Thiết bị kiểm tra dòng điện xung

Máy tạo dòng điện xung MOEORW-WGL150 là một thiết bị thử nghiệm tích hợp được thiết kế đặc biệt để thử nghiệm điện áp cao-trong hệ thống điện. Nó chủ yếu được sử dụng để tạo ra các dạng sóng dòng điện xung sét tiêu chuẩn để kiểm tra điện áp dư và kiểm tra điện áp chịu đựng trên bộ chống sét, chất cách điện, khe hở không khí, ống lót, máy biến áp điện, GIS và các thiết bị chuyển đổi và truyền tải điện khác. Thiết bị có cấu trúc khung hợp kim nhôm với điện áp sạc tối đa 150kV. Thân chính và bảng điều khiển được thiết kế riêng biệt, cân bằng giữa tính di động và độ an toàn khi vận hành. Phần thân chính sử dụng phương pháp sạc-điện áp không đối xứng, bao gồm hai tụ điện xung kim loại-gói, một cặp khe hở tia lửa kích hoạt và điện trở sạc/xả để tạo thành một mạch tiêu chuẩn. Các điện trở và cuộn cảm tạo sóng có thể được cấu hình linh hoạt theo yêu cầu thử nghiệm để đáp ứng các đặc tính tải khác nhau. Bảng điều khiển được xây dựng xung quanh PLC Siemens, tích hợp điều khiển sạc, điều khiển kích hoạt, hiển thị điện áp và dòng điện, khóa liên động an toàn và chẩn đoán lỗi. Cùng với cuộn dây Rogowski và bộ chia điện áp dư, nó tạo thành một hệ thống đo lường hoàn chỉnh.

1. Đầu ra dạng sóng có độ chính xác cao-đảm bảo dữ liệu thử nghiệm đáng tin cậy

Thiết bị này sử dụng hệ thống điều khiển dòng điện không đổi thông minh{1}}dựa trên PLC PLC của Siemens, kết hợp với các mô-đun xử lý kỹ thuật số có độ chính xác cao-tốc độ cao-12 bit-có độ chính xác cao và công nghệ dự phòng phần cứng-phần mềm{9}}của Siemens, đạt được độ chính xác theo dõi điện áp sạc cao hơn ±0,5%, vượt đáng kể yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia về độ không ổn định ±1%. Bộ chia điện áp DC có vỏ cách điện ngâm trong dầu với vòng chắn nối đất, loại bỏ hiệu quả nhiễu điện dung tạp tán đối với độ chính xác của phép đo. Độ chính xác này đảm bảo đầu ra dạng sóng nhất quán qua các phép so sánh hàng loạt và thử nghiệm loại, ngăn chặn việc đánh giá sai thử nghiệm do biến động của thiết bị.

2. Hệ thống bảo vệ an toàn dự phòng nhiều lớp

Tất cả đầu vào và đầu ra của PLC đều được cách ly thông qua công nghệ quang điện tử và công nghệ cách ly chuyển mạch, giúp mạch điều khiển luôn ở trạng thái điện áp thấp{0}}được cách ly hoàn toàn. Ngay cả trong trường hợp phóng điện đánh thủng ở phía điện áp cao{2}}, nhiễu điện từ mạnh nhất thời cũng không thể xuyên qua lõi điều khiển. Nút dừng khẩn cấp được cung cấp ở cấp độ phần cứng, hoạt động trực tiếp thông qua mạch phần cứng độc lập với PLC với mức ưu tiên cao nhất, ngay lập tức cắt nguồn điện mạch chính khi nhấn. Sau khi hoàn thành thử nghiệm, thiết bị nối đất tự động sẽ hoạt động thông qua cơ chế điều khiển bằng nam châm điện-để nối đất cho thiết bị sạc, trong khi các tụ điện chính sẽ tự động bị đoản mạch-và phóng điện, loại bỏ nguy cơ sốc điện áp dư. Khóa cửa liên động đảm bảo hệ thống tự động ngắt nếu cửa an toàn được mở trong quá trình thử nghiệm.

3. Thiết kế đo lường và điều khiển tích hợp để nâng cao hiệu quả

Hệ thống tích hợp điều khiển sạc, điều khiển kích hoạt, chuyển mạch phân cực, thu thập dữ liệu và phân tích dạng sóng vào một giao diện vận hành duy nhất. Trước khi thử nghiệm, người vận hành chỉ cần đặt điện áp sạc (có thể điều chỉnh 30,0-150kV), số lần phóng điện (có thể điều chỉnh 0-99 lần), thời gian tăng điện áp (có thể điều chỉnh 30-190 giây) và khoảng thời gian trên màn hình cảm ứng của bảng điều khiển. Sau đó, hệ thống sẽ tự động hoàn thành toàn bộ trình tự sạc dòng điện không đổi, chỉ báo mức điện áp, kích hoạt đánh lửa và ghi dữ liệu. Chuyển đổi phân cực được thực hiện tự động bởi động cơ truyền động với màn hình hiển thị trạng thái thời gian thực. Khi kết hợp với máy hiện sóng Tektronix và truyền dữ liệu cáp quang, dạng sóng sẽ được lưu tự động và có thể tạo và in các báo cáo thử nghiệm tiêu chuẩn. Ở chế độ hoàn toàn tự động, người vận hành chỉ cần thiết lập các thông số và giám sát hoạt động, giúp giảm đáng kể tổng thời gian thử nghiệm.

4. Khả năng thích ứng điều kiện hoạt động rộng

Máy biến áp sạc sử dụng thiết kế vỏ cách điện ngâm trong dầu với điện áp sơ cấp 380V, điện áp thứ cấp 80kV và định mức công suất 8kVA, đảm bảo ổn định nhiệt trong thời gian hoạt động liên tục kéo dài. Cấu trúc khung hợp kim nhôm kết hợp độ bền cơ học với thiết kế nhẹ, cho phép hoạt động bình thường ở độ cao lên tới 1000m, nhiệt độ từ -10 độ đến +45 độ và độ ẩm tương đối lên tới 90%. Về hiện tượng ngưng tụ trên các bộ phận cách điện do chênh lệch nhiệt độ, hướng dẫn này yêu cầu rõ ràng thời gian nghỉ 12 giờ trước khi sử dụng khi chênh lệch nhiệt độ vượt quá 25 độ, nhằm bảo vệ hơn nữa tính toàn vẹn của thiết bị thông qua các quy trình vận hành.

5. Thiết kế chống nhiễu-mạnh mẽ

Bảng điều khiển sử dụng rộng rãi các công nghệ cách ly quang điện tử và chuyển mạch. Tất cả hoạt động thu thập tín hiệu tương tự - bao gồm điện áp và dòng điện sơ cấp của máy biến áp sạc cũng như điện áp sạc của thân chính - đều được xử lý thông qua mô-đun xử lý kỹ thuật số tốc độ cao 12-bit{6}}, với khả năng truyền tín hiệu qua cáp được bảo vệ vào bảng điều khiển. Giao tiếp cáp quang giữa máy hiện sóng và máy tính loại bỏ hoàn toàn các đường nhiễu vòng lặp mặt đất. Ngay cả trong môi trường trường chuyển tiếp mạnh được tạo ra bởi dòng điện phóng điện 100kA, hệ thống đo lường vẫn ghi lại các thông số dạng sóng một cách ổn định mà không bị mất dữ liệu hoặc bị lệch điều khiển.

6. Cấu trúc mô đun và thiết kế có khả năng bảo trì

Phần thân chính bao gồm hai tụ điện xung bằng kim loại-có vỏ bọc, một cặp khe hở tia lửa kích hoạt, điện trở sạc và xả tạo thành mạch phóng điện tiêu chuẩn. Các điện trở và cuộn cảm tạo sóng-có thể được cấu hình linh hoạt theo yêu cầu của mẫu. Các mô-đun PLC bên trong, bộ phát và bảng kích hoạt trong bảng điều khiển đều là các bộ phận công nghiệp tiêu chuẩn, cho phép định vị và thay thế lỗi nhanh chóng. Cơ cấu truyền động khe hở tia lửa điện được trang bị tính năng phát hiện giới hạn, đưa ra cảnh báo kịp thời trong trường hợp bị kẹt hoặc có hiện tượng bất thường. Thiết kế mô-đun làm giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động và nâng cao tính khả dụng của thiết bị.

Bộ tạo dòng xung MOEORW-WGL150 có thể áp dụng cho các tình huống thử nghiệm cụ thể sau:

Nhà máy Arrester và thử nghiệm kiểu:Thực hiện kiểm tra điện áp dư dòng xung sét và kiểm tra điện áp chịu đựng trên thiết bị chống sét ôxit-kim loại để đánh giá đặc tính vận hành và khả năng chịu năng lượng của chúng trong điều kiện quá điện áp do sét. Đây là ứng dụng cốt lõi của thiết bị, tuân thủ các tiêu chuẩn GB/T 11032 và IEC 60099-4.

Kiểm tra hiệu suất xung chuỗi cách điện:Đánh giá đặc tính phóng điện bề mặt và độ bền cơ học của chất cách điện dưới dòng điện xung sét, cung cấp dữ liệu thực nghiệm cho thiết kế cách điện bên ngoài của đường dây truyền tải.

Nghiên cứu đặc điểm xả khí khe hở: Mô phỏng các thử nghiệm đánh thủng khe hở không khí dưới hiện tượng quá điện áp do sét trong môi trường phòng thí nghiệm để nghiên cứu kiểu phóng điện dưới các cấu hình điện cực, khoảng cách khe hở và điều kiện khí tượng khác nhau.

Thử nghiệm ống lót và thiết bị GIS:Tiến hành các thử nghiệm dòng điện xung trên ống lót máy biến áp điện, ống lót GIS và cấu trúc cách điện bên trong để xác minh độ tin cậy phối hợp cách điện trong điều kiện quá điện áp nhất thời của hệ thống.

Xác minh khả năng chịu đựng máy biến áp điện:Thực hiện đưa dòng điện xung vào các điểm trung tính của máy biến áp hoặc các đầu cuối cuộn dây để xác minh giới hạn cách điện khi bị sóng sét xâm nhập.

Nghiên cứu cơ bản ở các tổ chức khoa học: Phục vụ như một nguồn dòng xung tiêu chuẩn trong các phòng thí nghiệm-điện áp cao để nghiên cứu cơ bản về đặc tính đánh thủng vật liệu, vật lý phóng điện và công nghệ bảo vệ quá áp.

Bộ tạo dòng xung MOEORW-WGL150 hoàn chỉnh bao gồm bốn thành phần chính sau, sẵn sàng để lắp đặt và sử dụng khi giao hàng:
1. Thiết bị sạc
Được lắp trên khung hợp kim nhôm có thể di chuyển thủ công, bao gồm: Bộ chia điện áp DC (vỏ cách điện{0}}ngâm dầu với vòng chắn nối đất), SCR hai chiều và thiết bị dòng điện không đổi-, máy biến áp sạc (thiết kế ngâm dầu-vỏ cách nhiệt, sơ cấp 380V/thứ cấp 80kV, định mức 8kVA), bộ chỉnh lưu silicon điện áp cao- (loại 2DL{11}}300kV/300mA, được hỗ trợ bằng ống cách điện, đảo cực thay đổi đầu ra dương/âm), điện trở bảo vệ (khoảng chục kilo{12}}ohms), thiết bị nối đất tự động (cơ chế tiếp xúc điều khiển bằng nam châm điện, tự động nối đất sau khi hoàn thành kiểm tra).
 

2. Thân chính xung
Cấu trúc kiểu thùng trụ-cách điện, bao gồm:tụ điện chính (hai-tụ điện xung bằng kim loại), điện trở sạc, điện trở phóng điện, điện trở-định hình sóng và cuộn cảm (có thể cấu hình linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu kiểm tra mẫu thử khác nhau), khe hở tia lửa kích hoạt (một cặp, dẫn động bằng khí nén), thiết bị đánh lửa, khung hợp kim nhôm.
 

3. Bảng điều khiển
Bảng điều khiển di động, bao gồm: Hệ thống điều khiển PLC của Siemens, giao diện vận hành màn hình cảm ứng, màn hình hiển thị điện áp/dòng điện kỹ thuật số, nút dừng khẩn cấp (điều khiển trực tiếp phần cứng với mức ưu tiên cao nhất), điều khiển động cơ chuyển đổi phân cực, cài đặt và hiển thị điện áp sạc, chẩn đoán lỗi và mô-đun cảnh báo.
 

4. Hệ thống đo lường
Bao gồm: Cuộn dây Rogowski (để đo dòng điện xung), bộ chia điện trở dư (để đo điện áp dư), cáp đo, giao diện máy hiện sóng và mô-đun truyền thông sợi quang (để truyền dữ liệu cách ly giữa máy hiện sóng và máy tính).