Rikkejuhtum keskpinge jaotussüsteemis teeb enamat kui ainult kaitselüliti välja lülitamine - see võib jätta nähtamatu, kuid ohtliku pärandi teie voolutrafo südamikusse: jääkmagnetism. Pärast rikke või alalisvoolu nihkumise transienti voolu jäägid, mis on jäänud voolu voolu muunduri südamikusse, halvendavad otseselt elektromagnetilise induktsiooni täpsust, põhjustavad südamiku enneaegset küllastumist ja võivad käivitada valekaitserelee valetoimingud või järgmise rikke ajal ohtliku alareguleerimise. Elektriinseneride ja alajaamade töökindluse eest vastutavate hooldusmeeskondade jaoks ei ole CT-südamiku õigesti demagnetiseerimise oskus vabatahtlik hooldusteadmine - see on kaitsesüsteemi terviklikkuse esmane ülesanne. Selles artiklis kirjeldatakse üksikasjalikult jääkvoolu füüsikat, samm-sammult toimuvat väljalülitamist ja valikukriteeriume, mis määravad kindlaks, kas teie voolujuhtimissüdamik on üldse vastuvõtlik remanentsusele.
Sisukord
- Mis on jääkvool ja miks see moodustub kompuutertomograafia südamikus?
- Kuidas mõjutab jääkmagnetism CT induktsiooni jõudlust ja töökindlust?
- Kuidas teostada voolutrafo väljatõrje protseduur?
- Millised on tavalised vead, mis põhjustavad keskpinge vooluahelate demagnetiseerimise ebaõnnestumist?
Mis on jääkvool ja miks see moodustub kompuutertomograafia südamikus?
Jääkvoog - mida nimetatakse ka remanentseks magnetismiks või remanentsuseks - on magnetvoo tihedus, mis jääb pärast magnetiseeriva jõu eemaldamist kompuutertomograafi südamiku terasstruktuuris lukustatuks. Et mõista, miks see moodustub, on vaja lühidalt tutvuda b-h hüsteeriline silmus mis reguleerib kogu ferromagnetilise südamiku käitumist.
Kui voolujuhtmetel tekib märkimisväärse alalisvoolukomponendiga rikkevool, ei kõigu primaarvool sümmeetriliselt nulli ümber. Selle asemel ajab see südamevoolu piki hüsteerismikõverat suure magnetvoo tihedusega piirkonda. Kui viga kõrvaldatakse ja vool langeb järsult nulli - nagu juhtub kaitselüliti katkestuse ajal -, ei naase südamik nullvoo juurde. See jääb remanentne voo tihedus (Br), mis terasele orienteeritud räniterase puhul võib ulatuda kuni 60-80% küllastusvoo tihedus1 (Bsat).
CT-südamiku remanentsuse peamised tehnilised näitajad:
- Tuumamaterjali tundlikkus: Terasorienteeritud räniteras (mida kasutatakse suure täpsusega kompuutertomograafides) on suure läbilaskvusega, kuid ka suure remanentsusega. Nikkel-raudsulamist südamikud on veelgi suurema remanentsusega.
- Õhulõhe südamikud: Kompuutertomograafia, mis on kavandatud tahtlik õhuvahe südamikus (TPY ja TPZ klassid vastavalt IEC 61869-2)2 on oluliselt madalam remanentsus - tavaliselt alla 10% Bsat -, sest õhuvahe tagab magnetilise reset-mehhanismi.
- Sündmuste käivitamine: Kolm peamist märkimisväärse jääkvoo tekkimise põhjust on alalisvoolu nihkumisvoolud, komplektmuunduri sekundaarne avarii ja ebaõige demagnetiseerimine pärast katsetamist.
| Tuuma tüüp | Remanentsuse tase | IEC klass | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|---|
| Terasele orienteeritud Si-teras (õhuvahe puudub) | 60-80% Bsat | 5P, 10P, TPS | Standardne kaitse CT |
| Nikkel-raudsulam (ilma vahega) | Kuni 90% Bsat | X klass, TPS | Kõrge tundlikkusega diferentsiaalkaitse |
| Gapped Core (väike õhuvahe) | <10% Bsat | TPY | Automaatne sulgemise kaitseskeem |
| Suur õhuvahe tuum | ~0% Bsat | TPZ | Kiire kaitse, transientne jõudlus |
Teie jaotusseadmete paneelidesse paigaldatud südamiku tüüp määrab otseselt teie remanentsuse riskiprofiili - ja selle, kas demagnetiseerimine on perioodiliselt kohustuslik või üksnes ettevaatusabinõu.
Kuidas mõjutab jääkmagnetism CT induktsiooni jõudlust ja töökindlust?
Jääkvool ei põhjusta koheselt nähtavaid rikkeid - see on varjatud lagunemismehhanism, mis kahjustab vaikselt teie kaitsesüsteemi töökindlust, kuni järgmine rikkejuhtum selle katastroofiliselt paljastab. Mõju toimib ühe peamise mehhanismi kaudu: vähenenud olemasolev vooluhulk enne küllastumist.
CT-südamik suudab enne küllastumist taluda ainult piiratud muutust voolutiheduses. Kogu kasutatav voo kõikumine on:
Kui Br on jääkmagnetismi tõttu juba 70% Bsat, on südamiku normaalsest voolutugevusest järgmise rikke vooluülekande jaoks saadaval ainult 30%. See tähendab, et vooluahela küllastub palju varem, kui selle nimitäpsuse piirtegur (ALF) eeldaks, tekitades tugevalt moonutatud sekundaarvoolu lainekuju, mida kaitsereleed ei suuda õigesti tõlgendada.
Praktilised tagajärjed, mis on seotud lahendamata jääkvooluga:
- Kaugusevahetuse alatulelaskmine: Küllastunud CT väljund põhjustab relee näha suuremat näilist impedantsi kui tegelikku3, mis võib jätta tsoonisisesed rikked välja lülitamata.
- Diferentsiaalkaitse talitlushäire: Kaitstud tsooni vastaskülgedel asümmeetriline küllastumine tekitab vale diferentsiaalvoolu, mis põhjustab soovimatuid häireid.
- Ülevoolurelee hilinenud töö: Moonutatud sekundaarne lainekuju pikendab relee tööaega üle kavandatud väljasõidukõverate
- Energiamõõtmisvead: Isegi tavalise koormusvoolu korral tekitab osaliselt küllastunud südamiku suhe ja faasinurga vead, mis ületavad klassi 0,5 piirväärtusi.
Kliendi juhtum - Elektriettevõtja, 35kV alajaama ümberehitus, Lähis-Ida: Saudi Araabias 35kV alajaama moderniseerimist juhtiv elektritööde töövõtja teatas, et pärast lähedalasuvat bussi rikkeid toimusid korduvad ebameeldivad väljasõidud feederi diferentsiaalkaitsesüsteemis. Pärast Bepto tehnilise meeskonnaga konsulteerimist näitas CT sekundaarse lainekuju analüüs tõsist asümmeetrilist küllastumist, mis oli kooskõlas suure jääkvooga kahes diferentsiaalvööndi kuuest CTst. Pärast kõigi kuue seadme struktureeritud demagnetiseerimise protseduuri taastati täielikult diferentsiaalkaitse stabiilsus - kõrvaldati kolm nädalat kestnud aeg-ajalt esinevad häirivused, mida oli ekslikult seostatud relee seadistustega.
Kuidas teostada voolutrafo väljatõrje protseduur?
Demagnetiseerimismenetlus toimib järgmiselt ajades südamiku läbi järjest väiksemate hüsteeriliste ahelate4 kuni jääkvoog läheneb nulli lähedale. On olemas kaks tunnustatud välismetoodikat - vahelduvvoolupinge sisestamine ja alalisvoolu sisestamine koos pöördvooluga -, mis sobivad erinevatele asukoha tingimustele ja vooluahela konstruktsioonidele.
1. samm: Eraldage ja valmistage ette kompuutertomograafiaring
- Lülitage primaarahela vooluvõrk välja ja kinnitage isolatsioon pinge testeriga.
- Kõik kasutamata CT sekundaarsüdamikud lühistada. enne alustamist - lahtised sekundaarklemmid võivad mis tahes jääkvoolu tingimustes tekitada ohtlikke indutseeritud pingeid.
- Ühendage kaitserelee ja mõõteriista lahti demagnetiseeritavatest sekundaarklemmidest
- Dokumenteerige vooluahela nimesilt: nimisuhe, täpsusklass, põlvpunkti pinge (Vk) ja magnetiseerimisvool (Imag).
2. samm: valige demagnetiseerimismeetod
| Meetod | Vajalikud seadmed | Best For | Piirangud |
|---|---|---|---|
| Vahelduvvoolupinge sisestamine (Degaussing) | Muutuv vahelduvvoolu allikas (Variac), ampermeeter | Standardne 5P/10P räniterasest südamikud | Nõuab juurdepääsu muutuvale pingeallikale |
| Alalisvoolu süstimine koos tagasipööramisega | Alalisvoolu toiteallikas, pöördlüliti, ampermeeter | TPY / lõhestatud südamikud, suure induktiivsusega vooluahelad | Nõuab hoolikat voolu tagasipööramise järjestust |
| Spetsiaalne CT analüsaator | Sisseehitatud demagnetiseerimisfunktsiooniga CT-analüsaator | Kõik südamiku tüübid - kõige usaldusväärsem | Seadmete maksumus; ei ole alati kohapeal saadaval |
3. samm: vahelduvvoolu süstimise demagnetiseerimise protseduur (kõige tavalisem välimeetod)
- Ühendage muutuv vahelduvvoolu allikas (Variac) üle CT sekundaarklemmide (S1-S2).
- Suurendage aeglaselt vahelduvvoolupinget nullist, kuni magnetimisvool jõuab ligikaudu 120-150% nimipõlvepunkti magnetiseerimisvoolust 120-150% - see ajab südamiku küllastusse, kehtestades hüsteerilise ahela teadaoleva alguspunkti.
- Vähendage aeglaselt ja pidevalt vahelduvvoolu pinge tagasi nullini. - ei tohi peatuda ega tagurdada; vähendamine peab olema sujuv ja katkematu 30-60 sekundi jooksul.
- Tuumavoog jälgib järjest väiksemaid hüsteerismisilmuseid, mis lähenevad nullilähedasele remanentsusele, kui pinge läheneb nullile.
- Mõõtke magnetiseerimisvoolu algse katsepinge juures - võrrelge seda voolu vähenemise kinnitamiseks demagnetiseerimiseelse baasväärtusega.
Samm 4: Kontrollige demagnetiseerimise edukust
- Teha CT ergutuskõver test (V-I karakteristik) ja võrrelda tehase magnetiseerimiskõveraga
- Edukalt demagnetiseeritud südamiku magnetiseerimisvool jääb ±5% piires tehase baasväärtusest sama rakendatud pinge juures.
- Kaitsekontrollerite puhul kontrollige, et põlve punkti pinge (Vk) on taastunud vastavalt nimeplaadi spetsifikatsioonile.
- Kõik katsetulemused tuleb kanda alajaama hoolduspäevikusse vastavalt IEC 61869-2 kasutuselevõtu nõuded5
Samm 5: Taastage sekundaarsed ahelad
- Ühendage kaitserelee ja mõõtekoormus õiges polaarsuses (S1→S2 orientatsioon).
- Eemaldage sekundaarsed lühisühendused alles pärast seda, kui kõik koormusühendused on kinnitatud.
- Esmase vooluahela taasalustamine ja CT sekundaarse väljundi jälgimine esimese koormustsükli ajal
- Kontrollida, et kaitserelee voolu sisendid vastaksid eeldatavatele väärtustele, mis põhinevad primaarkoormuse voolu ja CT suhtel
Millised on tavalised vead, mis põhjustavad keskpinge vooluahelate demagnetiseerimise ebaõnnestumist?
Demagnetiseerimine on täppisprotseduur - väikesed täitmisvead võivad jätta südamikusse märkimisväärse jääkvoolu või, mis veelgi hullem, tekitada uue remanentsuse erineva polaarsusega. Need on kõige kriitilisemad keskpingealajaamade hooldustöödel täheldatud välivead.
Kriitilised vead, mida vältida
- Pinge vähendamise peatamine protseduuri keskel: Vahelduvvoolupinge läbimise katkestamine mis tahes mittenulltasemel külmutab südamiku uues remanentsuspunktis - mis võib olla halvem kui esialgne seisund. Vähendamine peab olema pidev ja katkematu nullini.
- Liiga suure algpinge rakendamine: Kui südamiku üle 150% põlvpunkti magnetimisvoolu üle ajada, on oht, et sekundaarmähis saab isolatsioonipinge. Arvutage alati enne käivitamist ohutu sisselülituspinge piirväärtus.
- Demagnetiseerimine ühendatud sekundaarse koormusega: Ühendatud relee impedants muudab vooluahela efektiivset induktiivsust, takistades südamiku täielikku hüsteerilise ahela täitmist. Ühendage koormus alati enne protseduuri lahti.
- Ergutuskõvera kontrollimise vahelejätmine: Visuaalne kontroll ei saa kinnitada edukat demagnetiseerimist. Objektiivse kinnituse annab ainult protseduurijärgne V-I karakteristikakontroll tehase kõveraga võrreldes.
- Kõrvalolevate kompuutertomograafia südamike ignoreerimine mitme südamikuüksustes: Kahe tuumaga kompuutertomograafides võib ühe südamiku demagnetiseerimine magnetilise sidumise kaudu põhjustada magnetvoo muutusi kõrvalasuvas südamikus. Mõlemat südamikku tuleb katsetada ja demagnetiseerida järjestikku.
Protseduuri järgne kontrollnimekiri
- ✔ Ergutuskõver vastab tehase lähtejoonele ±5% piires.
- ✔ Põlvepunkti pinge taastatakse nimipiiril olevale väärtusele
- ✔ Sekundaarse polaarsuse märgistus kontrollitud enne koormuse taasühendamist
- ✔ Kõik lühisühendused, mis on eemaldatud pärast koormuse taasühendamist
- ✔ Hooldusdokumentides dokumenteeritud katsetulemused
Kokkuvõte
Jääkvool voolutrafo südamikus on vaikne töökindluse oht, mida rikkejuhtumid tavaliselt tekitavad ja mida hooldustehnikud tavaliselt eiravad. Demagnetiseerimise protseduur - kas vahelduvvoolu pinge pühkimise või alalisvoolu ümberpööramise abil - taastab südamiku kogu olemasoleva voo kõikumise, tagades, et teie kaitsereleed töötavad järgmise rikke korral ettenähtud täpsuspiirides. Keskpinge jaotussüsteemide puhul, kus kaitse usaldusväärsus ei ole vaieldamatu, ei ole demagnetiseerimine parandusmeede - see on kohustuslik vigaeelne kasutuselevõtujärgne samm. Bepto Electricu vooluahelaid toodetakse vastavalt standardile IEC 61869-2 koos täieliku tehase ergutuskõvera dokumentatsiooniga, mis annab teie hooldusmeeskonnale lähteandmed, mida on vaja iga kord eduka demagnetiseerimise kontrollimiseks.
Korduma kippuvad küsimused CT demagnetiseerimise protseduuri kohta
K: Kuidas te teate, kas voolutrafo südamikus on pärast rikkejuhtumit märkimisväärne jääkvoog?
A: Võrrelge rikkejärgset ergutuskõverat (V-I-karakteristik) tehase algväärtusega. Magnetiseerimisvool, mis on oluliselt väiksem kui tehase väärtused sama rakendatud pinge korral, näitab jääkvoolu, mis vähendab südamiku efektiivset läbilaskvust - vajalik on demagnetiseerimine.
K: Kas voolu jääkvool CT-südamikus võib põhjustada kaitserelee tõrke ajal välja lülitamata jätmise?
A: Jah. Jääkvool vähendab enne küllastumist olemasolevat voolu kõikumist, mistõttu voolutugevus muutub varem kui nimivoolutugevus (ALF). Sellest tulenev moonutatud sekundaarne lainekuju võib põhjustada distantsreleede alareguleerimist ja ülevoolureleede töötamist liigse ajalise viivitusega.
K: Kui sageli tuleks keskpingealajaamades teostada voolujuhtmete demagnetiseerimist?
A: Demagnetiseerimine tuleks teostada pärast iga olulist rikkejuhtumit, mis hõlmab alalisvoolu nihutusvoolu, pärast iga vooluahela sekundaarse voolu katkestust ning pärast vooluahela vahetamist või kaitsesüsteemi muutmist toimuva plaanilise kasutuselevõtu osana.
K: Milline on erinevus TPY ja 5P klassi kompuutrite vahel seoses jääkvoolutundlikkusega?
A: TPY-klassi kompuutrites on südamikus väike õhuvahe, mis piirab remanentsust alla 10% Bsat - see muudab need olemuslikult vastupidavaks jääkvoo kogunemisele. Standardsetel 5P-klassi vooluahelatel ei ole õhuvahe ja need võivad pärast rikke tekkimist säilitada 60-80% Bsat'i remanentsina, mis nõuab perioodilist demagnetiseerimist.
K: Kas on ohutu teostada kompuutertomograafi demagnetiseerimist, kui kõrvalolevas lahtris on primaarsõlm endiselt pinge all?
A: Enne demagnetiseerimist tuleb vooluvõrgustik primaarjuht pingevabastada ja isoleerida. Kõrvalolevad pingestatud lahtrid on vastuvõetavad, kui on olemas nõuetekohased isolatsioonitõkked vastavalt alajaama ohutuseeskirjadele, kuid enne katseseadmete ühendamist tuleb hinnata läheduses asuvate juhtide indutseeritud pingeid.
-
“Remanentne voog voolutrafodes”,
https://ieeexplore.ieee.org/document/7981358. IEEE jääkmagnetismi analüüs kaitsevoolutrafodes. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetused: 60-80% küllastumisvoo tiheduse kohta. ↩ -
“IEC 61869-2:2012 Mõõtevahendid - Osa 2”,
https://webstore.iec.ch/publication/5964. Määratleb nõuded voolutrafodele, millel on lõhutud südamik. Tõendav roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: TPY ja TPZ klassid vastavalt IEC 61869-2. ↩ -
“Kompuutertomograafia küllastumise mõju kaugkaitsele”,
https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376. Arutleb, kuidas moonutatud sekundaarne lainekuju viib relee alatulelaskvuseni. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: relee näha suuremat näilist impedantsi kui tegelik. ↩ -
“Voolutrafode testimine ja demagnetiseerimine”,
https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/medium-voltage-power-distribution-control-systems/switchgear/white-papers/ct-demagnetization-wp.pdf. Eatoni tehniline dokument, milles kirjeldatakse vahelduvvoolu sissepritse protseduure. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: tööstus. Toetab: südamiku ajamine läbi järjest väiksemate hüsteeriliste silmuste. ↩ -
“IEC 61869-2:2012 Mõõtevahendid”,
https://webstore.iec.ch/publication/5964. Määratleb mõõtevahendi trafode kasutuselevõtu- ja katsestandardid. Tõendusmaterjali roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: IEC 61869-2 kasutuselevõtu nõuded. ↩
