Ако работите в електроразпределението, знаете, че преносните единици на мрежата (GTU) са невъзпятите работни коне на вашите подстанции. Те пренасят ток с високо напрежение безопасно през квартали, фабрики и критична инфраструктура - така че тяхната надеждност не подлежи на обсъждане. Ето защо тяхното тестване, по-специално тестовете за частично разреждане (PD) и AC hipot, е толкова критична стъпка в контрола на качеството. Като доставчик на оборудване за тестване, един въпрос, който ни задават повече от всеки друг, е: „Каква е точността на GTU PD AC Hipot Test System?“ Краткият отговор не е универсален, защото точността зависи от това как е калибрирана системата, как е разгърната и стандартите, на които е създадена да отговаря. Днес разбивам какво всъщност означава точността за тези тестови системи, как се подрежда нашето оборудване и защо тази точност има значение за безопасността на вашата подстанция.
Първо, нека пресечем жаргона: PD тестването измерва малки, невидими електрически разряди, които се образуват вътре или върху повърхността на изолацията на GTU. Тези разряди са ранен предупредителен знак за повреда на изолацията, което може да доведе до непланирани прекъсвания, повреда на оборудването или дори опасни светкавици на дъга. AC hipot тестът междувременно прилага напрежение, по-високо от номиналното работно напрежение на GTU, за стрес-тест на неговата изолация и потвърждаване, че може да се справи с реални условия на мрежата. Точността тук не е просто да получите правилния номер - това е да можете да се доверите на този номер, за да вземете критични решения: този GTU годен ли е за обслужване или има нужда от ремонт или подмяна?
В нашата компания прекарахме десетилетие в усъвършенстване на тестови системи GTU и точността започва от основния хардуер. Тестерът за високо напрежение GTU AC Hipot, който проектираме, например, използва прецизни преобразуватели на напрежение и сензори за ток, които имат клас на точност 0,2 според стандартите на IEC. Изчакайте, нека да изясним тази оценка за клас: сензор от клас 0,2 означава, че неговата грешка при измерване е не повече от 0,2% от стойността на пълната скала. За 200 kVA, 500 kV AC hipot система, това означава грешка при измерване на напрежението от само 1 kV в целия тестов диапазон. Това е огромна разлика от по-евтините системи, които може да имат сензори от клас 0,5, което би довело до 2,5kV грешка при пълна скала. За подстанции, работещи при 345 kV или по-високо, тази граница на грешка може да означава разликата между преминаването на GTU с незначителни, поправими повреди на изолацията и липсата на дефект, който води до катастрофална повреда.
Но точността не се отнася само до сензорите за напрежение – става дума и за точността на измерване на PD. Тестването на частичен разряд изисква откриване на сигнали, малки като пикокулони (pC), и дори малки количества електрически шум от тестовата система могат да изкривят показанията. Ето защо създадохме нашето оборудване, за да намалим фоновия шум до по-малко от 5 pC, което е доста под прага за откриване на начален PD. Ако вашата система има ниво на шум от 20 pC или по-високо, може да пропуснете малки PD сигнали, които сигнализират за влошаване на изолацията в началото. За екипите за поддръжка на подстанции това означава повече реактивни ремонти вместо проактивни надстройки, които струват много повече в дългосрочен план. Ние също така предлагаме оборудване за изпитване на PD GTU с изключително нисък шум за подстанции, което е специално проектирано за използване в натоварени среди на подстанции, където фоновият шум от друго оборудване може да бъде висок. Тази система използва усъвършенствани алгоритми за екраниране и обработка на сигнала, за да раздели PD сигналите от шума, като гарантира, че вашите измервания са точни дори в най-предизвикателните настройки.
Друг ключов фактор за точността е съответствието с международните стандарти. Една тестова система е толкова добра, колкото и стандартите, които е създадена да следва, а IEC 60270 съвместимата PD GTU система за високо напрежение за тестване, която предлагаме, е калибрирана директно към IEC 60270, глобалният стандарт за измерване на PD. IEC 60270 излага стриктни насоки за това как трябва да се провеждат тестове за разрядни разряди, как трябва да се правят измервания и какви нива на разрядни разряди се считат за приемливи за различни видове оборудване. Много по-евтини тестови системи на пазара твърдят, че извършват PD тестове, но не са калибрирани по IEC 60270, което означава, че техните измервания може да не са сравними с индустриалните еталони. Например, ако тествате GTU с несъвместима система и получите отчитане на PD от 15 pC, може да си помислите, че това е в приемливи граници, но съвместима с IEC 60270 система може да покаже, че същото отчитане всъщност е 25 pC — над прага за ново оборудване. Това несъответствие може да доведе до скъпи грешки при планирането на поддръжката.
Калибрирането е друга често пренебрегвана част от точността. Дори и най-добрите сензори ще се променят с течение на времето, ако не се калибрират редовно, което може да повлияе на резултатите от теста ви. Нашите системи са проектирани да бъдат лесни за калибриране, с вградени интерфейси за калибриране, които ви позволяват да извършвате годишни калибрации без специализирано оборудване на трети страни. Ние също така предлагаме поддръжка за калибриране на място за клиенти, които нямат време или ресурси да го направят сами. Например, ако тествате GTU в отдалечена подстанция, можете да използвате нашия преносим модул за калибриране, за да проверите точността на вашата система на място, вместо да се налага да изпращате оборудването си обратно във фабриката. Това спестява време и намалява времето за престой за вашите тестови операции, което е голяма победа за екипите по поддръжка, които работят в кратки графици.
Нека поговорим за общ сценарий, за да го поставим в перспектива. Да предположим, че сте мениджър по поддръжката в общинска подстанция и трябва да тествате 10 GTU след година интензивна употреба. Едната система е основен AC hipot тестер без възможност за PD, друга е несъответстваща PD hipot система със сензори от клас 0,5 и 20 pC шум, а третата е нашата съвместима с IEC 60270 система със сензори от клас 0,2 и 4 pC шум. Ето какво може да се случи: с основната система получавате само резултат за преминаване/неуспех за напрежението hipot, така че пропускате малък PD сигнал в един GTU, който тъкмо започва да се влошава. Година по-късно този GTU се проваля, причинявайки 12-часово прекъсване и струва около 50 000 долара загубени приходи и ремонти. С несъответстващата система може да откриете PD сигнал, но отчитането е отклонено с 10 pC, така че решавате да върнете GTU обратно в експлоатация, вместо да го замените. Отново той се проваля в рамките на шест месеца, което води до същото скъпо прекъсване. С нашата система вие откривате точното отчитане на PD от 18 pC, което е в допустимата граница за GTU в експлоатация съгласно IEC 60270, така че продължавате да го наблюдавате и улавяте влошаването, преди да се повреди. Този проактивен подход ви спестява пари и поддържа вашата мрежа надеждна.
Предлагаме и комбинирани тестови решения, които повишават още повече точността. Комбинираната GTU тестова система за високо напрежение с UHF PD сензор интегрира UHF PD откриване, което е по-чувствително към повърхностни разряди от традиционното електрическо измерване на PD. UHF сензорите улавят електромагнитни сигнали, освободени от PD, което ги прави идеални за откриване на разряди от външната страна на GTU изолацията, където електрическите сензори могат да ги пропуснат. Чрез комбиниране на електрическо PD измерване с UHF откриване, нашата комбинирана система ви дава по-пълна картина на състоянието на вашия GTU, подобрявайки точността на вашите оценки. Това е особено полезно за по-стари GTU, където влошаването на повърхността е често срещано и може да доведе до прекъсвания.
Още един момент: точността не се отнася само до самото оборудване – а до това как го използвате. Дори и най-точната система ще даде лоши резултати, ако не следвате правилните тестови процедури. Ето защо ние предоставяме практическо обучение за всички наши клиенти, което обхваща всичко от това как да подготвите GTU за тестване до това как да интерпретирате PD и hipot резултати. Разполагаме и с библиотека от ресурси, включително тестови протоколи, съобразени със стандартите на IEC, за да ви помогнем да получавате най-точните показания всеки път. Например, когато правите hipot тест, трябва да увеличите напрежението бавно, да го задържите за необходимото време и да проверите за частичен разряд по време на теста. Ако избързате с рампата на напрежението, може да въведете напрежение върху изолацията, което не е представително за реалните работни условия, което води до неточни резултати. Нашето обучение гарантира, че вашият екип знае как да следва правилните стъпки, така че точността на вашия тест остава постоянна.
Сега, нека да разгледаме един често срещан мит: „По-високото напрежение означава по-голяма точност.“ Това не е непременно вярно. Система от 500 kV няма по-добра точност от система от 200 kV само защото е с по-високо напрежение — точността зависи от сензорите, калибрирането и намаляването на шума. Например, нашата система за изпитване на издържано напрежение на променлив ток с честота на захранване се предлага в диапазони от 5 kV до 500 kV, всички с еднаква точност на сензора от клас 0,2 и ниски нива на шум. Така че независимо дали тествате GTU за разпределение на ниско напрежение или GTU за предаване на високо напрежение, получавате същата надеждна точност. Тази последователност е от ключово значение за автопаркове, които тестват множество видове оборудване, защото не е нужно да коригирате стандартите си въз основа на системата, която използвате.
Какво ще кажете за дългосрочната точност? С течение на времето оборудването може да се износи, но нашите системи са изградени с издръжливи компоненти, които поддържат своята точност в продължение на 10+ години, дори при ежедневна употреба в тежки среди. Използваме устойчиви на корозия шкафове, температурно стабилизирани сензори и запечатана електроника, така че не е необходимо да сменяте части често, за да поддържате измерванията си точни. Много от нашите клиенти използват нашите тестови системи GTU от 15 години и техните резултати от калибриране все още са в рамките на спецификацията клас 0.2, което е свидетелство за качеството на нашия дизайн.
Ако все още се чудите как да изберете система, която отговаря на вашите нужди от точност, ето бърз списък за проверка: потърсете системи със сензори за напрежение от клас 0.2 или по-добри, нива на шум под 10 pC за PD тестване, съответствие с IEC 60270 и вградени инструменти за калибриране. Избягвайте системи, които рекламират „ниска цена“, но не споменават класа на сензора или нивото на шума – това са тези, които ще ви дадат ненадеждни резултати. Ние в нашата компания не пречим на точността, защото знаем, че надеждността на вашата подстанция зависи от това.
Ако сте готови да научите повече за това как нашите GTU PD AC Hipot тестови системи могат да подобрят вашата точност на тестване или ако имате конкретни въпроси относно калибрирането или съответствието, ще се радваме да поговорим. Независимо дали тествате един GTU или изграждате програма за тестване за целия автопарк, ние можем да ви помогнем да намерите правилната система за вашите нужди. Свържете се с нас днес, за да планирате демонстрация или да обсъдим вашите изисквания.
Референции
IEC 60270:2000, Техники за изпитване с високо напрежение - Измервания на частичен разряд. Международна електротехническа комисия, Женева, 2000 г.
IEEE Std 400.2-2018, Ръководство на IEEE за изпитване на частичен разряд на силови трансформатори, реактори и шунтови реактори. Институт на инженерите по електротехника и електроника, Ню Йорк, 2018 г.
„Точност на измерване на частичен разряд: Най-добри практики за поддръжка на подстанции.“ Международен съвет за големи електрически системи (CIGRE), 2021 г.
