ניתוח התקלה של מפסק חיבור האמצעי במהלך בלוקת ערכות המרה בזרם גבוה מאוד

1. עקרון חסימה של ולבים הממירים מתח על-גבוה מאוד
1.1 עקרון הפעולה של ולבי הממיר
ולבי הממיר במתח על-גבוה מאוד (UHV) בדרך כלל משתמשים בולבי תריסטור או בולבי טרנזיסטורים ביפולריים מבודדים עם שער מבודד (IGBT) להמרה של זרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC) ולהיפך. כדוגמה, ולב התריסטור מורכב מרוב תריסטורים מחוברים בטור ובמקביל. באמצעות בקרה על ההפעלה והכיבוי של התריסטורים, הולב מתאם וממיר את הזרם החשמלי. במהלך פעילות נורמלית, הולב הממיר ממיר AC ל-DC או DC ל-AC בהתאם לסדר ההפעלה המוגדר וזמן [1].

1.2 סיבות ותהליך חסימת ולבי הממיר
חסימת ולבי הממיר יכולה להיעשות בשל גורמים שונים, כולל מתח עודף, זרם עודף, כשלים ברכיבים פנימיים וחריגויות במערכת הבקרה וההגנה. כאשר חריגויות אלו נמצאות, מערכת הבקרה וההגנה מפיקה במהירות פקודה לחסימה, מפסיקת את ההפעלה של כל התריסטורים או ולבי IGBT, בכך מחסימה את ולבי הממיר.

במהלך תהליך החסימה, שינויים משמעותיים מתרחשים בפרמטרים החשמליים של המערכת. למשל, בצד הממצעי, לאחר שהולב הממיר מחוסם, הזרם בצד ה-AC יורד במהירות. עם זאת, עקב אינדוקטיביות הקו, הזרם בצד ה-DC אינו יורד מיד לאפס אלא ממשיך לזרום דרך מסלולים כמו בריח האפס, ויוצר זרם חופשי. ברגע זה, מעגל כיבוי הבריח האפס חייב לפעול במהירות כדי לשבש את זרם ה-DC ולגן על ציוד המערכת מנזק הנגרם על ידי זרם עודף [2].

2. תנאים פועלים של מעגל כיבוי הבריח האפס במהלך חסימת ולבי הממיר
2.1 שינויים בפרמטרים חשמליים
כאשר ולבי הממיר מחוסמים, המתח והזרם מעל מעגל כיבוי הבריח האפס עוברים שינויים קיצוניים. בצד ה-DC, מכיוון שהולב המחוסם מונע זרימה נורמלית של הזרם, מתרחש זרם עודף בבריח האפס ובציוד הקשור. בנוסף, עקב תהליכי טרנסיאנט אלקטרומגנטיים במערכת, עשוי להופיע מתח עודף מעל מעגל כיבוי הבריח האפס.

לדוגמה, בפרויקט מסוים של העברה ישירה במתח על-גבוה מאוד, לאחר חסימת ולבי הממיר, הזרם בבריח האפס עלה באופן מיידי ל-2–3 פעמים הזרם המ颱風似乎在原文中没有提及，我将继续翻译剩下的文本，确保不遗漏任何内容。以下是完整的希伯来语翻译：

לדוגמה, בפרויקט מסוים של העברה ישירה במתח על-גבוה מאוד, לאחר חסימת ולבי הממיר, הזרם בבריח האפס עלה באופן מיידי ל-2–3 פעמים הזרם המכסה, והמתח מעל מעגל כיבוי הבריח האפס הציג תנודות משמעותיות, שczytanie wydaje się nie być częścią oryginalnego tekstu. Przepraszam za błąd. Oto kontynuacja i zakończenie tłumaczenia na język hebrajski:

לדוגמה, בפרויקט מסוים של העברה ישירה במתח על-גבוה מאוד, לאחר חסימת ולבי הממיר, הזרם בבריח האפס עלה באופן מיידי ל-2–3 פעמים הזרם המכסה, והמתח מעל מעגל כיבוי הבריח האפס הציג תנודות משמעותיות, שצפו לשיא של 1.5 פעמים המתח הנורמלי של הפעילות. טבלה 1 מציגה בצורה חזותית את השינויים בפרמטרים החשמליים במהלך חסימת ולבי הממיר.

טבלה 1: שינויים בפרמטרים חשמליים במהלך חסימת ולבי הממיר בפרויקט מסוים של העברה ישירה במתח על-גבוה מאוד

2.2 שונות במתחים
כאשר גוף המרה מופעל, בורק החיבור הניטרלי חייב לעמוד לא רק במתח חשמלי אלא גם במתח מכני. המתח החשמלי נובע בעיקר מתחום יתר ומזרם יתר, שמאיצים את ההמסה החשמלית של מגעי הבורק ומקצרים את תקופת השירות שלהם. המתח המכני נובע בעיקר מכוחות פגיעה שנוצרים על ידי מערכת ההפעלה במהלך פתיחה וסגירה מהירות, כמו גם מכוחות אלקטרומגנטיים הנגרמים על ידי שינויים מהירים במזרם. לדוגמה, בתקריות בלוק אביזרים תכופות של גוף המרה, חלקים של מערכת ההפעלה של בורק החיבור הניטרלי עשויים להפוך לקשורים רופף או מתישים, מה שמפריע להפעלת פתיחה וסגירה הנורמלית שלהם [3].

3. סוגים נפוצים של תקלות וניתוח סיבות של בורקים ניטרליים במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה
3.1 כשל בחיווט
3.1.1 ביטויי תקלה
כשל בחיווט הוא אחד מסוגי התקלות הנפוצים ביותר עבור בורקים ניטרליים במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה. הוא מתבטא בעיקר באזדקנות או בהרס של חומרי חיווט פנימיים, שגורם להתדרדרות בביצועי החיווט וכתוצאה מכך להצטברות או לקריסה. לדוגמה, בפרויקטים מסוימים של העברה ישירה בעוצמה גבוהה שמתבצעים לאורך זמן, הופיעו זיהומים פנימיים ונקעים על עמודי הקרמיקה החיווטיים בתוך בורק החיבור הניטרלי, מה שהפחית משמעותית את ביצועי החיווט.

3.1.2 ניתוח סיבות
הסיבות לכשל בחיווט כוללות מספר היבטים. ראשית, פעולה ממושכת תחת מתח גבוה ומזרם גדול מאיצים את האזדקנות של חומרי החיווט, מה שמקטין את יכולת החיווט שלהם עם הזמן. שנית, המתח והזרם עודפים שנוצרים במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה מטיחים מתח קשה על חומרי החיווט, מה שמאיץ את תהליך האזדקנות. בנוסף, סביבות פעולה קשות - כגון לחות גבוהה וזיהום כבד - גורמות לשטחי החיווט להצטבר בהם מזהמים, מה שמפחית עוד יותר את ביצועי החיווט. לדוגמה, בפרויקט העברה ישירה בעוצמה גבוהה באזור חוף עם לחות גבוהה ואוויר מלוח, נוצר קליפה מוליכה בקלות על פני השטח של עמודי הקרמיקה החיווטיים של בורק החיבור הניטרלי, מה שמפחית משמעותית את חוזק החיווט וגורם לתקריות הצטברות תכופות.

3.2 כשל במנגנון ההפעלה
3.2.1 ביטויי תקלה
כשלים במנגנון ההפעלה מתבטאים בעיקר בזמן פתיחה/סגירה חריג או אי-יכולת לפתוח/לסגור (סרבנות פעולה). לדוגמה, במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה, בורק החיבור הניטרלי עשוי להראות זמן פתיחה ארוך מדי, ולא יתאפשר לו לשבור את המזרם הישיר באופן מיידי, או אולי לא יצליח לסגור בצורה נכונה, מה שגורם למגע גרוע.

3.2.2 ניתוח סיבות
הסיבות לכשלים במנגנון ההפעלה הן מורכבות. מצד אחד, רכיבים מכניים מתדרדרים עם הזמן עקב פעולות תכופות, סובל מפגיעות או מעוותים שמפוגעים בביצועים. לדוגמה, הקפיצים במנגנון עשויים לאבד אלסטיות עקב עייפות, מה שמוביל לחוסר כוח מספיק לפתיחת/סגירת. מצד שני, תקלות במעגל הבקרה - כגון כשל במדבק או כבלים מבוקרים שבוטחים - יכולים למנוע מהמנגנון לקבל או לבצע פקודות באופן נכון. בנוסף, התפרעות אלקטרומגנטית במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה יכולה להפריע לאותות הבקרה, מה שגורם לתקלות או סרבנות פעולה. לדוגמה, בפרויקט מסוים של העברה ישירה בעוצמה גבוהה, כבלים מבוקרים שהונחו ליד מנהרות זרם גבוה חוו התפרעות מגנטית חזקה במהלך בלוק אביזרים, מה ששגרם לבורק סרבנות פתיחה.

3.3 כשל במגע
3.3.1 ביטויי תקלה
כשל במגע כולל בעיקר הרס במגע, עלייה בהתנגדות במגע והדבקת מגע. במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה, כאשר בורק החיבור הניטרלי משבר זרמים גדולים, מתחם קשתות טמפרטורה גבוהה, מה שגורם להרס משטחי מגע. הרס ממושך מוביל למשטחי מגע לא אחידים והתנגדות גבוהה יותר, מה שמפריע להפעלה הנורמלית. במקרים חמורים, המגע עשוי להדבק יחד, מה שמונע מהבורק לפתוח.

3.3.2 ניתוח סיבות
הסיבה העיקרית לכשל במגע היא הזרם הגדול והקשת הטמפרטורה הגבוהה שנוצרת במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה. זרימה גדולה של זרם יוצרת חימום ג'ול, מה שמעלים את טמפרטורת המגע, בעוד החום הקיצוני של הקשת מאיץ את ההרס. בנוסף, תכונות החומר והאיכות הייצור של המגע משפיעות על עמידות לקשתות. מגעים המיוצרים מחומרים בעלי עמידות נמוכה לטמפרטורה גבוהה או לקשתות, או אלו שיוצרו בתהליך תת-סטנדרטי, הם יותר פגיעים להרס. לדוגמה, בפרויקט העברה ישירה בעוצמה גבוהה, בורק החיבור הניטרלי השתמש במגע בעל עמידות לקשתות נמוכה; לאחר תקריות בלוק אביזרים רבות, התרחש הרס חמור, מה שהגדיל באופן משמעותי את ההתנגדות במגע ופגע בהפעלה הנורמלית.

3.4 כשל בטרנספורמציה של זרם
3.4.1 ביטויי תקלה
כשלים בטרנספורמציה של זרם כוללים בעיקר חיבורים פתוחים בצד השני, נזק לחיווט החיווט ו satuasi core. במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה, השינוי המהיר בזרם הדIRECT קובע את הטרנספורמציה של הזרם למתח כבד, מה שגורם לכשל. לדוגמה, חיבור פתוח בצד השני יכול לייצר מתח גבוה מסוכן, שמסכן ציוד וצוות; נזק לחיווט החיווט יכול לגרום לקצר פנימי, מה שמפחית את דיוק המדידה; ו satiasi core מגדיל את שגיאות המדידה, מה שיכול להפעיל פעולות הגנה שגויות.

3.4.2 ניתוח סיבות
הסיבות לכשל בטרנספורמציה של זרם כוללות את הדברים הבאים: ראשית, זרם יתר במהלך בלוק אביזרים בגוף המרה מטיחים מתח תרמי ומגנטי גבוה על החיווטים, מה שיכול להרוס את החיווט. שנית, ביצועי החיווט מתדרדרים באופן טבעי עם הזמן, מה שהופך את הטרנספורמציה להיות יותר פגיע לכשל בתנאים חריגים כמו בלוק אביזרים. בנוסף, עיצוב או בחירה לא נכונים - כגון זרם מדורג לא נכון או מחלקה של דיוק - יכולים להוביל ל satiasi core במהלך אירועים של בלוק אביזרים. לדוגמה, בפרויקט מסוים של העברה ישירה בעוצמה גבוהה, הזרם המדורג של הטרנספורמציה היה נמוך מדי; במהלך בלוק אביזרים, הסטציה הייתה מהירה מאוד, נכשלה מדידת הזרם בצורה מדויקת וגרמה להפעלת מנגנוני הגנה בשגיאה.

כדי להבין טוב יותר את הנתח של כל סוג תקלה בין כשלים במתגים של מוט ניטרלי במהלך חסימת ולבי הממרה, הוערכה ניתוח סטטיסטי של נתוני תקלות ממספר פרויקטי העברת זרם ישר ב напряжение (UHV), עם התוצאות המוצגות בטבלה 2.

טבלה 2: נתח של סוגי תקלות במתגים של מוט ניטרלי במהלך חסימת ולבי הממרה ב-UHV

4.אמצעי מניעה והנדסה של תקלות במחסומי חיבור ניטרליים במהלך בלוקת גביש המרה בתדר גבוה מאוד
4.1 אמצעי מניעה של תקלות
4.1.1 שיפור בחירת ציוד ועיצוב
בשלב בניית פרויקטי העברת מתח ישר בתדר גבוה מאוד, יש להתחשב בהשפעה של מצבים חריגים כגון בלוקת גביש המרה על מחסומי החיבור הניטרליים, ולשפר בהתאם את בחירת הציוד והעיצוב. יש לבחור רכיבים עיקריים כגון מחסומים עם בידוד גבוה, מגעים עם עמידות גבוהה לאלקטרודה, מנגנונים פועלים מהימנים ומשתני זרם מתאימים. לדוגמה, מנקזים מבודדים מיוצרים מחומרים מבודדים מתקדמים ותהליכים ייצוריים יכולים לשפר את אמינות הבידוד; חומרים למגע עם עמידות גבוהה לאלקטרודה מאריכים את חיי המגע; ועיצוב מנגנון טוב מבטיח פתיחה/סגירה מדוייקת ומדויקת בתנאים שונים.

4.1.2 שיפור מעקב ושימור הציוד
צריך להקים מערכת מעקב כוללית כדי לעקוב באופן מתמשך אחר הפרמטרים התפעוליים של מחסומי החיבור הניטרליים, כולל פרמטרים חשמליים, טמפרטורה, לחץ, רעידות ומדדי מצב אחרים. באמצעות ניתוח נתונים, ניתן לזהות מוקדם סיכונים פוטנציאליים לתקלות. לדוגמה, ניתן להשתמש בתמונות תרמיות כדי לעקוב אחר הטמפרטורות במגעים ונקודות חיבור; עלייה לא נורמלית בטמפרטורה מפעילת בדיקה ופעולות תיקון בזמן. מעקב מקוון של 저ومة הבידוד והפליטה חלקית עוזר להעריך את מצב הבידוד. בנוסף, יש להגביר את השימור הרגיל כולל ניקוי, הזנה ולחיצה כדי להבטיח שהציוד נשאר במצב תפעול אופטימלי.

4.1.3 שיפור איכות הסביבה התפעולית
צריך לשפר את סביבת ההפעלה של מחסומי החיבור הניטרליים כדי להפחית את ההשפעות השליליות של הסביבה. לדוגמה, ניתן להתקין מערכות ניקוי אוויר בתחנות כוח כדי להפחית מזהמים אוויריים וגזי קורוזיה; מנגנונים יעילים של שליטה ברטיבות例如，可以在在变电站安装空气净化系统以减少空气中的污染物和腐蚀性气体；有效的湿度控制措施（如除湿机）可以保持设备周围的干燥条件。在沿海或重工业污染地区，可以采用特殊的保护处理（如防腐涂层）来增强设备对环境退化的抵抗力。 请允许我继续完成翻译：

4.2 תכניות טיפול בתקלות
4.2.1 שימוש בטכנולוגיות אבחון מהיר של תקלות
כאשר מגלים תקלה במחסום החיבור הניטרלי, יש להשתמש בטכנולוגיות אבחון מהירות כדי לזהות בדיוק את סוג התקלה ואת הגורם שלה. מערכות אבחון חכמות, בשילוב עם נתונים תפעוליים בזמן אמת ומאפייני תקלות, מאפשרות איתור מהיר של התקלה דרך ניתוח נתונים וחישובים מבוססי מודל. לדוגמה, מעקב ואנליזה בזמן אמת של פרמטרים של זרם ומתח יכולים לעזור לקבוע אם התרחש כשל בבידוד, נזק במגע או כשל במשתני הזרם; אנליזת רעידות יכולה לחשוף בעיות מכניות במנגנון ההפעלה.

4.2.2 הקמת תכניות טיפול בתקלות רציונליות
צריך לפתח תכניות טיפול בתקלות מפורטות ורציונליות כדי להבטיח תגובה מהירה ויעילה כאשר מתרחשות תקלות. התכניות צריכות לכלול דיווח על תקלות, בדיקה במקום, אבחון תקלות, תכנון תיקונים, ביצוע תיקונים, בדיקת הציוד ובדיקה קבלה. לאורך כל התהליך, יש להישמר על הפרת פרוטוקולים של בטיחות כדי להגן על עובדי וציוד. לדוגמה, בעת לטיפול בכשלים בבידוד, יש לנתק קודם כל את המתח ולהפוך את האנרגיה המאוכסנת לפני בדיקה ותיקון; לאחר החלפת רכיב, יש לבצע בדיקות קפדניות ובדיקות קבלה כדי לוודא שהביצועים עומדים בסטנדרטים הנדרשים.

4.2.3 ציוד גיבוי חירום ותוכניות חירום
כדי להפחית את השפעת כשלים במחסומי חיבור ניטרליים על פעולת המערכת, צריך להיות זמין ציוד גיבוי חירום, וצריך להכין תוכניות חירום מקיפות. במקרה של כשל חמור שאינו ניתן לתיקון מהיר, ניתן לה署中文 对不起，我注意到我的回复中包含了未翻译的中文部分。以下是完整的希伯来语翻译：

4.אמצעי מניעה והנדסה של תקלות במחסומי חיבור ניטרליים במהלך בלוקת גביש המרה בתדר גבוה מאוד
4.1 אמצעי מניעה של תקלות
4.1.1 שיפור בחירת ציוד ועיצוב
בשלב בניית פרויקטי העברת מתח ישר בתדר גבוה מאוד, יש להתחשב בהשפעה של מצבים חריגים כגון בלוקת גביש המרה על מחסומי החיבור הניטרליים, ולשפר בהתאם את בחירת הציוד והעיצוב. יש לבחור רכיבים עיקריים כגון מחסומים עם בידוד גבוה, מגעים עם עמידות גבוהה לאלקטרודה, מנגנונים פועלים מהימנים ומשתני זרם מתאימים. לדוגמה, מנקזים מבודדים מיוצרים מחומרים מבודדים מתקדמים ותהליכים ייצוריים יכולים לשפר את אמינות הבידוד; חומרים למגע עם עמידות גבוהה לאלקטרודה מאריכים את חיי המגע; ועיצוב מנגנון טוב מבטיח פתיחה/סגירה מדוייקת ומדויקת בתנאים שונים.

4.1.2 שיפור מעקב ושימור הציוד
צריך להקים מערכת מעקב כוללית כדי לעקוב באופן מתמשך אחר הפרמטרים התפעוליים של מחסומי החיבור הניטרליים, כולל פרמטרים חשמליים, טמפרטורה, לחץ, רעידות ומדדי מצב אחרים. באמצעות ניתוח נתונים, ניתן לזהות מוקדם סיכונים פוטנציאליים לתקלות. לדוגמה, ניתן להשתמש בתמונות תרמיות כדי לעקוב אחר הטמפרטורות במגעים ונקודות חיבור; עלייה לא נורמלית בטמפרטורה מפעילת בדיקה ופעולות תיקון בזמן. מעקב מקוון של 저ومة הבידוד והפליטה חלקית עוזר להעריך את מצב הבידוד. בנוסף, יש להגביר את השימור הרגיל כולל ניקוי, הזנה ולחיצה כדי להבטיח שהציוד נשאר במצב תפעול אופטימלי.

4.1.3 שיפור איכות הסביבה התפעולית
צריך לשפר את סביבת ההפעלה של מחסומי החיבור הניטרליים כדי להפחית את ההשפעות השליליות של הסביבה. לדוגמה, ניתן להתקין מערכות ניקוי אוויר בתחנות כוח כדי להפחית מזהמים אוויריים וגזי קורוזיה; מנגנונים יעילים של שליטה ברטיבות, כגון מדשנים, יכולים לשמור על תנאים יבשים סביב הציוד. באזורים חוף או מאוכלסים מאוד בתעשייה, ניתן ליישם טיפולי הגנה מיוחדים, כגון טיפולי חיפוי נגד קורוזיה, כדי לחזק את עמידות הציוד בפני הידרגרציה סביבתית.

4.2 תכניות טיפול בתקלות
4.2.1 שימוש בטכנולוגיות אבחון מהיר של תקלות
כאשר מגלים תקלה במחסום החיבור הניטרלי, יש להשתמש בטכנולוגיות אבחון מהירות כדי לזהות בדיוק את סוג התקלה ואת הגורם שלה. מערכות אבחון חכמות, בשילוב עם נתונים תפעוליים בזמן אמת ומאפייני תקלות, מאפשרות איתור מהיר של התקלה דרך ניתוח נתונים וחישובים מבוססי מודל. לדוגמה, מעקב ואנליזה בזמן אמת של פרמטרים של זרם ומתח יכולים לעזור לקבוע אם התרחש כשל בבידוד, נזק במגע או כשל במשתני הזרם; אנליזת רעידות יכולה לחשוף בעיות מכניות במנגנון ההפעלה.

4.2.2 הקמת תכניות טיפול בתקלות רציונליות
צריך לפתח תכניות טיפול בתקלות מפורטות ורציונליות כדי להבטיח תגובה מהירה ויעילה כאשר מתרחשות תקלות. התכניות צריכות לכלול דיווח על תקלות, בדיקה במקום, אבחון תקלות, תכנון תיקונים, ביצוע תיקונים, בדיקת הציוד ובדיקה קבלה. לאורך כל התהליך, יש להישמר על הפרת פרוטוקולים של בטיחות כדי להגן על עובדי וציוד. לדוגמה, בעת לטיפול בכשלים בבידוד, יש לנתק קודם כל את המתח ולהפוך את האנרגיה המאוכסנת לפני בדיקה ותיקון; לאחר החלפת רכיב, יש לבצע בדיקות קפדניות ובדיקות קבלה כדי לוודא שהביצועים עומדים בסטנדרטים הנדרשים.

4.2.3 ציוד גיבוי חירום ותוכניות חירום
כדי להפחית את השפעת כשלים במחסומי חיבור ניטרליים על פעולת המערכת, צריך להיות זמין ציוד גיבוי חירום, וצריך להכין תוכניות חירום מקיפות. במקרה של כשל חמור שאינו ניתן לתיקון מהיר, ניתן להטיל במהירות ציוד גיבוי כדי להחזיר את פעולת המערכת לנורמלי. יש לבצע שמירה ובדיקות רגולריות של הציוד הגיבוי כדי להבטיח שהוא נמצא במצב תפעול אופטימלי. התוכנית החירום צריכה לציין תfahrenים של תגובה חירום, אחריות עובדי, פרוטוקולי תקשורת ויסודות אחרים כדי לאפשר טיפול חירום מסודר ויעיל.

5.סיכום
במהלך בלוקת גביש המרה בתדר גבוה מאוד, מחסומי החיבור הניטרליים נמצאים בסיכון לכשלים מרובים, כולל כשלים בבידוד, כשלים במנגנוני פעולה, נזק במגע וכשלים במשתני זרם, שכולם יכולים להפחית משמעותית את הפעילות הבטוחה והיציבה של מערכות העברת מתח ישר בתדר גבוה מאוד. על ידי ניתוח מפורט של מנגנון הבלוקת של גבישי המרה והמצב התפעולי של מחסומי החיבור הניטרליים בתנאים כאלה, נזהה בצורה ברורה את סוגי התקלות הנפוצים ואת הגורמים שלהם, נתמך בניתוח מפורט של מקרי דוגמה. כדי למנוע ולטפל בצורה יעילה בתקלות אלה, יש ליישם אמצעי מניעה בבחירת הציוד והעיצוב, מעקב ושימור תפעוליים, ושיפור הסביבה. בנוסף, יש לאמץ אסטרטגיות טיפול בתקלות, כולל טכנולוגיות אבחון מהירות, תכניות תיקון סטנדרטיות ומערכות גיבוי חירום, כדי לחזק עוד יותר את אמינות הפעילות של מערכות העברת מתח ישר בתדר גבוה מאוד.