1. Introdução
Um gerador de tensão de impulso (geralmente construído no Gerador de Marxtopologia) é um dos equipamentos mais caros e tecnicamente mais exigentes em qualquer laboratório de testes de alta-tensão. Compre a classificação errada e você desperdiçará orçamento com espaço não utilizado ou, pior, deixará de atender aos requisitos de forma de onda da IEC 60060 / GB/T 16927 para seus objetos de teste.
Este guia aborda as seis decisões que realmente importam quando você especifica ou compra um sistema de teste de tensão de impulso - extraído de mais de uma década de configuração de sistemas de unidades de ensino de 20 kV até sistemas de teste do tipo UHV de 2.400 kV-.
2. Etapa 1 - Combine a tensão do gerador com o BIL do seu objeto de teste
O erro mais comum é dimensionar o gerador para otensão nominal do sistemado objeto de teste (por exemplo, . 35 kV), quando você realmente precisa dimensioná-lo para o objetoNível Básico de Isolamento (BIL).
BIL é a tensão suportável ao impulso do raio que um item deve sobreviver e é sempre muito maior que sua tensão nominal:
| Tensão nominal do objeto de teste | BIL típico | Tensão mínima do gerador |
|---|---|---|
| Classe 10kV | 75–95kV | 200kV |
| Classe 35kV | 200kV | 400kV |
| Classe 66kV | 325–350kV | 600kV |
| Classe 110 kV | 450–550kV | 800kV |
| Classe 220 kV | 950kV | 1200kV |
Como regra geral, adicione aproximadamente 20% de margem acima do BIL para levar em conta a eficiência-sem carga do gerador (normalmente 85–90%) e as tolerâncias de forma de onda.
Se você estiver testando transformadores de{0}classe de distribuição, buchas, pára-raios, painéis de distribuição ou cabos de classe de até 35 kV, umGerador de tensão de impulso 400 kV / 30 kVé a escolha padrão.
3. Etapa 2 - Dimensionar energia (kJ) para a capacitância do objeto de teste
A energia determina se você pode fornecer a tensão nominal total em umobjeto de teste grande e capacitivosem que a forma de onda entre em colapso.
Diretriz aproximada:
Carga abaixo de 2.000 pF(transformadores de instrumento, buchas pequenas, quadro de distribuição de MT): 10–30 kJ é suficiente.
Carga de 2.000 a 4.000 pF(transformadores de potência, baias GIS, cabos longos): 30–60 kJ recomendado.
Carga acima de 4000 pF(transformadores de potência EHV, unidades elevadoras-de geradores grandes): 120 kJ e mais.
A classe 400 kV/30 kV mantém utilização de tensão maior ou igual a 90% até carga de 2.000 pF e maior ou igual a 85% até 4.000 pF - que cobre a grande maioria dos aparelhos de classe de distribuição-.
Se seus objetos de teste forem transformadores ou reatores de classe-para serviço pesado de 35 kV-, avance para o400kV/60kJversão em vez de-especificar a voltagem.
4. Etapa 3 - Você precisa de capacidade-de onda cortada?
Um teste de onda completa-padrão de 1,2/50 µs enfatiza oisolamento longitudinalde enrolamentos. UMonda cortada- terminado artificialmente em 2–6 µs - enfatiza adicionalmenteisolamento entre-espiras e entre{1}}seções, razão pela qual os transformadores de potência e os transformadores de instrumento quase sempre exigem ambos.
Se o seu padrão de teste (IEC 60076-4 / GB 1094) exigir testes de-ondas cortadas, faça um orçamento para um dispositivo de corte-multi-gap (normalmente classificado em 75% da tensão do gerador, por exemplo,. 300 chopper de kV em um gerador de 400 kV). Ignorá-lo significa que você não poderá concluir o relatório do teste de tipo.
5. Etapa Capacitores do tipo 4 -Óleo-Preenchido vs Seco-
Esta é uma decisão ambiental e de manutenção, não de desempenho:
Capacitores de pulso-cheios de óleo: menor custo, maior densidade de energia, mas exigem verificações periódicas de vazamento de óleo e são inadequados para salas limpas, laboratórios internos com regras rígidas de higiene ou instalações de pesquisa com clima-controlado.
Capacitores totalmente isolados-do tipo seco: vazamento zero de óleo, operação mais limpa, custo unitário ligeiramente superior. Recomendado para laboratórios-de terceiros, ambientes universitários e qualquer local onde o derramamento de óleo seja inaceitável.
Ambos os tipos produzem formas de onda idênticas - a escolha depende de como você deseja operar a instalação.
6. Etapa 5 - Manual, Semi{2}}Automática ou Totalmente Automática?
Manualé bom para um laboratório de P&D disparando algumas doses por dia.
Semi-automático (PLC + acionamento manual)é o ponto ideal para a maioria dos tipos-pisos de teste - carregamento automático e aterramento automático, mas o operador pressiona o fogo.
Totalmente automático(contagem de disparos configurável, intervalo de tempo, acionamento-automático e exportação de relatórios) se paga quando você executa lotes de produção ou testes de rotina contínuos. Procure um sistema que armazene formas de onda e exporte PDFs automaticamente - a entrada manual de dados é onde o erro humano se infiltra.
7. Etapa 6 - Planejar expansão
Os geradores são construídos a partir de estágios modulares de 100 kV. A mesma fonte de carga, console de controle e cadeia de medição que aciona uma unidade de 4-estágios (400 kV) geralmente pode ser estendida-no local para 6, 8, 12 ou até 24 estágios adicionando seções de torre, sem descartar o sistema básico.
Se você pretende testar aparelhos de-tensão mais alta dentro de cinco anos, compre hoje mesmo a arquitetura de carregamento e controle de um sistema maior e adicione estágios de torre mais tarde. Quase sempre é mais barato do que substituir todo o equipamento.
8. Folha de dicas de seleção rápida-
| Se você estiver testando… | Comece com… |
|---|---|
| Quadro de distribuição de 10 kV, transformadores de instrumento | 200 kV/5–10 kV |
| Transformadores de distribuição de 35 kV, buchas | 400kV/30kV |
| Transformadores e reatores-de serviço pesado de 35 kV | 400kV/60kV |
| GIS e subestações de 66–110 kV | 600–800kV |
| Transformadores de potência EHV de 220 kV | 1200 kV/120 kJ |
| Laboratório de testes do tipo UHV- | 1.600–2.400 kV |
Veja ogama completa da série WGJde unidades de ensino de 20 kV a sistemas UHV de 2.400 kVpara configurações detalhadas por{0}}modelo.
9. Bônus - Não se esqueça do equipamento complementar
Os testes do tipo pára-raios exigemambosum gerador de tensão de impulso (1,2/50 µs)eumgerador de corrente de impulso(8/20 µs). São duas máquinas diferentes que medem dois parâmetros diferentes. Se o teste de pára-raios estiver em seu roteiro, especifique ambos ao mesmo tempo para evitar dores de cabeça de integração posteriormente.
10. Conclusão
A escolha de um gerador de tensão de impulso se resume a cinco números:
Tensão do geradorMaior ou igual a 1,2 × seu objeto de teste BIL
Energia (kJ)dimensionado para a maior capacitância do objeto de teste que você verá
Dispositivo-de onda cortadase os transformadores estiverem no escopo
Tipo de capacitor(óleo vs seco) com base no ambiente do seu laboratório
Nível de automaçãocorrespondente à sua contagem diária de tiros
Faça tudo certo e o resto - precisão do divisor, isolamento de fibra-óptica, proteção de PLC - são requisitos que qualquer fornecedor sério deve oferecer como padrão.
Não tem certeza de qual modelo se adapta aos seus objetos de teste? Envie-nos a sua lista de equipamentose classe de tensão do sistema, e recomendaremos uma configuração específica.
