапруги, атмосферні стрибки (блискавка) та механічні/термічні навантаження, спричинені частими циклами запуску-зупинення.
Тестування постійного та змінного струму:Хоча випробувальне обладнання на стійкість до постійного струму є портативним і надає дані про струм витоку, воно не може точно моделювати фактичні умови роботи генератора. У структурі ізоляції генератора напруга розподіляється відповідно до ємності. Тільки випробування змінним струмом може справді симулювати розподіл електричного напруження в пазах і умови коронного розряду на кінцях обмотки.
По суті, випробування на стійкість до змінного струму є «фінальним іспитом» ізоляції статора. Він ефективно виявляє локальні дефекти, які можуть бути пропущені під час тестування постійного струму, як-от пошкодження ізоляції на кінцевих-витках, нерівномірний розподіл потенціалу на виходах зі слотів і старіючі тріщини в основній ізоляції.
II. Сучасне рішення: послідовний резонанс зі змінною частотою
Для великих гідро-генераторів або турбо-генераторів еквівалентна ємність (CC) обмотки статора є величезною (часто коливається від 0,20,2 до 1,0 мкФ1,0 мкФ або вище). Якби використовувався традиційний випробувальний трансформатор-силової частоти, необхідна компенсаційна індуктивність і потужність джерела живлення були б величезними, а обладнання важило б кілька тонн.
TheПослідовна резонансна система змінної частотивирішити цю інженерну проблему. Він працює за принципом резонансу між індуктивністю реактора (LL) і ємністю досліджуваного об’єкта (CC): f=12πL⋅Cf=2πL⋅C1. У резонансному стані джерело живлення має лише забезпечувати втрати активної потужності в ланцюзі, щоб генерувати високу напругу та великий струм на стороні високої-напруги. Це зменшує обсяг обладнання більш ніж на 80%80%. Крім того, система має невід’ємну характеристику «розстроювання несправності»: якщо ізоляція руйнується, резонансний стан руйнується, викликаючи миттєве падіння струму. Це захищає дорогий сердечник генератора від пошкодження вторинної дуги.
III. Основні процедури тестування
1. Підготовка (профілактика краще, ніж ремонт)
Перед виконанням випробування на стійкість до змінного струму необхідно виконати наступні передумови:
Опір ізоляції та індекс поляризації (IR/PI/DAR): Тестування суворо заборонено, якщо інфрачервоне випромінювання занадто низьке або обмотка волога.
Тест на витримку постійного струму та струм витоку: їх потрібно пройти як попередні ворота.
Екологічний контроль: Відносна вологість має бути нижче 75% 75%, а поверхні намотування мають бути чистими та сухими.
2. Визначення тестової напруги
Відповідно до таких стандартів, якIEEE 95абоGB 50150, зазвичай такі стандарти:
Передача/введення в експлуатацію: Utest=(2Un+1000) VUtest=(2Un+1000) V
Тест на профілактичне обслуговування: зазвичай 1,5Un1,5Un або відповідно до місцевих норм комунальних послуг.
Приклад: для генератора з номінальною напругою 10,5 кВ 10,5 кВ випробувальна напруга для введення в експлуатацію зазвичай становить 22 кВ 22 кВ.
3. Підвищення напруги та моніторинг
Почніть з нуля та збільшуйте напругу поетапно (зазвичай роблячи паузу на 1/31/3 та 2/32/3 цільової напруги для спостереження).
Після досягнення тестової напруги підтримуйте її протягом1 хвилина 1 хвилина. Протягом цього часу інженер повинен уважно стежити за амперметром і вольтметром і прислухатися до будь-яких ненормальних звуків розряду всередині статора.
Попереджувальний сигнал:Якщо струм різко зростає під час підвищення або якщо напруга раптово падає і не може бути відновлена, це свідчить про пробій ізоляції. Випробування має бути негайно зупинено для локалізації несправності (наприклад, за допомогою спостереження корони або вимірювання часткового розряду).
Перевірка витримуваної напруги змінного струму генератора є технічною процедурою "високий-ризик, висока-винагорода". Незважаючи на те, що ізоляція за своєю природою створює навантаження, вона залишається найнадійнішим бар’єром якості перед тим, як генератор почне працювати. Як інженери-електрики, ми повинні не лише прагнути до точних даних, але й дотримуватися протоколів безпеки, що стоять за кожним вольтом. Кожен успішний тест на витримку є найвищою нагородою для здоров'я генератора.