اگر در توزیع برق کار می‌کنید، می‌دانید که واحدهای انتقال شبکه (GTUs) نیروی کار گمنام پست‌های شما هستند. آنها جریان ولتاژ بالا را به طور ایمن در سراسر محله ها، کارخانه ها و زیرساخت های حیاتی حمل می کنند - بنابراین قابلیت اطمینان آنها غیرقابل مذاکره است. به همین دلیل است که آزمایش آنها، به‌ویژه آزمایش‌های تخلیه جزئی (PD) و آزمایش‌های AC hipot، گام مهمی در کنترل کیفیت است. به عنوان تامین کننده تجهیزات تست، یک سوال بیشتر از هر سوال دیگری از ما پرسیده می شود: "دقت سیستم تست GTU PD AC Hipot چقدر است؟" پاسخ کوتاه یک اندازه نیست، زیرا دقت به نحوه کالیبره شدن سیستم، نحوه استقرار و استانداردهایی که برای برآورده کردن آن ساخته شده است بستگی دارد. امروز، من معنای واقعی دقت را برای این سیستم‌های آزمایشی، نحوه جمع‌آوری تجهیزات ما، و اینکه چرا این دقت برای ایمنی پست شما اهمیت دارد، توضیح می‌دهم.
ابتدا، بیایید اصطلاحات را کوتاه کنیم: آزمایش PD تخلیه های الکتریکی نامرئی کوچکی را که در داخل یا روی سطح عایق GTU تشکیل می شوند، اندازه گیری می کند. این تخلیه‌ها علامت هشدار اولیه خرابی عایق هستند که می‌تواند منجر به قطع‌های برنامه‌ریزی نشده، آسیب‌دیدگی تجهیزات یا حتی فلش قوس الکتریکی خطرناک شود. در همین حال، آزمایش هیپوت AC ولتاژی بالاتر از ولتاژ نامی GTU را برای تست استرس عایق آن اعمال می‌کند و تایید می‌کند که می‌تواند شرایط شبکه در دنیای واقعی را مدیریت کند. دقت در اینجا فقط به این نیست که یک شماره را به درستی دریافت کنید، بلکه در مورد اعتماد به آن شماره برای تصمیم گیری مهم است: آیا این GTU برای سرویس مناسب است یا نیاز به تعمیر یا تعویض دارد؟
در شرکت ما، یک دهه را صرف پالایش سیستم‌های تست GTU کرده‌ایم و دقت از سخت‌افزار اصلی شروع می‌شود. به عنوان مثال، تستر AC Hipot ولتاژ بالا GTU که ما طراحی می کنیم، از مبدل های ولتاژ دقیق و سنسورهای جریان استفاده می کند که دارای دقت کلاس 0.2 بر اساس استانداردهای IEC هستند. صبر کنید، بیایید رتبه بندی کلاس را روشن کنیم: سنسور کلاس 0.2 به این معنی است که خطای اندازه گیری آن بیش از 0.2٪ از مقدار مقیاس کامل نیست. برای یک سیستم هیپوت متناوب 200 کیلوولت آمپر و 500 کیلوولت، این به خطای اندازه گیری ولتاژ فقط 1 کیلو ولت در کل محدوده آزمایشی تبدیل می شود. این تفاوت بزرگی با سیستم‌های ارزان‌تری است که ممکن است سنسورهای کلاس 0.5 داشته باشند، که تا 2.5 کیلو ولت خطا در مقیاس کامل ایجاد می‌کنند. برای پست‌هایی که با ولتاژ 345 کیلوولت یا بالاتر کار می‌کنند، این حاشیه خطا می‌تواند به معنای تفاوت بین عبور از یک GTU با آسیب عایق جزئی و قابل تعمیر و از دست دادن نقصی باشد که منجر به خرابی فاجعه‌بار می‌شود.
اما دقت فقط مربوط به سنسورهای ولتاژ نیست، بلکه در مورد دقت اندازه گیری PD نیز هست. آزمایش تخلیه جزئی نیاز به تشخیص سیگنال‌هایی به کوچکی پیکوکولومب (pC) دارد و حتی مقادیر ناچیز نویز الکتریکی از سیستم آزمایش می‌تواند خوانش‌ها را منحرف کند. به همین دلیل است که ما تجهیزات خود را برای کاهش نویز پس‌زمینه به کمتر از 5 pC ساخته‌ایم که بسیار پایین‌تر از آستانه تشخیص PD اولیه است. اگر سطح نویز سیستم شما 20 pC یا بالاتر باشد، ممکن است سیگنال های PD کوچکی را که سیگنال تخریب عایق را در مراحل اولیه نشان می دهند، از دست بدهید. برای تیم های تعمیر و نگهداری پست، این به معنای تعمیرات واکنشی بیشتر به جای ارتقاء پیشگیرانه است که در دراز مدت هزینه بسیار بیشتری دارد. ما همچنین تجهیزات تست Ultra-Low Noise PD GTU for Substation را ارائه می دهیم که به طور خاص برای استفاده در محیط های پست شلوغ طراحی شده است، جایی که نویز پس زمینه از سایر تجهیزات می تواند زیاد باشد. این سیستم از الگوریتم‌های محافظ پیشرفته و پردازش سیگنال برای جداسازی سیگنال‌های PD از نویز استفاده می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که اندازه‌گیری‌های شما حتی در چالش‌برانگیزترین تنظیمات دقیق هستند.
یکی دیگر از عوامل کلیدی در دقت، رعایت استانداردهای بین المللی است. یک سیستم آزمایشی فقط به اندازه استانداردهایی است که برای پیروی از آن ساخته شده است، و سیستم تست ولتاژ بالای PD GTU مطابق با IEC 60270 که ما ارائه می‌کنیم مستقیماً بر اساس IEC 60270، استاندارد جهانی برای اندازه‌گیری PD، کالیبره شده است. IEC 60270 دستورالعمل های دقیقی را برای چگونگی انجام تست های PD، چگونگی اندازه گیری ها، و سطوحی از PD که برای انواع مختلف تجهیزات قابل قبول در نظر گرفته می شود، ارائه می کند. بسیاری از سیستم‌های تست ارزان‌تر موجود در بازار ادعا می‌کنند که تست PD را انجام می‌دهند، اما مطابق با IEC 60270 کالیبره نشده‌اند، به این معنی که اندازه‌گیری‌های آنها ممکن است با معیارهای صنعتی قابل مقایسه نباشد. به عنوان مثال، اگر یک GTU را با یک سیستم غیرمنطبق آزمایش کنید و خوانش PD را 15 pC دریافت کنید، ممکن است فکر کنید که در محدوده قابل قبول است، اما یک سیستم مطابق با IEC 60270 ممکن است نشان دهد که همان مقدار در واقع 25 pC است - بالاتر از آستانه برای تجهیزات جدید. این اختلاف می تواند منجر به اشتباهات پرهزینه در برنامه ریزی تعمیر و نگهداری شود.
کالیبراسیون بخش دیگری از دقت است که اغلب نادیده گرفته می شود. حتی بهترین حسگرها اگر به طور منظم کالیبره نشوند در طول زمان جابجا می شوند که می تواند نتایج آزمایش شما را از بین ببرد. سیستم‌های ما به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کالیبراسیون آسان داشته باشند، با رابط‌های کالیبراسیون داخلی که به شما امکان می‌دهد کالیبراسیون‌های سالانه را بدون تجهیزات شخص ثالث تخصصی انجام دهید. ما همچنین برای مشتریانی که زمان یا منابع لازم برای انجام آن را ندارند، پشتیبانی کالیبراسیون در محل را ارائه می دهیم. برای مثال، اگر در حال آزمایش GTU در یک پست راه دور هستید، می‌توانید از ماژول کالیبراسیون قابل حمل ما برای تأیید صحت سیستم خود در محل استفاده کنید، به جای اینکه مجبور شوید تجهیزات خود را به کارخانه برگردانید. این باعث صرفه جویی در زمان و کاهش زمان خرابی برای عملیات آزمایشی شما می شود، که یک پیروزی بزرگ برای تیم های تعمیر و نگهداری است که در برنامه های فشرده کار می کنند.
بیایید در مورد یک سناریوی رایج برای درک این موضوع صحبت کنیم. فرض کنید شما یک مدیر تعمیر و نگهداری در یک پست شهری هستید و باید 10 GTU را بعد از یک سال استفاده زیاد آزمایش کنید. یک سیستم یک تستر پایه AC hipot بدون قابلیت PD است، دیگری یک سیستم PD hipot غیر منطبق با سنسورهای کلاس 0.5 و نویز 20 pC، و سومی سیستم منطبق با IEC 60270 با سنسورهای کلاس 0.2 و نویز 4 pC است. این چیزی است که می تواند اتفاق بیفتد: با سیستم پایه، شما فقط یک نتیجه عبور/عیب برای ولتاژ hipot دریافت می کنید، بنابراین سیگنال PD کوچکی را در یک GTU از دست می دهید که تازه شروع به کاهش می کند. یک سال بعد، GTU از کار می‌افتد و باعث قطعی 12 ساعته می‌شود و حدود 50000 دلار از دست دادن درآمد و تعمیرات هزینه می‌کند. با سیستم غیر منطبق، ممکن است سیگنال PD را تشخیص دهید، اما خوانش تا 10 pC خاموش است، بنابراین تصمیم می گیرید به جای تعویض GTU آن را دوباره در خدمت قرار دهید. مجدداً ظرف شش ماه از کار می‌افتد که منجر به همان قطعی پرهزینه می‌شود. با سیستم ما، شما قرائت دقیق PD 18 pC را تشخیص می‌دهید، که در محدوده قابل قبول GTUهای در حال سرویس بر اساس IEC 60270 است، بنابراین به نظارت آن ادامه می‌دهید و قبل از از کار افتادن، تخریب را می‌بینید. این رویکرد فعال باعث صرفه جویی در هزینه شما می شود و شبکه شما را قابل اعتماد نگه می دارد.
ما همچنین راه حل های آزمایش ترکیبی را ارائه می دهیم که دقت را حتی بیشتر می کند. سیستم تست ترکیبی GTU ولتاژ بالا با سنسور UHF PD، تشخیص UHF PD را ادغام می کند که نسبت به اندازه گیری PD الکتریکی سنتی نسبت به تخلیه های سطحی حساس تر است. حسگرهای UHF سیگنال‌های الکترومغناطیسی منتشر شده توسط PD را دریافت می‌کنند، که آنها را برای تشخیص تخلیه‌ها در قسمت بیرونی عایق GTU، جایی که سنسورهای الکتریکی ممکن است آنها را از دست بدهند، ایده‌آل می‌کند. با ترکیب اندازه‌گیری PD الکتریکی با تشخیص UHF، سیستم ترکیبی ما تصویر کامل‌تری از وضعیت GTU به شما می‌دهد و دقت ارزیابی‌های شما را بهبود می‌بخشد. این به ویژه برای GTU های قدیمی مفید است، جایی که تخریب سطح رایج است و می تواند منجر به فلاش اوور شود.
نکته دیگر: دقت فقط مربوط به خود تجهیزات نیست، بلکه به نحوه استفاده شما نیز از آن بستگی دارد. حتی دقیق‌ترین سیستم هم اگر روش‌های تست مناسب را دنبال نکنید، نتایج بدی خواهد داشت. به همین دلیل است که ما آموزش‌های عملی را برای همه مشتریان خود ارائه می‌کنیم، از نحوه آماده‌سازی GTU برای آزمایش گرفته تا نحوه تفسیر نتایج PD و hipot. ما همچنین کتابخانه‌ای از منابع، از جمله پروتکل‌های آزمایشی مطابق با استانداردهای IEC داریم تا به شما کمک کند هر بار دقیق‌ترین خوانش‌ها را داشته باشید. به عنوان مثال، زمانی که در حال انجام آزمایش هیپوت هستید، باید ولتاژ را به آرامی افزایش دهید، آن را برای مدت زمان مورد نیاز نگه دارید و در طول آزمایش تخلیه جزئی را بررسی کنید. اگر روی سطح شیب دار ولتاژ عجله کنید، ممکن است فشاری را بر روی عایق وارد کنید که معرف شرایط واقعی عملیاتی نیست و منجر به نتایج نادرست شود. آموزش ما تضمین می کند که تیم شما می داند چگونه مراحل صحیح را دنبال کند، بنابراین دقت تست شما ثابت می ماند.
حالا بیایید به یک افسانه رایج بپردازیم: "ولتاژ بالاتر به معنای دقت بیشتر است." این لزوما درست نیست. یک سیستم 500 کیلوولت دقت بهتری نسبت به یک سیستم 200 کیلوولت ندارد فقط به این دلیل که ولتاژ بالاتری دارد - دقت به سنسورها، کالیبراسیون و کاهش نویز بستگی دارد. به عنوان مثال، سیستم تست ولتاژ مقاومت AC فرکانس برق ما در محدوده 5 کیلو ولت تا 500 کیلو ولت موجود است، همه با دقت سنسور کلاس 0.2 و سطوح نویز کم. بنابراین چه در حال آزمایش یک GTU توزیع ولتاژ پایین یا یک GTU انتقال ولتاژ بالا باشید، همان دقت قابل اعتماد را دریافت خواهید کرد. این ثبات برای ناوگان هایی که چندین نوع تجهیزات را آزمایش می کنند، کلیدی است، زیرا شما مجبور نیستید استانداردهای خود را بر اساس سیستمی که استفاده می کنید تنظیم کنید.
در مورد دقت طولانی مدت چطور؟ با گذشت زمان، تجهیزات ممکن است فرسوده شوند، اما سیستم‌های ما با قطعات بادوام ساخته شده‌اند که دقت خود را برای بیش از 10 سال حفظ می‌کنند، حتی با استفاده روزانه در محیط‌های سخت. ما از کابینت‌های مقاوم در برابر خوردگی، سنسورهای تثبیت‌شده در برابر دما و لوازم الکترونیکی مهر و موم شده استفاده می‌کنیم، بنابراین برای حفظ دقیق اندازه‌گیری‌ها مجبور نیستید قطعات را مرتباً تعویض کنید. بسیاری از مشتریان ما به مدت 15 سال از سیستم های تست GTU ما استفاده می کنند و نتایج کالیبراسیون آنها هنوز در مشخصات کلاس 0.2 است که گواهی بر کیفیت طراحی ما است.
اگر هنوز نمی‌دانید که چگونه سیستمی را انتخاب کنید که نیازهای دقت شما را برآورده کند، در اینجا یک چک لیست سریع وجود دارد: به دنبال سیستم‌هایی با سنسورهای ولتاژ کلاس 0.2 یا بهتر، سطوح نویز کمتر از 10 pC برای تست PD، مطابقت با IEC 60270 و ابزارهای کالیبراسیون داخلی باشید. از سیستم‌هایی که «هزینه پایین» را تبلیغ می‌کنند، اما کلاس سنسور یا سطح نویز آنها را ذکر نمی‌کنند، اجتناب کنید – اینها همان‌هایی هستند که نتایج غیرقابل اعتمادی به شما می‌دهند. در شرکت ما، دقت را کاهش نمی دهیم، زیرا می دانیم که قابلیت اطمینان پست شما به آن بستگی دارد.
اگر آماده‌اید در مورد اینکه چگونه سیستم‌های تست GTU PD AC Hipot می‌توانند دقت تست شما را بهبود بخشند، اطلاعات بیشتری کسب کنید، یا اگر سؤالات خاصی در مورد کالیبراسیون یا انطباق دارید، مایلیم با هم صحبت کنیم. چه در حال آزمایش یک GTU باشید و چه در حال ساخت یک برنامه آزمایشی در سطح ناوگان، ما می‌توانیم به شما کمک کنیم تا سیستم مناسب برای نیازهای خود را پیدا کنید. برای برنامه‌ریزی یک نسخه آزمایشی یا بحث در مورد نیازهای خود، همین امروز با ما تماس بگیرید.
مراجع
IEC 60270:2000، تکنیک های تست ولتاژ بالا - اندازه گیری دبی جزئی. کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی، ژنو، 2000.
IEEE Std 400.2-2018، راهنمای IEEE برای آزمایش تخلیه جزئی ترانسفورماتورهای قدرت، راکتورها و راکتورهای شنت. موسسه مهندسین برق و الکترونیک، نیویورک، 2018.
"دقت اندازه گیری تخلیه جزئی: بهترین روش ها برای تعمیر و نگهداری پست." شورای بین المللی سیستم های الکتریکی بزرگ (CIGRE)، 2021.
