Analisi tal-Falt tas-Silġ tal-Busbar waqt it-Taqsim tal-Valvoli tal-Konvertitur ta' Volta Ultra-Liġieri

1. Prinċipju tal-Blukkar ta' Valvuli ta' Konvertur ta' Voltaġġ Ultra-Liġieri
1.1 Prinċipju funzjonali ta' Valvuli ta' Konvertur
Il-valvuli ta' konvertur ta' voltaġġ ultra-liġieri (UHV) solitament jempiegaw valvuli tal-tiristor jew valvuli tal-tranzistor bipoľar insulat (IGBT) biex ikonvertoħ il-korrent alternativ (AC) għal korrent dirett (DC) u vice versa. Minn f’dan l-esempju tal-valvul tal-tiristor, huwa mibni mill-paġi ta’ tiristor imqassma serjali u parallel. Bi kontrollu tal-avviż (turn-on) u l-interruzzjoni tal-tiristor, il-valvul regola u ikonvertoħ il-korrent elettriku. Waqt it-tifla normale, il-valvul ta' konvertur ikkonvertoħ l-AC għal DC jew id-DC għal AC skont is-silġa predefinita u żmien [1].

1.2 Kaużi u Proċess tal-Blukkar tal-Valvul ta' Konvertur
Tal-blukkar tal-valvul ta' konvertur tista’ tkun avviżata minn diversi fatturi, inkluż ivoltazz superjur, ikurrent superjur, falliment fit-komponenti interni, u anormalità fis-sistema ta' kontrol u protezzjoni. Meta dawn l-anomaliji jiġu rilevati, is-sistema ta' kontrol u protezzjoni tiftaħar rapidament bl-avviż tal-blukkar, taqsam l-avviż tal-koll tal-tiristor jew valvuli IGBT, bl-għadd tal-blukkar tal-valvul ta' konvertur.

Waqt il-proċess tal-blukkar, jiġu osservati varjazzjonijiet signifikanti fil-parametri elettriki tas-sistema. Pereżempju, fuq is-silġa rettifika, wara li tivvjaġġa il-blukkar tal-valvul ta' konvertur, il-kurrent fuq is-silġa AC jidherb rapidament. Imma, għall-induttanza tal-linja, il-kurrent fuq is-silġa DC ma jikseb mhux immediatament sifr, waqt li jisseguj flus permezz ta’ vie kif in-nerv centrali, formand il-kurrent ta' freewheeling. Fl-istess ħin, il-brok tal-kurrent nervi centrali għandu jopra rapidament biex jinterrompi l-kurrent DC u jipproteġi l-equipament tas-sistema mid-danni każati mill-ikurrent eċċessiv [2].

2. Kondizzjonijiet ta' Operazzjoni tal-Brok tal-Kurrent Nervi Centrali waqt il-Blukkar tal-Valvul ta' Konvertur
2.1 Varjazzjonijiet fil-Parametri Elettriki
Meta jiġi blukkat il-valvul ta' konvertur, il-voltaġġ u l-kurrent fuq il-brok tal-kurrent nervi centrali jiġu sottoposti għal varjazzjonijiet drastici. Fuq is-silġa DC, għaliex il-valvul ta' konvertur blukkat impedisċi l-flus normali tal-kurrent, ikkurren overcurrent fil-nervi centrali u l-equipament assoċjati. Meanwielot, għall-proċessi transjentni elettromagnetiku tas-sistema, overvoltazz tista’ tiġi osservata fuq il-brok tal-kurrent nervi centrali.

Pereżempju, f’projett taċ-ċansferment DC UHV partiċulari, wara li jiġi blukkat il-valvul ta' konvertur, il-kurrent nervi centrali instanta sbussa għal 2–3 darba l-kurrent nominali, u l-voltaġġ fuq il-brok tal-kurrent nervi centrali reġistra varjazzjonijiet significanti, raggiungend 1.5 darba l-voltaġġ normali ta' operazzjoni. Tabel 1 turi viswalment il-varjazzjonijiet fil-parametri elettriki waqt il-blukkar tal-valvul ta' konvertur.

Tabel 1: Varjazzjonijiet fil-Parametri Elettriki waqt il-Blukkar tal-Valvul ta' Konvertur f’Projett taċ-ċansferment DC UHV Partiċulari

2.2 Varjazzjonijiet ta’ Stress
Meta l-valv tal-konvertitur ikun blokkjat, il-brekker tal-korrent tan-neutru għandu jkollu t-tul ta’ stress elettriku kif ukoll stress mekkaniku. Il-pressjon elettrika nassieħ tul overvoltage u overcurrent, li jżidu l-erosjoni elettrika tal-kuntatti tal-brekker u jqassru s-saħħa tagħhom. Il-pressjon mekkaniku prinċipalment jirriżulta minn forzi ta’ impatt ġġenerati mis-sistema operattiva matul operazzjonijiet ta’ ftih u għeluq malajr, kif ukoll forzi elettromagnetici kkawżati min-nbidiet malajr tal-kurrent. Pereżempju, f’każijiet ripetuti ta’ blokkjar tal-valv tal-konvertitur, komponenti tas-sistema operattiva tal-brekker tal-korrent tan-neutru jistgħu jinħolqu jew jispiċċaw, li jaffettwa negattivament il-prestazzjoni normali tat-tiftix u t-tgħluq [3].

3. Tipi Komuni ta’ Falliment u Analisi tal-Kawżi tal-Brekkers tal-Korrent tan-Neutru Matul il-Blokkjar tal-Valv UHV
3.1 Falliment tal-Insulazzjoni
3.1.1 Manifestazzjonijiet tal-Falliment
Il-falliment tal-insulazzjoni huwa wieħed mill-tipi iktar komuni ta’ falliment għall-brekkers tal-korrent tan-neutru meta l-valv tal-konvertitur ikun blokkjat. Dan prinċipalment jiddiman il-vjeġġija jew id-dammar tal-materiali interni tal-insulazzjoni, li jwassal għal degradazzjoni tal-prestazzjoni tal-insulazzjoni u rrivoluzzjoni jew breakdown. Pereżempju, f’xi proġetti ta’ trasmissjoni DC UHV b’operazzjoni twila, il-wiċċ tal-insulanti tal-porċellan interni fil-brekker tal-korrent tan-neutru wassal għal kontaminazzjoni u krakks, li jnaqqas sew l-effikacità tal-insulazzjoni.

3.1.2 Analisi tal-Kawżi
Il-kawżi tal-falliment tal-insulazzjoni jinkludu diversi aspetti. L-ewwel, l-operazzjoni twila taħt voltagġ għoli u korrent kbira tikkawża vjeġġija gradwali tal-materiali tal-insulazzjoni, li jnaqqas il-kapaċitá insulanti tagħhom b’mod gradwali. It-tieni, l-overvoltage u l-overcurrent ġġenerati matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur iwasslu għal stress sever fuq il-materiali tal-insulazzjoni, li jxabbħu l-proċess ta’ vjeġġija. Żżied, ambjenti operattivi diffiċli—bħal umdità għolja u poluzzjoni intensa—jikkawżaw l-akkumulazzjoni ta’ sostanzi konduktivi fuq il-wiċċ tal-insulazzjoni, li jnaqqas aktar il-prestazzjoni tal-insulazzjoni. Pereżempju, f’proġett ta’ trasmissjoni DC UHV kostal b’umdità għolja u ajru bil-ħalita, film konduktiv jiżzzel faċilment fuq il-wiċċ tal-porċellan insulanti tal-brekker tal-korrent tan-neutru, li jnaqqas b’modo sinifikanti l-qorti tal-insulazzjoni u jikkawża falzji ripetuti ta’ flashover.

3.2 Falliment tas-Sistema Operattiva
3.2.1 Manifestazzjonijiet tal-Falliment
Il-fallimenti fis-sistema operattiva prinċipalment jidheru bħala varjazzjoni anomala fit-tempata tat-tiftix/tgħluq jew mankar tat-tiftix/tgħluq (rifjut ta’ funzjoni). Pereżempju, matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur, il-brekker tal-korrent tan-neutru jista’ jippreżenta tempati twal wisq tat-tiftix, li ma jinterruttux il-kurrent DC fi żmien, jew jista’ ma jitfux sew, li jwassal għal kuntatt skars.

3.2.2 Analisi tal-Kawżi
Il-kawżi tal-fallimenti fis-sistema operattiva huma komplikati. Minn naħa, il-komponenti mekkaniku jispiċċaw b’mod gradwali minħabba l-operazzjonijiet ripetuti, u jispiċċaw jew jideformaw, li jnaqqas il-prestazzjoni. Pereżempju, il-molla fis-sistema jista’ tilħaqha fatigue u tilla’ fl-elasticità tagħha, li tikkawża forza insufficienti tat-tiftix/tgħluq. Min-naħa l-oħra, falzji fil-qafas tal-kontroll—bħal falz ta’ relay jew kabblu tal-kontroll imqassad—jistgħu jprevjenu lis-sistema minn nirċievu jew neżegwixxi l-kmandi korrettament. Barra minn hekk, l-interferenza elettromagnetika matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur tista’ tinterferixxi mal-signali tal-kontroll, li tikkawża malfunzjonament jew rifjut ta’ operazzjoni. Pereżempju, f’proġett speċifiku ta’ trasmissjoni DC UHV, il-kabbli tal-kontroll ppostjati qrib barrazzi ta’ korrent għolja esperjenzaw interferenza magnetika qawwija matul il-blokkjar tal-valv, li wasslet għal mankar tat-tiftix tal-brekker.

3.3 Falliment tal-Kuntatti
3.3.1 Manifestazzjonijiet tal-Falliment
Il-fallimenti tal-kuntatti inklużi l-erosjoni tal-kuntatt, l-aument tar-reżistenza tal-kuntatt, u l-għaqda tal-kuntatti. Matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur, meta l-brekker tal-korrent tan-neutru jinterruttja korrenti kbira, arkji ta’ temperatura għolja jinħolqu, li jikkawżaw erosjoni tas-superfiċje tal-kuntatt. L-erosjoni twila tikkawża superfiċji tal-kuntatt mhux uniformi u reżistenza ogħla, li taffettwa l-operazzjoni normali. F’każijiet severi, il-kuntatti jistgħu jiggħaqudu, li jprevjenu lit-brekker minn tiftix.

3.3.2 Analisi tal-Kawżi
Il-kawża prinċipali tal-falliment tal-kuntatti hija l-korrient kbira u l-arkjet ta’ temperatura għolja ġġenerati matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur. Il-flus ta’ korrent kbira jipproduċi xejn Joule, li jżid it-temperatura tal-kuntatt, filwaqt li l-ħarqa intensiva tal-ark jaċċelera l-erosjoni. Żżied, il-proprjetajiet tal-materiali tal-kuntatti u l-kwalità tal-produzzjoni jaffettwaw ir-reżistenza għall-ark. Il-kuntatti magħmulin minn materiali b’reżistenza skarsa għall-temperatura għolja jew għall-ark, jew dawk prodotti b’proċessi substandard, huma aktar predisponiti għall-erosjoni. Pereżempju, f’proġett DC UHV, il-brekker tal-korrent tan-neutru juża kuntatti b’reżistenza għolja għall-ark; wara ħafna avvenimenti ta’ blokkjar, erosjoni severa seħħet, li żżidet b’mod sinifikanti r-reżistenza tal-kuntatt u waqqfet l-operazzjoni normali.

3.4 Falliment tat-Trasformatur tal-Kurrent
3.4.1 Manifestazzjonijiet tal-Falliment
Il-fallimenti fit-trasformatur tal-kurrent inklużi d-dwar tal-ċirkwit sekondarju, id-dammar tal-insulazzjoni tal-winding, u s-saturazzjoni tal-core. Matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur, il-bidla improvża fil-kurrent DC tassogġetta t-trasformatur għal stress sinifikanti, li jagħmlu suscettibbli għal falliment. Pereżempju, dwar tal-ċirkwit sekondarju jista’ jipproduċi voltaġġ perikoluż, li jikkawża periklu għall-equipaggament u lil persunal; id-dammar tal-insulazzjoni tal-winding jista’ jikkawża ċirkwits interni mqassrin, li jnaqqas l-akkuratezza tal-kejl; u s-saturazzjoni tal-core tizzied l-erori tal-kejl, li potenzjalment tikkawża azzjonijiet protettivi sbieħ.

3.4.2 Analisi tal-Kawżi
Il-kawżi tal-falliment tat-trasformatur tal-kurrent jinkludu li jmiss: L-ewwel, l-overcurrent matul il-blokkjar tal-valv tal-konvertitur jassogġetta l-windings għal stress termiku u elettromagnetiku għolja, possibilment jdammjar l-insulazzjoni. It-tieni, il-prestazzjoni tal-insulazzjoni tiddeġenera naturalment b’mod gradwali, li jagħmilu aktar vulnerabbli għal falliment taħt kondizzjonijiet abnormali bħal il-blokkjar tal-valv. Żżied, id-disinn jew l-għażla mhux korretta—bħal korrent nominata jew klassi ta’ akkuratezza ħażina—tista’ tikkawża saturazzjoni tal-core matul avvenimenti ta’ blokkjar. Pereżempju, f’proġett DC UHV wieħed, il-korrent nominata tat-trasformatur tal-kurrent kienet baxxa wisq; matul il-blokkjar tal-valv, il-core saturajt malajr, ma kejlx il-kurrent b’akkur, u wassal għal malfunzjonament tal-relays protettivi.

Biex jinfurthu l-għalb tal-proporzjoni ta' kwalunkwe tip ta' erġa minn xi failijiet fl-interrupturi tal-busbar neutrali waqt il-blokk tat-tvalv konverter, din id-dokument huwa kkundotta analisi statistika tad-data tal-erġa minn diversi progetti ta' trasferiment DC UHV, kun risultati turi fil-Tavola 2.

Tavola 2: Proporzjoni ta' Tipi ta' Erġa fl-Interrupturi tal-Busbar Neutrali waqt il-Blokk tat-Tvalv Konverter UHV

4. Miktub il-Prevenzjoni u l-Misuri ta' Soluzzjoni għal Interrupturi tal-Busbar Neutrali waqt li jisserrgħu l-Valvuli tal-Konverter UHV
4.1 Misuri ta' Prevenzjoni
4.1.1 Ottimizzazzjoni tal-Selezzjoni u t-Tas-sil tal-Ekwippament
Faseb il-bini tal-proġetti ta' trasferiment DC UHV, għandu jiġi konsidrat l-impat tal-kondizzjonijiet anormali bħal serraġ tal-valvuli tal-konverter fuq l-interrupturi tal-busbar neutrali, u għandu tiġi ottimizzata l-asselezzjoni u t-tas-sil tal-ekwippament. Għandu jiġi selezzjonat ekwippament ħafi u importanti bħal interrupturi b’performanż insulazjonijar ta’ livell alt, kontatti resistenti għall-arċ, mekanismi operattivi affidabbli, u transformaturi ta’ kurrent indikati. Pereżempju, busi insulanti miffaċċati minn materjal u proċess manifatturistika avvanzati ta’ insulazzjoni jista’ j żid il-affidabilità tal-insulazzjoni; materiali ta’ kontatti b’rezistanza għall-arċ jilġu lill-ħin ta’ servizz tal-kontatti; u mekanismi operattivi ben disegnat jensurenu l-apertura/chiusura preċiża u fidila taqsir mill-kondizzjonijiet operattivi.

4.1.2 Migbankit tas-Silġ u t-Ttiegħud tal-Ekwippament
Għandu jiġi stabilit sistema komprensiva tas-silġ tal-ekwippament biex isseguwa konstantament parametri operattivi tal-interruptur tal-busbar neutrali, inkluż parametri elettriki, temperatur, pressjoni, vibrazzjoni, u indikaturi oħra tat-talb. Tramit analisi tad-data, il-risqu potenzjali ta’ difettu jista’ jiġi rilevat fl-awwel. Pereżempju, thermografia infrarossa tista’ tuża biex isseguwa l-temperaturi fil-kontatti u fip-punti tal-konnessjoni; l-aumenti anormali ta’ temperatur ikunu jistgħu jiġu identifikati u attivati azzjonijiet ta’ inspezzjoni u korrezzjoni. Il-monitoraġġ online tal-resistanza tal-insulazzjoni u tal-disxarġ parzjal jgħin biex tagħmil stima tar-statu tal-insulazzjoni. L-ebda kbira, għandu jiġi migtieħ il-mantien regolari—inkluż pulizja, lubrifikazzjoni, u stringiment—biex isiguraw li l-ekwippament jibqa’ f’stat operattiv ottimal.

4.1.3 Migbankit tal-Kwalità tal-Ambjent Operattiv
L-ambjent operattiv tal-interruptur tal-busbar neutrali għandu jiġi migbankit biex iżżid il-impatti negativi tal-ambjent. Pereżempju, sistemi ta’ purifikazzjoni tal-ħalib tista’ jiġu installati fis-substazzjonijiet biex ikunu qassmu kontaminanti atmosferi u gas korrosivi; misuri effettivi ta’ kontrol tal-umidità—bħal dehumidifiers—jgħin biex isiguraw kondizzjonijiet drijjin intornu lill-ekwippament. F’dawn l-areji kostali jew forti polluti industrjali, tratamenti protettivi speċiali—bħal rivestimenti anti-korrossivi—jistgħu jiġu applicati biex iżżid il-resistanza tal-ekwippament għad-deteriorament ambjental.

4.2 Misuri ta' Soluzzjoni
4.2.1 Applikazzjoni ta’ Teknoloġiji ta’ Diagnosi Veloci
Meta jdakkar difettu fil-interruptur tal-busbar neutrali, għandu jiġi impiegati teknoloġiji ta’ diagnosi veloci biex jiġi identifikat l-ispèċi u s-sors tad-difettu b’preċiżjoni. Sistemi diagnostici intellettivi, imbuttu ma’ data operattiva real-time u karatteristiċi tad-difettu, jagħmlu possibli l-lokalizzazzjoni veloċi tad-difettu tramit analisi tad-data u kalkoli bsieġa tal-modelli. Pereżempju, monitoraġġ u analisi real-time ta’ parametri ta’ kurrent u votaġġ jgħin biex jiġi determinat jekk insuccess tal-insulazzjoni, dannu tal-kontatti, jew insuccess tal-transformatur tal-kurrent huwa skunut; l-analisi tal-vibrazzjoni tista’ tgħalli in-nużi mekanika fil-mekanismu operattiv.

4.2.2 Stabiltà ta’ Proċeduri Raġonevoli ta’ Soluzzjoni tad-Difettu
Għandu jiġu disviluppati dettagjat u raġonevoli proċeduri ta’ soluzzjoni tad-difettu biex isiguraw risposta veloċi u effettivi meta jdakkar insuccessi. Dawn il-proċeduri għandhom jinkludu rapport tal-difett, ispezzjoni on-site, diagnosi tad-difettu, pianifikazzjoni tal-reparazzjoni, implementazzjoni tal-reparazzjoni, test tal-ekwippament, u verifikazzjoni tal-akċettazzjoni. Kullha l-proċess, l-aderenza strikta mal-protokkoli ta’ sigurtà hija essenzjali biex isiguraw protezzjoni ta’ persunal u ekwippament. Pereżempju, meta jiġi affrontat insuccess tal-insulazzjoni, l-enerġija għandha tkun diskonnessa u l-enerġija magħżula tkun scaricata qabel l-ispezzjoni u reparazzjoni; wara s-sostituzzjoni tal-komponenti, test rigorozi u verifikazzjonijiet tal-akċettazzjoni huma neċessarji biex ikunu confermati li l-performanż jikkonforma mal-standardi richiesti.

4.2.3 Ekwippament ta’ Backup Emergenti u Planijiet ta’ Kontingenza
Biex iżżid l-impatt tal-insuccess tal-interruptur tal-busbar neutrali fuq l-operazzjoni tas-sistema, għandu jiġi disponibbli ekwippament ta’ backup emergenti, u għandu jiġu formulati planijiet ta’ kontingenza komprensivi. Fl-każ ta’ difettu severu li ma jistax jiġi riparat rapidament, l-ekwippament ta’ backup tista’ jiġi dispiegat rapidament biex jiġi restituit l-operazzjoni normali tas-sistema. Il-mantien u test regolari tal-ekwippament ta’ backup huma neċessarji biex isiguraw li l-ekwippament jibqa’ f’stat ta’ standby ottimal. Il-plan ta’ kontingenza għandu jispesifika proċeduri ta’ risposta emergenti, responsabilitajiet tal-persunal, protokkoli ta’ komunikazzjoni, u elementi oħrajn chi jgħinu biex isiguraw handling emergenti ordinarju u efikient.

5.Konkluzzjoni
Waqt il-serraġ tal-valvuli tal-konverter UHV, l-interrupturi tal-busbar neutrali jaffrontaw diversi riskji tad-difettu—includenti insuccess tal-insulazzjoni, insuccess tal-mekanismi operattivi, dannu tal-kontatti, u insuccess tal-transformaturi tal-kurrent—kullha li jistgħu jkomprova sostanzjalment l-operazzjoni sigura u stabili tas-sistemi ta’ trasferiment DC UHV. Mill-analisi approfondita tal-mekanizmu tas-serraġ tal-valvuli tal-konverter u l-istat operattiv tal-interrupturi tal-busbar neutrali taħt dawn il-kondizzjonijiet, l-ispèċi komin tal-difettu u s-sorsi tagħhom ġew identifikati b’mod ċar, sppurtati minn studji ta’ kaz dettaljati. Biex jiġi prevenuti u affrontati effettivament dawn id-difettu, għandu jiġu implementati misuri preventivi fit-tas-sil u selezzjoni tal-ekwippament, silġ u mantien operattivi, u migbankit tal-ambjent. Is-simultaneament, stratēġiji ta’ soluzzjoni tad-difettu—includenti teknoloġiji ta’ diagnosi veloci, proċeduri standardizzati ta’ riparazzjoni, u sistemi ta’ backup emergenti—għandhom jiġu adottati biex jiżżidu l-affidabilità operattiva tas-sistemi ta’ trasferiment DC UHV.