Trong lĩnh vực kỹ thuật điện cực{0}}cao{1}}điện áp (UHV), việc thực hiện các phép đo phóng điện cục bộ (PD) chính xác trên máy biến áp điện 750kV, Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) và cáp điện áp cực cao- (EHV) là một trong những nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe nhất về mặt kỹ thuật. Trở ngại lớn nhất để thử nghiệm thành công không phải là đạt được điện áp mục tiêu mà là kiểm soát tiếng ồn nền vốn có của hệ thống thử nghiệm.
Theo tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế nhưIEC 60270VàTiêu chuẩn IEEE 4, nếu mức phóng điện cục bộ của hệ thống kiểm tra quá cao, nó sẽ làm hỏng hoàn toàn dữ liệu đo. Điều này khiến cho việc phát hiện các khiếm khuyết cách điện bên trong ở quy mô-vi mô trong đối tượng thử nghiệm (DUT) là không thể về mặt toán học và vật lý.
Đạt được mức tiếng ồn nền được đảm bảoNhỏ hơn hoặc bằng 10pCdưới mức tải 750kV đầy đủ đòi hỏi một cách tiếp cận toàn diện, toàn diện đối với kỹ thuật phần cứng. Bài viết kỹ thuật này trình bày chi tiết cách các hệ thống thử nghiệm-không phóng điện cục bộ tiên tiến loại bỏ nhiễu lạc và sự ghép nối điện từ tại nguồn.
1. Loại bỏ sóng hài thông qua Khuếch đại tuyến tính sóng sin thuần túy
Các nguồn cấp điện có tần số biến đổi điện áp cao-truyền thống thường dựa vào việc định hình sóng vuông-Điều chế độ rộng xung (PWM)-thông qua các Transistor lưỡng cực cổng-cách điện (IGBT) tiêu chuẩn. Mặc dù mang lại hiệu quả cao cho các bộ truyền động động cơ tiêu chuẩn hoặc tự động hóa công nghiệp cơ bản, nhưng cấu trúc liên kết chuyển đổi tần số cao-này lại có tác động tiêu cực lớn đến các vòng đo phóng điện cục bộ.
Việc chuyển mạch bằng xung điện tạo ra sóng hài tần số-cao lớn, thời gian tăng điện áp dốc (\\(dv/dt\\)) và phát xạ điện từ nghiêm trọng. Những đột biến này dễ dàng vượt qua các bộ lọc điện áp-thấp và đưa nhiễu tần số-cao trực tiếp vào mạch kiểm tra điện áp-cao, làm chói mắt các máy dò PD kỹ thuật số.
Giải pháp khuếch đại tuyến tính
Để đạt được mức sàn không có tiếng ồn PD{0}}thực sự, các hệ thống thử nghiệm cộng hưởng 750kV hiện đại sử dụngcông nghệ khuếch đại công suất tuyến tính sóng sin thuần túy.
Tỷ lệ biến dạng dạng sóng nhỏ hơn hoặc bằng 1%:Bằng cách sử dụng ma trận khuếch đại tuyến tính nâng cao, hệ thống buộc dạng sóng điện áp đầu ra duy trì cấu hình hình sin gần như{0}}hoàn hảo.
Loại bỏ tiếng ồn cơ bản:Do không có cạnh sóng vuông-chuyển đổi IGBT tần số cao nên nguồn nhiễu hài được loại bỏ hoàn toàn, cho phép hệ thống đạt được môi trường cơ bản đặc biệt sạch sẽ.
2. Phân loại điện trường nâng cao & Corona-Thiết kế phần cứng miễn phí
Ở 750kV, ứng suất điện lên dây dẫn, khung kết cấu và các điểm cuối là rất lớn. Theo Định luật Peek, nếu cường độ điện trường cục bộ vượt quá cường độ đánh thủng của không khí thì không khí sẽ bị ion hóa, dẫn đếnxả hào quang. Air Corona tạo ra các xung tần số cao-liên tục không thể phân biệt được với các khiếm khuyết cách điện bên trong trên máy dò PD kỹ thuật số.
Để đảm bảo bản thân vòng điện áp cao-vẫn hoàn toàn không có vầng hào quang-lên đến 750kV, bạn phải triển khai phân loại điện trường và hình học vật lý tỉ mỉ:
[750kV High Voltage Conductor] --->Được bao quanh bởi các ống che chắn mịn (Mở rộng bán kính)
↓
[Component Termination Points] --->Được bao bọc bởi-Vòng phân loại bằng nhôm đa cấp
↓
[Electric Field Uniformity] --->Không ion hóa không khí (Không có Corona)
- Vòng phân loại bằng nhôm đa cấp-:Các vòng phân loại bằng nhôm có đường kính lớn, độ bóng cao được triển khai trên tất cả các thiết bị đầu cuối điện áp cao, bao gồm cả máy biến áp kích thích, tụ điện ghép nối và bộ chia điện áp. Các vòng này mở rộng bán kính cong tương đương của dây dẫn, làm tối sự phân bố điện trường và dịch chuyển điện áp khởi phát hào quang vượt xa ngưỡng thử nghiệm 750kV.
- Ống che chắn cứng nhắc:Tất cả các kết nối điện áp cao-phải loại bỏ các dây mềm nhiều{1}}tiêu chuẩn. Thay vào đó, các ống bảo vệ bằng đồng hoặc nhôm-dày, siêu mịn được sử dụng để nén nguy cơ ion hóa không khí xuống mức không tuyệt đối.
3. Cấu trúc liên kết lưới nối đất đơn{1}}điểm nghiêm ngặt
Các cơ sở-kiểm tra điện áp cao và-các khu thử nghiệm trạm biến áp tại chỗ nổi tiếng với các vòng lặp trên mặt đất và nhiễu điện từ (EMI) truyền qua lưới điện của nhà máy. Khi dòng điện sạc có điện áp cao- lớn chạy qua tải điện dung, mọi điện trở hoặc điện cảm tản mát trong vòng nối đất sẽ tạo ra hiện tượng sụt giảm điện áp ở tần số-cao, tạo ra nhiễu vòng lặp nối đất.
[Factory Power Grid Noise] --->Bị cô lập bởi bộ lọc phần cứng{0}}thấp
↓
[High-Voltage Loop Current] --->Hướng đến một điểm tiếp đất chung thống nhất (Nối đất một điểm)
↓
[Stray Ground Currents] --->Loại bỏ, ngăn chặn việc đưa EMI vào máy dò PD
Để cách ly vòng thử nghiệm 750kV khỏi các nhiễu loạn lưới điện bên ngoài và ngăn ngừa các vòng lặp bên trong, một quy trình nghiêm ngặtCấu trúc liên kết nối đất một điểm-phải được thi hành:
- Điểm nối đất có điện áp cao- chuyên dụng:Tủ điện-điện áp thấp, máy biến áp kích thích, cuộn kháng cộng hưởng điện áp-cao, tụ điện ghép nối và máy dò PD kỹ thuật số phải được kết nối với một điểm nối đất chung thống nhất duy nhất thông qua các dây bện đồng dày,{2}}có độ tự cảm thấp.
- Bộ lọc công suất thông qua-thấp:Máy biến áp cách ly công suất cao và bộ lọc phần cứng thông thấp nhiều tầng-được tích hợp ở phía đầu vào-điện áp thấp 380V/415V để giảm tiếng ồn tần số-cao phát ra từ lưới điện cục bộ.
4. Cách ly sợi quang và che chắn kết cấu
Ngay cả khi vòng-điện áp cao sạch, nhiễu vẫn có thể truyền vào bảng điều khiển-điện áp thấp và thiết bị điện tử thu thập dữ liệu thông qua trường điện từ bức xạ.
Để phá vỡ đường dẫn khớp nối này:
- 100% cáp quang-Liên kết quang:Tất cả tín hiệu đo từ bộ chia điện áp cao-và cảm biến PD kỹ thuật số đều được chuyển đổi thành tín hiệu quang và truyền đến phòng điều khiển thông qua cáp quang-cáp.
- Cách ly điện hoàn toàn:Cách ly điện hoàn chỉnh này chặn tất cả các đường nhiễu dẫn điện, ngăn chặn các quá trình điện áp-cao xâm nhập vào các thiết bị điện tử xử lý kỹ thuật số điện áp thấp- và đảm bảo an toàn tối đa cho cả thiết bị và người vận hành.
Kết luận: Xây dựng môi trường thử nghiệm 750kV tuân thủ
Đạt được mức nhiễu nền cực thấpNhỏ hơn hoặc bằng 10pC(hoặc thậm chíNhỏ hơn hoặc bằng 2pC–5pCtrong cấu hình cao cấp) ở mức 750kV không thể đạt được chỉ thông qua các thuật toán lọc phần mềm hoặc khử nhiễu kỹ thuật số-. Các phép đo phóng điện cục bộ thực, không bị gián đoạn yêu cầu một ma trận phần cứng tổng thể kết hợp khuếch đại tuyến tính sóng sin thuần túy, phân loại điện trường hình học chính xác và cách ly nối đất một điểm tuyệt đối.
Của chúng tôiMOEORW-WPB268 750kV phóng điện một phần-Hệ thống kiểm tra điện áp chịu được điện áp xoay chiều miễn phí tích hợp liền mạch-các nguyên tắc thiết kế phần cứng tiên tiến này. Nó đảm bảo rằng khi bạn kiểm tra cơ sở hạ tầng lưới quan trọng, mỗi pico-coulomb bạn đọc là dữ liệu chính xác từ đối tượng kiểm tra chứ không phải nhiễu hệ thống.
