Ca echipament cheie în sistemul de transmisie și transformare a curentului alternativ din industria energetică, transformatorul cu condensator ulei-hârtie poartă marea responsabilitate de a transmite energia electrică. În intervalul de medie tensiune 60-110kV, acest tip de transformator joacă un rol vital. Structura sa de bază este imersată în ulei, adică înfășurarea și miezul transformatorului sunt sigilate într-un rezervor de ulei din fontă, iar uleiul izolant al transformatorului este injectat în rezervor. Conexiunea dintre corpul transformatorului și linia externă de transmisie și transformare depinde de trecerea transformatorului cu condensator ulei-hârtie instalată pe capacul cutiei. Această trecere nu numai că are sarcina de a transmite curentul, dar este și o componentă cheie pentru a asigura funcționarea în siguranță a sistemului.
O trecere izolatoare, ca dispozitiv de ieșire pentru curent, trebuie să aibă rezistența electrică specificată și o rezistență mecanică suficientă. Partea superioară este în contact cu dispozitivul de ieșire a aerului extern sau a cablului, partea din mijloc este fixată ferm pe dispozitivul de măsurare sau pe flanșa capacului cutiei, iar partea inferioară este imersată în uleiul din interiorul rezervorului de ulei. Este demn de remarcat faptul că trebuie menținută o anumită distanță de izolație între partea sub tensiune a trecerii izolatoare inferioare și partea împământată, cum ar fi peretele rezervorului, flanșa și clema miezului. Această distanță este stabilită în funcție de tensiunea de testare a transformatorului și crește odată cu creșterea nivelului de tensiune. În plus, dimensiunea distanței de izolație este, de asemenea, strâns legată de structura părții sub tensiune a trecerii izolatoare și de forma părții împământate. În special pentru niveluri de tensiune peste 60kV, capătul inferior al trecerii izolatoare este de obicei echipat cu o bilă gradată cu margini rotunjite, în timp ce forma părții împământate poate include diverse forme, cum ar fi colțuri ascuțite, arcuri sau plane.
Inelul de gradare de pe partea superioară a trecerii transformatorului este de obicei instalat în partea superioară a trecerii izolatorului și are forma unui inel circular de oțel. Care este rolul cheie al acestui dispozitiv?
Întrucât distribuția tensiunii unui izolator este adesea inegală atunci când este lovit de fulger, cea mai mare parte a căderii de tensiune este concentrată pe o distanță foarte scurtă, în apropierea capătului lovit de fulger. Aceasta înseamnă că rezistența izolației în această zonă trebuie să fie foarte mare, altfel, odată ce apare o defecțiune locală, această distribuție inegală a tensiunii va afecta și mai mult următoarea secțiune a izolatorului. Situația va deveni mai gravă pe măsură ce lungimea de defecțiune a izolatorului crește. Cu toate acestea, creșterea rezistenței izolației va duce la o creștere semnificativă a costului. Pentru a rezolva această problemă, se poate instala un inel de gradare a tensiunii pe capul izolatorului (adică pe partea lovită de fulger). Inelul de gradare a tensiunii își folosește efectul de inductanță pentru a echilibra curentul capacitiv către sol, astfel încât supratensiunea fulgerului să poată fi distribuită relativ uniform. În acest fel, întreaga lungime a izolatorului poate fi utilizată mai complet pentru a rezista impactului fulgerului, îmbunătățind astfel distribuția câmpului electric și evitând intensitatea excesivă a câmpului în anumite părți sau puncte.
Cum se optimizează bila de egalizare a tensiunii din partea inferioară a izolației transformatorului și efectul sinergic al coloanei?
Fiind piatra de temelie a rețelei electrice, izolația transformatorului joacă un rol vital ca punte de legătură între energie și transformator. În fiecare legătură a transmisiei energiei, stabilitatea izolației afectează direct siguranța transformatorului și chiar a întregii rețele electrice. Într-un mediu de înaltă tensiune, defectarea izolației transformatorului devine cel mai frecvent pericol ascuns, așa că este deosebit de urgent să se analizeze în profunzime problema izolației din interiorul izolației. În prezent, cercetarea privind izolația izolației izolației se concentrează pe propria rezistență la tensiune, dar rareori o combină cu transformatorul în sine. Cu toate acestea, izolația trebuie instalată în cele din urmă pe transformator, iar mediul său real de funcționare este foarte diferit de cel atunci când este testată individual. Prin urmare, este necesar să se combine izolația cu coloana vertebrală a transformatorului pentru a explora împreună distribuția câmpului electric în interiorul izolației, cu scopul de a îmbunătăți fiabilitatea izolației sale și de a realiza designul ușor al coloanei vertebrale.
Pe baza teoriei de defect a uleiului de transformator, o parte din literatura de specialitate a explorat în profunzime caracteristicile distribuției câmpului electric în jurul bilei de egalizare a tensiunii de la coada izolației izolatoare. Acest studiu nu numai că introduce în detaliu teoria cheie în proiectarea izolației transformatoarelor, teoria volumului de ulei, dar propune și o metodă de calcul pentru intensitatea admisibilă a câmpului în proiectarea izolației interne a transformatorului. Luând ca obiect de cercetare bila gradată a izolației izolatoare de înaltă tensiune și scaunul coloanei transformatorului State Grid de 220kV, această lucrare utilizează două tehnologii de simulare a câmpului electric, și anume metoda încărcării superficiale și metoda elementului finit, pentru a efectua o analiză detaliată. Pe baza calculării precise a intensității câmpului superficial al bilei gradate, lucrarea se concentrează pe factorii care afectează intensitatea câmpului, în special pe marginea fileului bilei gradate și grosimea învelișului izolației superficiale. În același timp, combinată cu fezabilitatea reală a fabricației, este propusă o schemă de optimizare pentru marginea fileului și grosimea învelișului izolației. În plus, acest studiu explorează și designul de miniaturizare a diametrului scaunului coloanei. Metoda elementului finit este utilizată pentru a calcula în detaliu modificarea câmpului electric pe suprafața bilei de gradare după reducerea diametrului scaunului coloanei de alimentare, iar intensitatea admisibilă a câmpului este determinată în combinație cu teoria volumului de ulei pentru a asigura o marjă de siguranță suficientă. În cele din urmă, schema de optimizare este aplicată trecerii electrice a transformatorului de 220 kV, iar testele de izolație sunt efectuate separat și complet asamblate în transformator, toate fiind reușite, verificând astfel eficacitatea schemei de optimizare. Această soluție începe cu teşirea bilei de egalizare a tensiunii și a stratului de izolație de suprafață, ceea ce reduce eficient diametrul scaunului coloanei de alimentare, nu numai economisind costurile de fabricație, ci oferind și o referință și o îndrumare utilă pentru selectarea dimensiunii scaunului coloanei de alimentare a trecerii electrice de nivel de tensiune corespunzătoare în viitor. Pentru testarea izolației de înaltă tensiune, inele de egalizare a tensiunii de înaltă tensiune și testarea tensiunii de rezistență a izolației, vă rugăm să contactați Shanghai DEMIKS Power Technology Co., Ltd. E-mail de contact: contact@demikspower.com
Elemente complete de testare de înaltă tensiune pentru izolatoare de înaltă tensiune
(Clasificate în teste în fabrică, teste de predare și teste preventive, inclusiv elementele de bază ale testului de rezistență la tensiune cu inel de gradare și măsurarea descărcărilor parțiale)
Produse aplicabile: Tranșee izolatoare pentru transformatoare imersate în ulei , tranșee izolatoare GIS, tranșee izolatoare traversante, tranșee izolatoare pentru transformatoare de măsură (35kV/110kV/220kV/500kV) Standarde aplicabile: GB/T 4109, DL/T 596, DL/T 1476
 |
 |
 |
Inspecție vizuală generală și teste preliminare de bază (condiție prealabilă pentru toate testele)
Inspecția vizuală, dimensională și a ansamblului inelului de gradare Verificați izolatorul de porțelan al bucșei pentru fisuri, deteriorări și scurgeri de ulei; confirmați etanșarea intactă a flanșei; asigurați-vă că inelul de gradare este concentric, fără bavuri și montat corect pentru a elimina riscurile de descărcare corona la muchiile ascuțite.
Testul uleiului izolator (exclusiv pentru bucșe imersate în ulei) Testele includ pierderea dielectrică a uleiului izolator, tensiunea de străpungere, conținutul de umiditate și analiza cromatografică.
Testul rezistenței izolației (testul megaohmmetrului) Se utilizează un megaohmmetru de 2500V / 5000V.
- Măsurarea pierderilor dielectrice și a capacității (test obligatoriu al miezului cu cea mai mare sensibilitate pentru identificarea defectelor)
Subiecte de testare: Izolația principală a izolației izolatoarelor, izolația ecranului terminal Elemente: Factorul de pierdere dielectrică tanδ al izolației principale + capacitatea Cₓ
III. Test de rezistență la tensiune de frecvență industrială (test de rezistență la izolație integrală echipat cu inel de gradare, elementul menționat anterior)
Test de rezistență la frecvență industrială de scurtă durată (test de rezistență de 1 minut)
Conectați terminalul de înaltă tensiune al transformatorului de testare la inelul de gradare din partea superioară a izolației izolatoare; împământați în mod fiabil flanșa și ecranul de capăt. Procedura de amplificare a tensiunii: Creșteți tensiunea la o viteză uniformă; încetiniți rata de amplificare după atingerea a 75% din tensiunea de testare; mențineți tensiunea nominală de rezistență timp de 60 de secunde. Criterii de acceptare: Fără defecțiuni, fără conturări superficiale, fără zgomote anormale evidente și fără supratensiuni bruște de curent de scurgere.
Test de rezistență la flacără uscată și la flacără umedă (test de tip fabrică)
Simulați condiții de funcționare ploioase și poluate pentru a verifica performanța de conturnare a izolației exterioare a izolației izolatoare. Obligatoriu pentru izolațiile izolatoare exterioare care trec prin perete și pentru transformatoare.
2. Test de descărcare parțială (PD) (test obligatoriu de înaltă tensiune pentru izolații izolatoare de 110 kV și peste)
Măsurarea descărcărilor parțiale la frecvența puterii (cu inelul de gradare instalat)
Aplicați tensiunea de pretensionare și tensiunea de măsurare și monitorizați continuu magnitudinea descărcării parțiale în pC pe tot parcursul testului. Metodă de cablare: Conectați înaltă tensiune la tija conductorului izolației și la inelul de gradare; detectorul de descărcări parțiale primește semnale de la ecranul final. Criterii de acceptare: 110kV: ≤10pC; 220kV: ≤5pC; 500kV: ≤3pC Funcții: Detectează golurile interne de aer, delaminarea izolației, bavurile metalice și descărcările de distorsiune a câmpului electric cauzate de ansamblul excentric al inelului de gradare.
3. Test de rezistență la impulsuri de trăsnet (test de tip / test de rutină în fabrică)
Aplicați impulsuri cu undă completă (1.2/50 μs) și impulsuri cu undă tăiată pentru a verifica capacitatea izolației izolatoare de a rezista la supratensiune la trăsnet. Obligatoriu pentru instalațiile de producție de înaltă tensiune.
Test de rezistență la tensiune continuă / Măsurarea curentului de scurgere (comun pentru trecerile tradiționale din hârtie uleioasă și trecerile de cablu)
Conectați generatorul de curent continuu de înaltă tensiune la inelul de gradare din partea superioară a izolației izolatoare; măriți tensiunea pas cu pas și înregistrați curentul de scurgere la fiecare etapă. Comparați diferențele de curent de scurgere dintre cele trei faze aflate sub tensiune identică. O diferență de fază care depășește 50% indică o izolație umezită sau degradată. Notă: Testul de rezistență la frecvența industrială este preferat pentru izolațiile izolatoare noi din rășini epoxidice și compozite; testul de curent continuu este utilizat doar ca metodă auxiliară de diagnosticare.
