Проектирование электрических испытательных электролабораторий

Навыки и опыт DeMEPA  охватывают все различные типы электрических испытательных электролабораторий  для оборудования,
применяемого в системах передачи и распределения электроэнергии, а также в промышленных применениях
до следующих максимальных номиналов оборудования:

Прямые тесты высокой мощности    до 550 кВ, 1-фазная
до 72,5 кВ; до 85 кА, 3 фазы
Синтетические тесты высокой мощности    до 1200 кВ и 100 кА, 1-фазный
до 363 кВ и 80 кА, 3-фазный
Испытания на короткое замыкание при низком напряжении    до 250 кА, 3 фазы
Испытания на короткое замыкание силовых трансформаторов    до 765 кВ и 780 МВА
Испытания на повышение температуры    до 40 кА, 3 фазы
Диэлектрические испытания    до 1200 кВ
Старение кабеля и предварительные квалификационные испытания    до 550 кВ

В электролаборатории большой мощности для прямых испытаний приложенное напряжение, ток, переходные и восстанавливающиеся напряжения, воспроизводящие нормальные и нештатные (например, короткое замыкание) условия работы оборудования, получают от одного источника питания. Электролаборатория должна питаться от внешней линии высокого напряжения или от генератора короткого замыкания.

Следующие прямые тесты:

Испытания на кратковременный выдерживаемый ток и пиковый выдерживаемый ток
Прямые включающие и отключающие испытания на короткое замыкание
В основном тесты на коммутацию тока активной нагрузки
Емкостные и индуктивные тесты переключения
Испытания силовой дуги на распределительных устройствах, разрядниках и изоляторах
выполняются на:

Автоматические выключатели с рабочим баком и без бака
КРУЭ с элегазовой изоляцией
Металлическое закрытое распределительное устройство
Разъединители и переключатели
Трансформаторы тока и комбинированные измерительные трансформаторы
Шины среднего напряжения
Токоограничивающие и выталкивающие предохранители
Ограничители перенапряжения

Мощная электролаборатория для синтетических испытаний

 
Синтетическое тестирование является более экономичным методом тестирования в случае, если требуемая мощность при прямом тестировании выше, чем мощность, доступная от генератора короткого замыкания (или от подходящей линии высокого напряжения). Стрессовое напряжение и стрессовый ток прикладывают к испытуемому оборудованию при относительно низком токе и низком напряжении соответственно в соответствии с последовательностями испытаний, определенными стандартом (IEC, IEEE), чтобы обеспечить полную эквивалентность прямому испытанию.

Компания Demepa разработала соответствующие инструменты для проектирования синтетических схем, способных получить TRV, предусмотренные стандартами.

Схема испытательной электролаборатории для синтетических тестов

Синтетические тесты также используются для эксплуатационных электрических испытаний тиристорных клапанов постоянного тока высокого напряжения.

Схема синтетической электролаборатории для эксплуатационных испытаний тиристорных вентилей постоянного тока высокого напряжения

Электролаборатория для испытаний низковольтных коротких замыканий

В этой электролаборатории обычно проводятся испытания на стойкость к току короткого замыкания и испытания на внутреннюю дугу следующего низковольтного оборудования:

Автоматические выключатели для промышленного использования,
Выключатели, разъединители, выключатели-разъединители,
Сборки НН,
Контакторы и пускатели двигателей,
Шинопроводы, Предохранители.

Независимо от источника питания электролаборатории (от входной линии высокого напряжения или от генератора короткого замыкания) необходимо использовать подходящий повышающий трансформатор для получения требуемого очень высокого тока короткого замыкания (до 300 кА).

Электролаборатория испытаний на короткое замыкание силовых трансформаторов

В дополнение к испытанию на стойкость к короткому замыканию в этой услуги электролаборатории обычно проводятся следующие испытания распределительных и силовых трансформаторов:

Измерение потерь и тока холостого хода при 90 % и 110 % номинального напряжения,
Измерение коэффициента рассеяния (tan δ) емкостей системы изоляции,
Измерение импеданса(ов),
Измерение сопротивления изоляции по постоянному току каждой обмотки относительно земли и между обмотками,
Наиболее удобным источником питания электролаборатории, предназначенной для проведения испытаний трансформаторов на стойкость к короткому замыканию, является линия, идущая от подстанции высокого напряжения с соответствующей мощностью короткого замыкания. Это связано с тем, что испытания трансформатора на устойчивость к короткому замыканию длятся не более 500 мс, поэтому воздействие на сеть высокого напряжения очень ограничено по времени. Кроме того, кажущаяся мощность высоковольтной сети значительно выше мощности короткого замыкания одного генератора, что позволяет испытывать силовые трансформаторы номинальной мощности намного выше.

Согласно стандарту IEC 60076-5, трехфазные трансформаторы могут быть испытаны с использованием следующих испытательных схем:

трехфазная испытательная цепь в конфигурации с предварительной или последующей установкой,
однофазная эквивалентная испытательная схема.

При испытании трехфазного трансформатора следует отдавать предпочтение трехфазной испытательной схеме. В методе предварительной настройки испытуемый трансформатор питается от обмотки с более высоким номинальным напряжением, так как другая обмотка уже находится в условиях короткого замыкания. И наоборот, в методе пост-установки испытуемый трансформатор сначала питается с одной стороны, а короткое замыкание замыкается на противоположной стороне.

При испытании трехфазного трансформатора следует отдавать предпочтение трехфазной испытательной схеме. В методе предварительной настройки испытуемый трансформатор питается от обмотки с более высоким номинальным напряжением, так как другая обмотка уже находится в условиях короткого замыкания. И наоборот, в методе пост-установки испытуемый трансформатор сначала питается с одной стороны, а короткое замыкание замыкается на противоположной стороне.

Электролаборатория испытаний на нагрузку температуры

электролаборатория проводит испытания на повышение температуры при температуре окружающей среды или при низкой/высокой температуре распределительного и контрольного оборудования, распределительного устройства с элегазовой изоляцией, измерительного трансформатора, предохранителей и сборных шин.

На силовых трансформаторах испытания наведенного напряжения проводятся в этой электролаборатории в дополнение к испытаниям на повышение температуры.

Используемое испытательное оборудование зависит от импеданса объекта испытаний

Для оборудования с низким импедансом, такого как коммутационное оборудование и короткие шины, нагревательные трансформаторы обычно являются наиболее удобным решением: требуемый испытательный ток индуцируется с помощью нескольких трансформаторов с тороидальным сердечником.

Для оборудования с более высоким импедансом (например, силовых трансформаторов, длинных сборных шин) необходимо использовать понижающий трансформатор, способный питать сильноточные испытания.

В случае проведения испытаний на повышение температуры как при 50 Гц, так и при 60 Гц или при проведении испытаний наведенного напряжения на силовых трансформаторах удобно использовать статический преобразователь частоты для получения требуемой мощности на требуемой частоте.

Электролаборатория диэлектрических испытаний

Эта лаборатория предназначена для проведения следующих испытаний:

Напряжение грозового импульса,
Напряжение прерываемого грозового импульса,
Импульсное напряжение переключения (сухое и влажное),
Частота мощности (сухая и влажная),
Феррорезонанс,
Суммарное напряжение,
Частичный разряд,
Напряжение радиопомех,
Измерение танδ.
на следующем оборудовании:

распределительное устройство и аппаратура управления,
Распределительное устройство с газовой изоляцией,
КРУЭ в металлическом корпусе,
силовые трансформаторы,
Шунтирующие реакторы,
Инструментальные трансформаторы,
Шинопровод/токопровод,
Последовательные конденсаторы,
Предохранители,
Ограничители перенапряжения,
втулки,
Изоляторы.

В рамках диэлектрических испытаний необходимо учитывать испытания на загрязнение керамических, стеклянных и полимерных изоляторов. Для этих испытаний требуется специальное помещение, в котором изоляторы размещаются в ограниченном пространстве, в то время как источники питания (силовой трансформатор и соответствующий регулятор для испытаний переменного тока, генератор постоянного тока, включая выпрямительный преобразователь, конденсаторы переменного тока и сглаживающие конденсаторы постоянного тока для испытаний постоянного тока) и делители напряжения разместили в отдельной комнате.

Электролаборатория старения кабелей, электрических и предкалификационных испытаний

На экструдированном кабеле должны быть выполнены все следующие испытания (за некоторыми исключениями для кабелей с номинальным напряжением ниже 7,2 кВ) в рамках испытаний на старение, электрических и предквалификационных испытаний:

Цикл нагрева и напряжение цикла нагрева,
Испытания грозовым напряжением,
Испытание коммутационным импульсным напряжением (только для кабеля, используемого в системе с номинальным напряжением выше 275 кВ),
Испытания напряжением промышленной частоты.

Частичный разряд при температуре окружающей среды и высокой температуре

Диэлектрические испытания проводят на кабеле с нагревом жил при протекании тока при температуре на несколько градусов выше их максимального значения при эксплуатации. Некоторые из этих тестов имеют длительный срок действия, и их необходимо повторять несколько раз на одном и том же образце.

По вышеуказанной причине для таких испытаний силового кабеля должно использоваться специальное испытательное оборудование (отличное от оборудования, предназначенного для коммутационного оборудования), и в планировке испытательной электролаборатории должно быть зарезервировано специальное место.