Ultra-High-Voltage Անդունակի Սեղմիչի Նեյտրալ Բարձրացող Սխալի Մշակումը IEE-Business-ի Անջատվելու Դեպքում

1.Արագ-բարձր լարման կոնվերտորային վալվերների բլոկավորման սկզբունքը
1.1 Կոնվերտորային վալվերների աշխատանքի սկզբունքը
Արագ-բարձր լարման (UHV) կոնվերտորային վալվերները հաճախ օգտագործում են թիրիստորային վալվերներ կամ անջատված դիմացի բիպոլար տրանզիստորներ (IGBT) վալվերներ փոփոխական հոսանքի (AC) և հաստատուն հոսանքի (DC) միմյանց փոխակերպման համար: Թիրիստորային վալվերի օրինակով, այն կազմակերպված է շատ թիրիստորներից, որոնք կապված են հաջորդական և զուգահեռ: Թիրիստորների ակտիվացման (միացման) և անակտիվացման կարգավորումը թույլ է տալիս վալվերին կարգավորել և փոխակերպել էլեկտրական հոսանքը: Նորմալ աշխատանքի ընթացքում կոնվերտորային վալվերը փոխակերպում է AC-ը DC-ի կամ հակառակը նախատեսված ակտիվացման հաջորդականությամբ և ժամանակացույցով [1]։

1.2 Կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման պատճառները և պրոցեսը
Կոնվերտորային վալվերի բլոկավորումը կարող է հաջողվել տարբեր արգելականների հետևանքով, ներառյալ լարման գերազանցումը, հոսանքի գերազանցումը, ներքին կոմպոնենտների հետազոտությունը և կառավարման և պաշտպանության համակարգի անորոշությունները: Երբ այդպիսի անորոշություններ գրանցվում են, կառավարման և պաշտպանության համակարգը արագ է տալիս բլոկավորման հրամանը, կանգ են դնելով բոլոր թիրիստորների կամ IGBT վալվերների ակտիվացումը, այսպիսով բլոկավորելով կոնվերտորային վալվերը։

Բլոկավորման ընթացքում համակարգի էլեկտրական պարամետրերում կատարվում են նշանակալի փոփոխություններ: Օրինակ, ռեկտիֆիկատորի կողմում, կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման հետո, փոփոխական հոսանքը արագ է նվազում: Սակայն գծի ինդուկտիվության պատճառով, հաստատուն հոսանքը անմիջապես չի նվազում զրոյի և շարունակում է հոսել նեյտրալ բուսային հաղորդակցության ուղիներով, կազմակերպելով ազատ հոսանք: Այս պահին նեյտրալ բուսային հաղորդակցության կողմից կարգավորվող հաղորդակցությունը պետք է արագ գործողանա, որպեսզի դիմացի հոսանքը դադարեցնի և պաշտպանի համակարգի սարքավորումը գերազանց հոսանքի պատճառած վնասներից [2]։

2.Նեյտրալ բուսային հաղորդակցության աշխատանքային պայմանները կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման ընթացքում
2.1 Էլեկտրական պարամետրերի փոփոխությունները
Կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման ընթացքում նեյտրալ բուսային հաղորդակցության վրա լարումը և հոսանքը կատարում են նշանակալի փոփոխություններ: Հաստատուն կողմում, քանի որ բլոկավորված կոնվերտորային վալվերը անհնար է նորմալ հոսանքի հոսելու համար, նեյտրալ բուսային հաղորդակցության և կապված սարքավորումներում հանդիպում է հոսանքի գերազանցումը: Միաժամանակ, համակարգում էլեկտրոմագնիսական անվանդ պրոցեսների պատճառով, նեյտրալ բուսային հաղորդակցության վրա կարող է հանդիպել լարման գերազանցումը։

Օրինակ, որոշ արագ-բարձր լարման դիրեկտ հոսանքի փոխանցման ծրագրում, կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման հետո նեյտրալ բուսային հոսանքը արագ է աճում 2-3 անգամ նորմալ հոսանքից, իսկ նեյտրալ բուսային հաղորդակցության վրա լարումը ցուցադրում է նշանակալի անկումներ, հասնելով 1.5 անգամ նորմալ աշխատանքային լարումից: Աղյուսակ 1-ը վիզուալացնում է կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման ընթացքում էլեկտրական պարամետրերի փոփոխությունները:

Աղյուսակ 1: Որոշ արագ-բարձր լարման դիրեկտ հոսանքի փոխանցման ծրագրում կոնվերտորային վալվերի բլոկավորման ընթացքում էլեկտրական պարամետրերի փոփոխությունները

2.2 Լարվածության փոփոխություններ
Երբ կոնվերտերի սալիկը արգելափակված է, նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչը պետք է դիմացնի ոչ միայն էլեկտրական, այլ նաև մեխանիկական լարվածության: Էլեկտրական լարվածությունը հիմնականում առաջանում է գերլարման և գերհոսանքի պատճառով, որոնք խորացնում են անջատիչի կոնտակտների էլեկտրական մաշումը և կարճացնում են դրանց ծառայողական ժամկետը: Մեխանիկական լարվածությունը հիմնականում առաջանում է արագ բացման և փակման գործողությունների ընթացքում գործող մեխանիզմի կողմից առաջացվող հարվածային ուժերից, ինչպես նաև արագ հոսանքի փոփոխությունների պատճառով առաջացած էլեկտրամագնիսական ուժերից: Օրինակ, հաճախադեպ կոնվերտերի սալիկի արգելափակման դեպքերի դեպքում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչի գործող մեխանիզմի մասերը կարող են անջատվել կամ մաշվել, ինչը բացասաբար է ազդում դրա նորմալ բացման և փակման կատարման վրա [3]:

3. Բարձր լարման կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչների հաճախ հանդիպող սխալների տեսակներն ու պատճառների վերլուծությունը
3.1 Դիէլեկտրիկի անջատում
3.1.1 Խափանման արտահայտություններ
Կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչների համար դիէլեկտրիկի անջատումը ավելի հաճախ հանդիպող խափանումներից է: Այն հիմնականում արտահայտվում է ներքին դիէլեկտրիկ նյութերի մաշվածությամբ կամ վնասվածությամբ, որը հանգեցնում է դիէլեկտրիկ հատկությունների վատթարացման և արձագանքի առաջացման կամ անջատման: Օրինակ, որոշ երկար ժամանակ գործարկվող բարձր լարման տրանսֆորմատորային փոխադրման նախագծերում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչի ներսում գտնվող դիէլեկտրիկ կերամիկական կոճղի մակերեսին հայտնվել են աղտոտվածություն և ճեղքեր, որոնք լրջորեն վատթարացնում են դիէլեկտրիկ հատկությունները:

3.1.2 Պատճառների վերլուծություն
Դիէլեկտրիկի անջատման պատճառները ներառում են մի քանի ասպեկտներ: Նախ, բարձր լարման և մեծ հոսանքի տակ երկարատև գործարկումը դանդաղ մաշում է դիէլեկտրիկ նյութերը՝ նվազեցնելով դրանց դիէլեկտրիկ հատկությունները ժամանակի ընթացքում: Երկրորդ, կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում առաջացած գերլարումը և գերհոսանքը լրջորեն լարվածություն են ստեղծում դիէլեկտրիկ նյութերի վրա՝ արագացնելով մաշվածության գործընթացը: Բացի այդ, խիստ շահագործման պայմանները՝ ինչպիսիք են բարձր խոնավությունը և ուժեղ աղտոտվածությունը, պատճառ են դառնում դիէլեկտրիկ մակերեսներին աղտոտիչների կուտակման, ինչը հետագայում վատթարացնում է դիէլեկտրիկ հատկությունները: Օրինակ, ծովափնյա բարձր լարման մի փոխադրման նախագծում, որտեղ խոնավությունը բարձր է և օդը աղով է լի, նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչի դիէլեկտրիկ կերամիկայի մակերեսին հեշտությամբ առաջանում է հաղորդիչ թաղանթ, որը կտրուկ նվազեցնում է դիէլեկտրիկ ամրությունը և առաջացնում է հաճախադեպ արձագանքի խափանումներ:

3.2 Գործող մեխանիզմի անջատում
3.2.1 Խափանման արտահայտություններ
Գործող մեխանիզմի խափանումները հիմնականում արտահայտվում են բացման/փակման ժամանակի անսովոր երկարությամբ կամ բացման/փակման անհաջողությամբ (գործարկման հրաժարում): Օրինակ, կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչը կարող է ցուցադրել չափազանց երկար բացման ժամանակ, ինչը խանգարում է միանգամի հոսանքը արագ անջատել, կամ կարող է անհաջող փակվել՝ առաջացնելով վատ կոնտակտ:

3.2.2 Պատճառների վերլուծություն
Գործող մեխանիզմի խափանումների պատճառները բարդ են: Մի կողմից, հաճախադեպ գործառնությունների ընթացքում մեխանիկական մասերը ժամանակի ընթացքում մաշվում են, մասնատվում կամ դեֆորմացվում են, ինչը վատթարացնում է դրանց աշխատանքը: Օրինակ, մեխանիզմի զսպանակները կարող են կորցնել ճկունությունը կորելու պատճառով, ինչը հանգեցնում է բացման/փակման ուժի անբավարարության: Մյուս կողմից, կառավարման շղթայի խափանումները՝ ինչպիսիք են ռելեի անջատումը կամ կառավարման կեղեքների խզումը, կարող են խանգարել մեխանիզմին հրամանները ճիշտ ստանալ կամ կատարել: Ավելին, կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում էլեկտրամագնիսական միջամտությունը կարող է խանգարել կառավարման սիգնալներին՝ առաջացնելով սխալ գործառնություններ կամ գործարկման հրաժարում: Օրինակ, որոշ բարձր լարման փոխադրման նախագծում, որտեղ կառավարման կեղեքները տեղակայված էին մեծ հոսանք կրող մալուխների կողքին, սալիկի արգելափակման ընթացքում տեղի էր ունենում ուժեղ մագնիսական միջամտություն, ինչը հանգեցրեց անջատիչի բացման հրաժարման:

3.3 Կոնտակտի անջատում
3.3.1 Խափանման արտահայտություններ
Կոնտակտի խափանումները հիմնականում ներառում են կոնտակտի մաշվածություն, կոնտակտային դիմադրության աճ և կոնտակտների կարվածք: Կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում, երբ նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչը անջատում է մեծ հոսանքներ, ձևավորվում են բարձր ջերմաստիճանի աղեղներ, որոնք առաջացնում են կոնտակտների մակերեսի մաշվածություն: Երկարատև մաշվածությունը հանգեցնում է անհավասար կոնտակտային մակերեսների և բարձր դիմադրության, ինչը խանգարում է նորմալ աշխատանքին: Ծանր դեպքերում կոնտակտները կարող են միաձուլվել, ինչը կանխում է անջատիչի բացումը:

3.3.2 Պատճառների վերլուծություն
Կոնտակտի անջատման հիմնական պատճառը կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում առաջացած մեծ հոսանքն է և բարձր ջերմաստիճանի աղեղը: Մեծ հոսանքի անցումը առաջացնում է Ջոուլի տաքացում, որը բարձրացնում է կոնտակտների ջերմաստիճանը, իսկ աղեղի ուժեղ տաքությունը արագացնում է մաշվածությունը: Բացի այդ, կոնտակտի նյութի հատկությունները և արտադրության որակը նույնպես ազդում են աղեղի դիմադրության վրա: Նյութերից պատրաստված կոնտակտները, որոնք վատ դիմադրում են բարձր ջերմաստիճանին կամ աղեղին, կամ որոնք արտադրված են ստանդարտներին չհամապատասխան գործընթացներով, ավելի շատ են մաշվում: Օրինակ, մի բարձր լարման նախագծում նեյտրալ շինարարական մալուխի անջատիչը օգտագործում էր աղեղին անբավարար դիմադրող կոնտակտներ, և բազմաթիվ արգելափակման դեպքերից հետո տեղի ունեցավ ծանր մաշվածություն, որը կտրուկ ավելացրեց կոնտակտային դիմադրությունը և խանգարեց նորմալ գործառնությանը:

3.4 Հոսանքի տրանսֆորմատորի անջատում
3.4.1 Խափանման արտահայտություններ
Հոսանքի տրանսֆորմատորի խափանումները հիմնականում ներառում են երկրորդային կողմի բաց շղթա, գալարակման դիէլեկտրիկի վնասվածք և սերդվածքի հագեցում: Կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում միանգամի հոսանքի կտրուկ փոփոխությունը հոսանքի տրանսֆորմատորին ենթարկում է նշանակալի լարվածության, ինչը դարձնում է այն ավելի խոցելի խափանման նկատմամբ: Օրինակ, երկրորդային շղթայի բացումը կարող է առաջացնել վտանգավոր բարձր լարում, որը վտանգ է ներկայացնում սարքավորումների և անձնակազմի համար. գալարակման դիէլեկտրիկի վնասվածքը կարող է առաջացնել ներքին կարճ միացում, ինչը վատթարացնում է չափումների ճշգրտությունը. իսկ սերդվածքի հագեցումը մեծացնում է չափման սխալները, ինչը կարող է առաջացնել սխալ պաշտպանական գործողություններ:

3.4.2 Պատճառների վերլուծություն
Հոսանքի տրանսֆորմատորի անջատման պատճառները ներառում են հետևյալը. Նախ, կոնվերտերի սալիկի արգելափակման ընթացքում առաջացած գերհոսանքը գալարակման վրա առաջացնում է բարձր ջերմային և էլեկտրամագնիսական լարվածություն, որը կ

Ավելի լավ հասկանալու համար նեյտրալ բաշխման շառավղի դիֆերենցիալ պարզագույն հոծակից հետազոտման ժամանակ դիմադրության յուրաքանչյուր տեսակի հարաբերակցությունը կոնվերտորի վալվի բլոկավորման ընթացքում, այս հոդվածում կատարվել է բազմաթիվ UHV DC փոխանցման ծրագրերի դիմադրության տվյալների վիճակագրական վերլուծություն, արդյունքները ներկայացված են ตารางที่ 2-ում։

Բաղադրիչ 2. Նեյտրալ բաշխման շառավղի դիֆերենցիալ պարզագույն հոծակից դիմադրության տեսակների հարաբերակցությունը UHV կոնվերտորի վալվի բլոկավորման ընթացքում

4. Անսարքությունների կանխարգելման և վերացման միջոցառումները չեզոք շինարարական տախտակի անջատիչների համար ՈՒՀՎ փոխակեղծ փայտանի արգելակման ընթացքում
4.1 Անսարքությունների կանխարգելման միջոցառումներ
4.1.1 Սարքավորումների ընտրության և նախագծման օպտիմալացում
ՈՒՀՎ սահմանափակ հոսանքի հաղորդման նախագծերի կառուցման փուլում պետք է հաշվի առնել փոխակեղծ փայտանի արգելակման նման անսովոր պայմանների ազդեցությունը չեզոք շինարարական տախտակի անջատիչների վրա և համապատասխանաբար օպտիմալացնել սարքավորումների ընտրությունն ու նախագծումը: Պետք է ընտրել հիմնարար բաղադրիչներ՝ բարձր մեկուսացման հատկություններով անջատիչներ, լավ աղեղի դիմադրությամբ կոնտակտներ, վստահելի շահագործման մեխանիզմներ և համապատասխան անվանական հոսանքով հոսանքի փոխակեղծիչներ: Օրինակ, առաջադեմ մեկուսացնող նյութերից և արտադրության գործընթացներից պատրաստված մեկուսացնող կերամիկական միացումները կարող են բարելավել մեկուսացման վստահությունը. աղեղի դիմադրությամբ կոնտակտային նյութերը երկարացնում են կոնտակտների կյանքը. իսկ լավ նախագծված շահագործման մեխանիզմը ապահովում է ճշգրիտ և վստահելի բացում/փակում տարբեր շահագործման պայմաններում:

4.1.2 Սարքավորումների հսկողության և սպասարկման ամրապնդում
Պետք է ստեղծել համապարփակ սարքավորումների հսկողության համակարգ՝ անընդհատ հսկելու չեզոք շինարարական տախտակի անջատիչի շահագործման պարամետրերը, ներառյալ էլեկտրական պարամետրեր, ջերմաստիճան, ճնշում, թրթիռ և այլ վիճակի ցուցանիշներ: Տվյալների վերլուծության միջոցով կարող է հայտնաբերվել անսարքության հնարավոր ռիսկը: Օրինակ, կարող է օգտագործվել ինֆրակարմիր ջերմային պատկերացում՝ կոնտակտների և միացման կետերի ջերմաստիճանները հսկելու համար. անսովոր ջերմաստիճանի բարձրացումը կարող է առաջացնել ժամանակին ստուգումներ և ուղղումներ: Մեկուսացման դիմադրության և մասնակի արձակման առցանց հսկողությունը օգնում է գնահատել մեկուսացման վիճակը: Բացի այդ, պետք է ամրապնդել ընթադարձ սպասարկումը՝ ներառյալ մաքրում, յուղում և ամրացում, որպեսզի ապահովվի, որ սարքավորումները մնան օպտիմալ շահագործման վիճակում:

4.1.3 Շահագործման միջավայրի որակի բարելավում
Պետք է բարելավել չեզոք շինարարական տախտակի անջատիչի շահագործման միջավայրը՝ նվազեցնելու անբարենպաստ շրջակա միջավայրի ազդեցությունը: Օրինակ, կարող են տեղադրվել օդի մաքրման համակարգեր ենթակայաններում՝ նվազեցնելու օդում եղած աղտոտիչները և կոռոզիվ գազերը. արդյունավետ խոնավության վերահսկման միջոցառումներ՝ ինչպիսիք են խոնավության կլանիչները, կարող են պահպանել սարքավորումների շուրջ չոր պայմանները: Ծովափնյա կամ ծանր արդյունաբերական աղտոտված շրջաններում կարող են կիրառվել հատուկ պաշտպանական միջոցառումներ՝ ինչպիսիք են կոռոզիայի դեմ ծածկույթները, որպեսզի բարելավվի սարքավորումների դիմադրությունը շրջակա միջավայրի վնասակար ազդեցություններին:

4.2 Անսարքությունների վերացման միջոցառումներ
4.2.1 Արագ անսարքությունների ախտորոշման տեխնոլոգիաների կիրառում
Երբ հայտնաբերվում է չեզոք շինարարական տախտակի անջատիչի անսարքություն, պետք է կիրառվեն արագ անսարքությունների ախտորոշման տեխնոլոգիաներ՝ ճշգրիտ որոշելու անսարքության տեսակն ու հիմնական պատճառը: Խելացի ախտորոշման համակարգերը, իրական ժամանակում շահագործման տվյալների և անսարքության հատկանիշների հետ միասին, կարող են արագ տեղայնացնել անսարքությունը՝ տվյալների վերլուծության և մոդելային հաշվարկների միջոցով: Օրինակ, հոսանքի և լարման պարամետրերի իրական ժամանակում հսկողությունն ու վերլուծությունը կարող է օգնել որոշելու, արդյոք տեղի է ունեցել մեկուսացման անսարքություն, կոնտակտի վնասվածք կամ հոսանքի փոխակեղծիչի անսարքություն. թրթիռի վերլուծությունը կարող է բացահայտել շահագործման մեխանիզմի մեխանիկական խնդիրներ:

4.2.2 Տրամաբանական անսարքությունների վերացման ընթադարձ կարգի ստեղծում
Պետք է մշակել մանրամասն և տրամաբանական անսարքությունների վերացման ընթադարձ կարգեր՝ ապահովելու արագ և արդյունավետ արձագանքում անսարքությունների դեպքում: Այս ընթադարձ կարգերը պետք է ներառեն անսարքության հայտնություն, վայրում ստուգում, անսարքության ախտորոշում, վերանորոգման պլանավորում, վերանորոգման իրականացում, սարքավորման փորձարկում և ընդունման ստուգում: Ամբողջ ընթադարձ գործընթացում անհրաժեշտ է խիստ հետևել անվտանգության կանոններին՝ պաշտպանելու անձնակազմին և սարքավորումներին: Օրինակ, երբ վերացվում է մեկուսացման անսարքություն, նախ պետք է անջատվի հոսանքը և ապա արձակվի պահված էներգիան՝ ստուգում և վերանորոգում իրականացնելուց առաջ. բաղադրիչների փոխարինումից հետո պետք է իրականացվեն խիստ փորձարկումներ և ընդունման ստուգումներ՝ համոզվելու, որ կատարողականը համապատասխանում է պահանջվող ստանդարտներին:

4.2.3 Արտակարգ դեպքեր