Analîzê Sêwiriyê ya Dîvîyarê ya Bûsa Nîtralê Da Haltkirina Vana Konvertorê ya Ultra-High-Voltage

1. Pêşînî Kirtina Vanayên Gavahiyê ya Bihartoyî Pir Zor
1.1 Pêşînî Karakirina Vanayên Guhertinê
Vanayên guhertinê yên bihêrtiya pir zor (UHV) bi îstixare ji vanayên thîrîstor an jî vanayên transistor ên bipolar ên kapêzolekirî (IGBT) bikar tînin da ku herêmî çalakiya elektrîkî ya alternatîf (AC) biguherînin ber çalakiya dorhêl (DC) û bine vegerînin. Bi wekî thyrîstor, ev yan ji gelek thyrîstoran pêk tê ku bi rêbaza serî û paralel ve girêdayî ne. Bi kontrolekirina danûstandinê (veçirandinê) û girtina thyrîstoran de, valf daxwaziya elektrîkê dijwar dike û werguhertiya wê dikin. Di karya normal de, valfa guherbar li gorî peyvir û dema diyarkirî yekî pêşdanê AC-ê diguhere ber DC an jî DC-ê diguhere ber AC [1].

1.2 Sedem û Pêvajoya Kirtina Valfa Guhertinê
Kirina valfa guherbar dikare ji hêla gelek sedeman ve were destpêkirin, wek overvoltaj, zêdebûna herêmî, şikestina komponentên navxweyî, û awayîbûnên di sistema kontrol û parastinê de. Gava ku awayîbûnek weha hat dîtin, pergalê kontrol û parastinê bi lez fermana kirtinê dişîne, veguheztina hemî thyrîstoran an jî vanayên IGBT radibijêrine, bi vî rengî valfa guherbar tê kirin.

Di pêvajoya kirtinê de, guherînên mezin di parametreyên elektrîkî yên pergalê de rû didin. Mînak, li aliyê rectifier, piştî ku valfa guherbar tê kirin, herêmî aliyê AC de bi lez kêmtir dibe. Lêbelê, ji ber induktansa lîneyê, herêmî aliyê DC de bi lez nakeve sifir û diçe aliyê din wek xêza nêtral, herêmîya xwezayî çêdike. Di vê demê de, breakerê xêza nêtral divê bi lez kar bike da ku herêmîya DC were qutkirin û amûrên pergalê were parastin li dijî zêdebûna herêmî [2].

2. Şertên Karyabûna Breakerê Xêza Nêtral di Dema Kirtina Valfa Guherbar de
2.1 Guherînên di Parametreyên Elektrîkî de
Gava ku valfa guherbar tê kirin, voltaja û herêmî li ser breakerê xêza nêtral guherînek pir mezin dikevin holê. Li aliyê DC de, ji ber ku valfa hatî kirin nehêle herêmî bi normalî biçive, overcurrent di xêza nêtral û amûrên girêdayî de rû didin. Di heman dem de, ji ber pêvajoyên elektromagnetîk ên derbasbûyî yên di pergalê de, overvoltaj dikare li ser breakerê xêza nêtral rû bidin.

Mînak, di proyekteke hilbijartî ya veguheztina DC ya UHV de, piştî kirtina valfa guherbar, herêmîya xêza nêtral ji lez ve hate zêdekirin heya 2–3 caran herêmîya standard, û voltaja li ser breakerê xêza nêtral guherînek mezin nîşan da, ku herî zêde 1.5 caran ji voltaja karyabûna normal e. Tabloya 1 guherînên di parametreyên elektrîkî de dema kirtina valfa guherbar bi awayekî grafîkî nîşan dide.

Tablo 1: Guherînên di Parametreyên Elektrîkî de dema Kirtina Valfa Guherbar di Proyekteke Hilbijartî ya Veguheztina DC ya UHV de

2.2 Wêzandina Stres
Paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê, çupêya bûsbarê naytral hewce dike ku bi stres elektrîk û mekanîk derbas bibe. Stres elektrîk yê serpil e ji bo voltazên pêşve û karanînên mezbur, ku wergerdên çupêyê têkildar bikin û dema xebatê we an jêr bike. Stres mekanîk ya serpil e ji bo nirdaranên ku hatine paşêra operasyonan ê zelal û vegerandin, û da ku hatine lê vegere yên elektrîk ji bo guhertina çepê. Mînak, paşê rengkirina pelengên dîlan guhertoyê, piçeyên operasyonan ê çupêya bûsbarê naytral dikarin biguherînin û bigerînin, ku wergerdên zelal û vegerandinê hilbijêrin [3].

3.Ji Bo An Jinên Misteyê û Analîza Sebebên Çupêya Bûsbarê Naytral Paşê Şûndekkirina Dîlanên Guhertoyê
3.1 Rewşa Izolyasyon
3.1.1 Ji Bo Cih û Formên Misteyê
Rewşa izolyasyon yek ji an jinên misteyê ye ku her tişt paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê çupêya bûsbarê naytral de çawêt. Li gorîna formên cih û li gorîna mînan, materyalên izolyasyon ê naytral dikarin bejêne û biguherînin, ku performansa izolyasyonê veqetin û li gorîna çawetina flashover û breakdown. Mînak, li projeyên transmîsyon DC UHV ku destpêk hatine kar kirin, çepêya keramikên çupêya bûsbarê naytral dikarin tenê bikin û çapên bibin, ku performansa izolyasyonê wergerde.

3.1.2 Analîza Sebeb
Sebebên rewşa izolyasyon ji çend parçeyên din girîne. Yekem, kar kirina berdem û voltazên mezbur û karanînên mezbur materyalên izolyasyon ê hêsan bike, ku performansa izolyasyonê li gorîna demê biguherîne. Duêm, voltazên pêşve û karanînên mezbur paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê stresên mezbur li ser materyalên izolyasyon ê naytral verzin, ku procesa bejînin bigerze. Li têr, ji bo perestîna kar kirina kêfî û tevahî, çepên izolyasyon dikarin biguherînin, ku performansa izolyasyonê wergerde. Mînak, li projeyên transmîsyon DC UHV ku lezêda kêfî û havên salt-laden de, filmê konduktif bi rastî hate form kirin li ser çepêya keramikên çupêya bûsbarê naytral, ku performansa izolyasyonê serbixwe û li gorîna çawetina misteyên flashover.

3.2 Rewşa Operasyonan
3.2.1 Ji Bo Cih û Formên Misteyê
Rewşa operasyonan serpil e ji bo demên nebaz û vanaz û vegere û nebaz û vanaz (refusal to operate). Mînak, paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê, çupêya bûsbarê naytral dikare demên nebaz û vanazê mezbur bike, ku karanînên DC bi rastî nebaze, û dikare vegere û nebaz û vanaz bike, ku li gorîna cih û formên contactê badbike.

3.2.2 Analîza Sebeb
Sebebên rewşa operasyonan komplike ye. Yekê ji wan, komponentên mekanîk dikarin biguherînin ji bo operasyonan mêrgir, ku gerdan û deformasyon dikarin bike, ku performansa wergerde. Mînak, springên mekanîk dikarin elasticiteyên wergerîn bike ji bo fatigue, ku forceyên nebaz û vanazê tu nebe. Duêm, misteyên circuitê kontrol, wê ji bo failureyên relay û cableyên kontrol ê broken, dikarin operasyonan ê nebaz û vanaz bike. Li têr, interferenceyên electromagnetic paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê dikarin signalan ê kontrol wergerde, ku malfunction û refusal to operate bike. Mînak, li projeyek UHV DC, cableyên kontrol ê near high-current busbars dikarin strong magnetic interference bike paşê şûndekkirina valve, ku çupêya bûsbarê naytral nebaz bike.

3.3 Rewşa Contact
3.3.1 Ji Bo Cih û Formên Misteyê
Rewşa contact serpil e ji bo erosion, resistanceyên contact ê mezbur, û contact welding. Paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê, ji bo çupêya bûsbarê naytral nebaz û vanaz, arc-ên high-temperature dikarin form bike, ku surfaceyên contact ê erode bike. Erode bike li gorîna demê dikare surfaceyên contact ê uneven bike û resistanceyên contact ê mezbur bike, ku performansa normal bike. Li serbest, contact dikarin weld bike, ku çupêya bûsbarê naytral nebaz bike.

3.3.2 Analîza Sebeb
Sebebên ewlekî rewşa contact yek ji wan dikane ku current-ên mezbur û arc-ên high-temperature paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê form bike. Flow-ên current-ên mezbur Joule heating bike, ku temperatureyên contact ê mezbur bike, û heat-ên intense-ê arc-ê erosion accelerate bike. Li têr, properties-ên material-ên contact û quality-ên manufacturing-ê affect bike resistance-ên arc-ê. Contact-ên made of materials ê poor high-temperature û arc resistance, û produced with substandard processes, dikarin more prone to erosion bike. Mînak, li projeyek UHV DC, çupêya bûsbarê naytral contact-ên used bike ê inadequate arc resistance; paşê multiple blocking events, severe erosion bike, ku resistanceyên contact ê mezbur bike û disrupt bike normal operation.

3.4 Rewşa Current Transformer
3.4.1 Ji Bo Cih û Formên Misteyê
Rewşa current transformer serpil e ji bo open circuits ê secondary-side, damage ê winding insulation, û core saturation. Paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê, abrupt change ê DC current current transformer ê significant stress bike, ku prone to failure bike. Mînak, open secondary circuit dikare dangerously high voltages bike, ku equipment û personnel endanger bike; winding insulation damage dikare internal short circuits bike, ku measurement accuracy degrade bike; û core saturation measurement errors increase bike, ku potentially incorrect protective actions trigger bike.

3.4.2 Analîza Sebeb
Sebebên rewşa current transformer include the following: Yek, overcurrent paşê şûndekkirina dîlanên guhertoyê windings ê high thermal û electromagnetic stress bike, ku possibly insulation damage bike. Duêm, performance-ên insulation naturally degrade bike li gorîna demê, ku transformers more vulnerable to failure bike li gorîna conditions ê abnormal like valve blocking. Li têr, improper design û selection, such as incorrect rated current û accuracy class, dikarin lead to core saturation bike paşê şûndekkirina events. Mînak, li one UHV DC project, rated current ê current transformer too low bike; paşê şûndekkirina valve, core quickly saturate bike, failing to measure current accurately û causing protective relays malfunction bike.

Bila jêrîn bêtirîna her tîpa xeta li ser xetaya çavkarkerên baranî yên dîwaranî û di dema blôkirina valvên converter de bikin, belgeya ku hatî wekheviye yekînbûyeya daneyên xetayê ji projeyên pêşdehî yên darçînandina UHV DC, bi nîşaneyên nîşankirî yên li Jella 2.

Jella 2: Bêtirîna Tîpanên Xetaya Çavkarkerên Baranî yên Dîwaranî Di Dema Blôkirina Valvên Converter û Darçînandina UHV

4.Çavdar Çıkmazında Nötr Bar Döktürücü Kapatıcılara Karşı Önleyici ve Tedaviye Dayalı Ölçüler
4.1 Arızaya Karşı Önleyici Ölçüler
4.1.1 Ekipman Seçimi ve Tasarımın İyileştirilmesi
UHB DC iletim projelerinin inşaat aşamasında, döktürücü çavdar çıkmazı gibi anormal durumların nötr bar döktürücü kapatıcılarına etkisi tam olarak düşünülmeli ve ekipman seçimi ve tasarımı buna göre iyileştirilmelidir. Yüksek yalıtım performansına sahip kapatıcılar, mükemmel ark dirençli temas noktaları, güvenilir çalışma mekanizmaları ve uygun derecelendirilmiş akım dönüştürücüler gibi ana bileşenler seçilmelidir. Örneğin, gelişmiş yalıtım malzemeleri ve üretim süreçleri kullanılarak yapılan yalıtım seramik tüpler, yalıtım güvenilirliğini artırabilir; güçlü ark dirençli temas malzemeleri, temas ömrünü uzatabilir; ve iyi tasarlanmış bir çalışma mekanizması, çeşitli çalışma koşullarında doğru ve güvenilir açma/kapama sağlayabilir.

4.1.2 Ekipman Monitörleme ve Bakımının Güçlendirilmesi
Nötr bar döktürücü kapatıcının işletim parametrelerini, elektriksel parametreleri, sıcaklığı, basıncı, titreşimi ve diğer durum göstergelerini sürekli izlemek için kapsamlı bir ekipman monitörleme sistemi kurulmalıdır. Veri analizi aracılığıyla potansiyel arıza riskleri erken tespit edilebilir. Örneğin, kızılötesi termografi, temas noktaları ve bağlantı noktalarındaki sıcaklıkları izlemek için kullanılabilir; anormal sıcaklık artışları zamanında incelemeleri ve düzeltici eylemleri tetikler. Yalıtım direnci ve kısmi salınımın çevrimiçi izlenmesi, yalıtım durumunun değerlendirilmesine yardımcı olur. Ayrıca, temizlik, yağlama ve sıkıştırma dahil olmak üzere rutin bakım güçlendirilmelidir, böylece ekipman en iyi işletme durumunda kalır.

4.1.3 İşletme Ortam Kalitesinin İyileştirilmesi
Nötr bar döktürücü kapatıcının çalışma ortamı, olumsuz çevre etkilerini azaltmak için iyileştirilmelidir. Örneğin, alt istasyonlarda hava arındırma sistemleri kurularak hava kirleticileri ve koruyucu gazlar azaltılabilir; nem kontrolü tedbirleri—örneğin nem alıcılar—ekipmanın etrafında kuru koşulları koruyabilir. Sahil veya ağır endüstriyel kirlilik bölgelerinde, anti-koruma kaplamaları gibi özel koruma uygulamaları, ekipmanın çevre bozulmasına karşı dayanıklılığını artırmak için yapılabilir.

4.2 Arıza Tedavi Ölçüleri
4.2.1 Hızlı Arıza Teşhis Teknolojilerinin Uygulanması
Nötr bar döktürücü kapatıcıda bir arıza tespit edildiğinde, hızlı arıza teşhis teknolojileri, arıza tipini ve kök nedenini doğru bir şekilde belirlemek için kullanılmalıdır. Akıllı teşhis sistemleri, gerçek zamanlı işletme verileri ve arıza özellikleriyle birleştirilerek, veri analizi ve model tabanlı hesaplamalar aracılığıyla hızlı arıza yerleştirme sağlar. Örneğin, akım ve voltaj parametrelerinin gerçek zamanlı izlenmesi ve analizi, yalıtım hatası, temas hasarı veya akım dönüştürücü arızasının oluşup oluşmadığını belirlemeye yardımcı olabilir; titreşim analizi, çalışma mekanizmasındaki mekanik sorunları ortaya çıkarabilir.

4.2.2 Mantıklı Arıza Tedavi Prosedürlerinin Kurulması
Arızalar olduğunda hızlı ve etkili bir yanıt sağlamak için detaylı ve mantıklı arıza tedavi prosedürleri geliştirilmelidir. Bu prosedürler, arıza bildirimi, yerinde inceleme, arıza teşhisi, onarım planlaması, onarım uygulaması, ekipman testi ve kabul doğrulaması dahil olmalıdır. Süreç boyunca, personel ve ekipman koruması için güvenlik protokollerine sıkı sıkıya uyma önemlidir. Örneğin, yalıtım hatalarını ele alırken, önce enerji kesilmesi ve depolanan enerjinin boşaltılması gerekir, ardından inceleme ve onarım yapılır; parçanın değiştirilmesinden sonra, sıkı testler ve kabul kontrolleri, performansın gereklilikleri karşılamanı doğrular.

4.2.3 Acil Durum Yedek Ekipmanı ve Olağanüstü Planlar
Nötr bar döktürücü kapatıcı arızalarının sistem işletimine olan etkisini minimize etmek için acil durum yedek ekipmanı mevcut olmalı ve kapsamlı olağanüstü planlar oluşturulmalıdır. Kısa sürede onarılabilen ciddi bir arıza olması durumunda, yedek ekipman hızla dağıtılarak normal sistem işlevselliği geri getirilebilir. Yedek ekipmanın iyi bir bekleyiş durumunda kalması için düzenli bakım ve testler gerekir. Olağanüstü plan, acil durum yanıtı prosedürlerini, personel sorumluluklarını, iletişim protokollerini ve diğer önemli unsurları belirleyerek düzenli ve etkili bir olağanüstü durum yönetimi sağlar.

5.Sonuç
Döktürücü çavdar çıkmazı sırasında, nötr bar döktürücü kapatıcılar, yalıtım hatası, çalışma mekanizması arızası, temas hasarı ve akım dönüştürücü arızaları dahil olmak üzere birçok arıza riskiyle karşı karşıya kalırlar, bu da UHB DC iletim sistemlerinin güvenli ve istikrarlı işletimini önemli ölçüde tehlikeye atar. Döktürücü çavdarların kilitleme mekanizmasını ve bu koşullar altında nötr bar döktürücü kapatıcıların işletme durumunu ayrıntılı olarak analiz ederek, yaygın arıza tipleri ve nedenleri, ayrıntılı vaka çalışmaları ile desteklenerek açıkça belirlenmiştir. Bu arızaları etkili bir şekilde önlemek ve ele almak için, ekipman seçimi ve tasarım, işletme monitörleme ve bakım, çevre iyileştirmesi konularında önleyici önlemler alınmalı ve aynı zamanda hızlı tanı teknolojileri, standartlaştırılmış onarım prosedürleri ve acil durum yedek sistemleri dahil olmak üzere arıza tedavi stratejileri benimsenmelidir, böylece UHB DC iletim sistemlerinin işletme güvenilirliği daha da artırılır.