د افغاني ژرني او د IEE-Business پالتو کنورټر ویلوزو بلاکینګ لرونکي د نیټرال باس بار سرچینه ته د غلطي تحلیل

1. پرینځۍ کوونکي وچې د اتیزوتو برق مبدل ولوزونکو سره
1.1 مبدل ولوزونکو څخه کارولو مسلک
اتیزوتو (UHV) مبدل ولوزونه عامه د تایریسټرو ولوزونو یا د غیرمستقیم ګیټ بیپالر ترانزیسټرو (IGBT) ولوزونو لاندې کارول کوي ترڅو جریاني برق (AC) ته د مستقیم برق (DC) او بلعکس بدل کړي. د تایریسټرو ولوز نومل شوی مثال ته، دا څو تایریسټرونه یې د سلسله او متوازي ډول ترمنځ ټولیدوي. د تایریسټرونو ټولید (پنځول) او بندولو په منظمه کولو سره، ولوز ځانګړي او برق جریان بدلوي. په عادي کارولو کې، مبدل ولوز د معرفي شوي د ټولیدو ټرتیب او وخت په پام کې نیولو سره AC ته DC یا DC ته AC بدلوي [1].

1.2 مبدل ولوزونکو بندولو ډول او پروسه
مبدل ولوزونکو بندول د مختلفو عواملو لاندې پرمختګ شي، بشپړه د برخې ولولو، د جریاني برق زیاتولو، د داخلو اجزاو خرابولو او د کنټرول او حفاظت نظامو لاندې استثنائي توګه. چې دا ډولو استثنائي حالاتو په ښهولو کې، د کنټرول او حفاظت نظام په خورا سرعت سره د بندولو فرمان راوباسئ، او هغوی تایریسټرونو یا IGBT ولوزونو ټوليدو پای ته ورسوي، او په دې طریقه کې مبدل ولوز بندل شي.

په بندولو پروسه کې، د نظام برقی پارامتره کې د لوړوالو توپیر پېښل شي. مثلاً، د مستطیل کنندو طرف ته، مبدل ولوز بندولو پسې، د جریاني برق جریان خوړلی په خورا سرعت سره کم شي. که چیرې له دې لاندې، د کابل دریاړو لاندې، د مستقیم برق جریان په سر کې د 0 ته په سرعت ورسولو نه وي او بلکه په ځانګړي مسیرونو، مثلاً د نیټرال بوسبار، څخه دوام لري او د ګوږي جریان ځای په ګیرې کېږي. د دې لاندې، د نیټرال بوسبار کیټکړی کرنلی کې د ګوږي جریان ته د وړاندې کولو لپاره خوړلی عمل کولو لازمي ده ترڅو د ګوږي جریانو لاندې د سیستم تجهیزاتو لاندې ناپېژندلی وړاندې کړي [2].

2. د نیټرال بوسبار کیټکړی کرنلی په مبدل ولوز بندولو کې چلونکي شرایطو
2.1 د برقی پارامتره توپیر
چې د مبدل ولوز بندولو په وخت کې، د نیټرال بوسبار کیټکړی کرنلی په څخه د ولولو او جریاني برق پارامتره کې د لوړوالو توپیر پېښل شي. په مستقیم برق طرف کې، چې د بندولو مبدل ولوز د عادي جریان پېښلولو له لاندې، د نیټرال بوسبار او وړاندې تجهیزاتو لاندې د ګوږي جریان پېښل شي. همدا د دې څخه، د نظامو لاندې د الکترومغناطيسي موقتي پروسې له لاندې، د نیټرال بوسبار کیټکړی کرنلی په څخه د برخې ولولو پېښل شي.

مثلاً، په یو خپل UHV DC واټنې پروژې کې، مبدل ولوز بندولو پسې، د نیټرال بوسبار جریان په خورا سرعت سره ټولید شوی یې د مقرر شوي جریان څخه 2-3 ځله ته رسیدل شي، او د نیټرال بوسبار کیټکړی کرنلی په څخه د ولولو توپیر ډېر ښه شوی، د چې په څخه یې د 1.5 ځله د عادي کارولو ولولو ته رسیدل شي. جدول 1 د مبدل ولوز بندولو په وخت کې د برقی پارامتره توپیر په ښه کړې نښې کوي.

جدول 1: د یو خپل UHV DC واټنې پروژې کې د مبدل ولوز بندولو په وخت کې د برقی پارامتره توپیر

2.2 د پرېسټرسونو تغییرات
که د کانورټر والو مسدود شو، د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر لږنه په اړه د الکټريکي پرېسټرس او مکانيکي پرېسټرس پاکول لري. الکټريکي پرېسټرس عموماً په افزاوي ولتاژ او افزاوي کارنټو توګه رامینځته کیږي، چې د بریکر کنټاکټونو ته د الکټريکي فرسایښت افزایش ورکوي او د هغوی خدمت کالې کم کوي. مکانيکي پرېسټرس عمدتاً په د عملې ماشين زده کړې کې د ډیرو کارنټو په ډېر ډېر ورته کې د ضربې قوه او د ډېر ډېر ورته کارنټو له لارې پیدا کېدې د الکټروماغنېټيکي قوه له لارې رامینځته کیږي. مثلاً، په د کانورټر والو مکرر مسدودولو وخت کې، د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د عملې ماشين د کامپوننتونه په لوړولو یا د وړاندې رسیدلولو توګه تبدیل شي، چې د هغوی معمولي کارول او بندولو فعالیت ته منفي تاثیر ورکوي [3].

3.د UHV کانورټر والو مسدودولو وخت د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د عام خرابۍ ټیپونه او د هغوی سبب تحلیل
3.1 د غیر موکې شوالي خرابۍ
3.1.1 خرابۍ د نښليک
د غیر موکې شوالي خرابۍ یو له د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د عام خرابۍ ټیپونو څخه دی چې په کانورټر والو مسدودولو وخت کې پیدا کیږي. دا عموماً په د داخلی غیر موکې موادو د پرانیسي یا خراب شوالي توګه رامینځته کیږي، چې د غیر موکې خصوصیتونه راواړي او د فلاشرې یا براکدونو ته انجام ورکوي. مثلاً، په چند د UHV DC انتقال د پروژې کې چې ده ډېر وخت کې کارول شوې، د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د غیر موکې پورسلین بوشونو په داخل کې د سطح غیر موکې یې خراب شوې دي او د شکافونه پیدا کیږي، چې د غیر موکې خصوصیتونه راواړي.

3.1.2 د سبب تحلیل
د غیر موکې شوالي خرابۍ د سببونه شامل دي. نومبره، د لوړ ولتاژ او لوړ کارنټو ته په دوامداره توګه کارول د غیر موکې موادو د پرانیسي افزایش ورکوي او د هغوی د غیر موکې خصوصیتونه کم کوي. دوه، په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د افزاوي ولتاژ او افزاوي کارنټو د غیر موکې موادو ته د پرېسټرس افزایش ورکوي، چې د پرانیسي پروسه راواړي. بل، د سخت کارولو ماحول- چې د لوړ درجې او د زیانونو په توګه- د غیر موکې سطحو ته د زیانونو تجمع ورکوي، چې د غیر موکې خصوصیتونه کم کوي. مثلاً، په یو ساحلي UHV DC انتقال د پروژې کې چې د لوړ درجې او د نمکونه سره هوایي کې د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د غیر موکې پورسلین سطح ته د ماسکونه یې رامینځته کیږي، چې د غیر موکې قوت کم کوي او د فلاشرې خرابۍ ته انجام ورکوي.

3.2 د عملې ماشين خرابۍ
3.2.1 خرابۍ د نښليک
د عملې ماشين خرابۍ عموماً په غیر معمولي کارول/بندولو وختونو یا د کارول/بندولو لږ (د کارول/بندولو لږ) توګه نښلي کیږي. مثلاً، په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د کارولو وخت شاید ډېر طوله وي، چې د DC کارنټو ته د سریع بندولو نه کوي، یا شاید د بندولو په توګه د غیر موکې شوالي ورکوي، چې د کنټاکټونو ته د غیر موکې شوالي ورکوي.

3.2.2 د سبب تحلیل
د عملې ماشين خرابۍ د سببونه پیچیده دي. د یو څخه، مکانيکي کامپوننتونه په د مکرر کارولو توګه په د لوړولو، د وړاندې رسیدلولو، یا د شکلونو تبدیلولو توګه تبدیل شي، چې د فعالیت په توګه اغېز کوي. مثلاً، د عملې ماشين په اړه د اسپرینګونو ممکن د فتوګونو له لارې د کشیدلو یې لږ کوي، چې د کارول/بندولو قوه کم کوي. د دوی څخه، د کنټرول سرکیټ د خرابۍ- چې د ریلې خرابۍ یا د کنټرول کیبلونو خرابۍ- ممکن د عملې ماشين ته د کامندونو دریافت یا اجرایی کولو لپاره نه کوي. بل، په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د الکټروماغنېټيکي تداخل ممکن د کنټرول سیګنالونو ته د خرابۍ ورکوي، چې د عملې ماشين په توګه د خرابۍ یا د کارول/بندولو لږ ورکوي. مثلاً، په یو UHV DC انتقال د پروژې کې د کنټرول کیبلونو په د لوړ کارنټو بوسبارو نږدې کې د ډېر وړاندې مغناطيسي تداخل ورکیږي، چې د بریکر د کارولو لږ ورکوي.

3.3 د کنټاکټ خرابۍ
3.3.1 خرابۍ د نښليک
د کنټاکټ خرابۍ عموماً شامل دي د کنټاکټونو د فرسایښت، د کنټاکټونو د مقاومت افزایش، او د کنټاکټونو د جوړولو. په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د لوړ کارنټو ته د بندولو وخت د ډېر ګرمی اقوه یې رامینځته کیږي، چې د کنټاکټونو سطح ته د فرسایښت ورکوي. د پرانیسي فرسایښت د کنټاکټونو سطح ته د غیر موکې شوالي ورکوي او د مقاومت افزایش ورکوي، چې د معمولي کارولو ته منفي تاثیر ورکوي. په شدیده حالتونو کې، د کنټاکټونو ممکن د جوړولو ته انجام ورکوي، چې د بریکر د کارولو ته د غیر موکې شوالي ورکوي.

3.3.2 د سبب تحلیل
د کنټاکټ خرابۍ د سببونه په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د لوړ کارنټو او د ډېر ګرمی اقوه یې د کنټاکټونو سطح ته د فرسایښت ورکوي. د لوړ کارنټو گردنه د جول حرارت ورکوي، چې د کنټاکټونو د ګرمی افزایش ورکوي، او د اقوه د ګرمی د فرسایښت افزایش ورکوي. بل، د کنټاکټونو د موادو خصوصیتونه او د تولید کیفیت د اقوه د فرسایښت ته د تاثیر ورکوي. د کنټاکټونو چې د ګرمی یا د اقوه د فرسایښت د کم خصوصیتونه لري، یا چې په د کم کیفیت پروسې کې تولید شول، د فرسایښت ته د ګډه تاثیر ورکوي. مثلاً، په یو UHV DC انتقال د پروژې کې د نیټرال بوسبار سرکیټ بریکر د کنټاکټونو چې د اقوه د کم مقاومت لري؛ په د مکرر مسدودولو وخت کې د شدیده فرسایښت ورکیږي، چې د کنټاکټونو د مقاومت افزایش ورکوي او د معمولي کارولو ته منفي تاثیر ورکوي.

3.4 د کارنټ ترانسفورمر خرابۍ
3.4.1 خرابۍ د نښليک
د کارنټ ترانسفورمر خرابۍ عموماً شامل دي د دویمې سټرېنو د بازولو، د سیمیاو د غیر موکې خرابۍ، او د کرنل د اشباع شوالي. په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د DC کارنټو د ډېر ورته کې د کارنټ ترانسفورمر ته د شدیده پرېسټرس ورکيږي، چې د هغوی ته د خرابۍ ته انجام ورکيږي. مثلاً، د دویمې سټرېنو بازولو ممکن د خطرناک ګټورولو یې رامینځته کیږي، چې د تجهیزاتو او کارکوونکو ته د خطر ورکيږي؛ د سیمیاو د غیر موکې خرابۍ ممکن د داخلی کوټې ورکيږي، چې د پیژني کیفیت کم کوي؛ او د کرنل د اشباع شوالي د پیژني خطا افزایش ورکيږي، چې د غلط حفاظتی کارولو ته انجام ورکيږي.

3.4.2 د سبب تحلیل
د کارنټ ترانسفورمر خرابۍ د سببونه شامل دي: نومبره، په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د افزاوي کارنټو د سیمیاو ته د ګرمی او د الکټروماغنېټيکي پرېسټرس ورکيږي، چې د غیر موکې خرابۍ ورکيږي. دوه، د غیر موکې خصوصیتونه په دوامداره توګه کم کوي، چې د ترانسفورمر ته د غیر موکې خرابۍ ته د آسانه انجام ورکيږي. بل، د غیر درست ډیزاین یا انتخاب- چې د غیر درست نومبرې کارنټ یا د پیژني کلاس- ممکن د کرنل د اشباع شوالي ته انجام ورکيږي. مثلاً، په یو UHV DC انتقال د پروژې کې د کارنټ ترانسفورمر د نومبرې کارنټ ډېر کم وي؛ په کانورټر والو مسدودولو وخت کې د کرنل د اشباع شوالي ته انجام ورکيږي، چې د کارنټو پیژني د غیر درست یې ورکيږي او د حفاظتی ریلې غلط کارول کوي.

د کنورټر ویل بلاکینګ په وخت کې د نیټرال بس بار سیرکټ بریکر خرابیو تیپونو له ځانګړې لپاره بهرنی ښودلو لپاره، دا مقاله ډیری UHV DC انتقالی پروژو د خرابیو ډیټا تحلیل کړي او په جدول ۲ کې نیټه کړي شوی دي.

جدول ۲: د UHV کنورټر ویل بلاکینګ په وخت کې د نیټرال بس بار سیرکټ بریکر خرابیو تیپونو له تناسب

۴. اقدامات پیشگیری و مقابله با خرابی‌ها در برش‌های میانی شین تحت شرایط بلاک شدن ولوله‌های تبدیل کننده UHV
۴.۱ اقدامات پیشگیری
۴.۱.۱ بهینه‌سازی انتخاب و طراحی تجهیزات
در مرحله ساخت پروژه‌های انتقال DC UHV، تأثیر شرایط ناهماهنگ مانند بلاک شدن ولوله‌های تبدیل کننده بر برش‌های میانی شین باید به طور کامل در نظر گرفته شود و انتخاب و طراحی تجهیزات به طور متناسب بهینه شود. باید اجزای کلیدی مانند برش‌های با عملکرد عایق بالا، تماس‌های مقاوم در برابر قوس الکتریکی، مکانیزم‌های عملکرد قابل اعتماد و ترانسفورماتورهای جریان با رتبه مناسب انتخاب شوند. به عنوان مثال، استفاده از دسته‌های سرامیکی با مواد و فرآیندهای ساخت عایقی پیشرفته می‌تواند قابلیت اطمینان عایق را افزایش دهد؛ مواد تماس با مقاومت قوی در برابر قوس الکتریکی عمر تماس را افزایش می‌دهد؛ و یک مکانیزم عملکرد خوب طراحی شده تضمین می‌کند که باز/بسته شدن دقیق و قابل اعتماد در شرایط مختلف عملکردی صورت گیرد.

۴.۱.۲ افزایش نظارت و نگهداری تجهیزات
باید یک سیستم نظارتی جامع برای نظارت مداوم بر پارامترهای عملکردی برش‌های میانی شین ایجاد شود، شامل پارامترهای الکتریکی، دما، فشار، لرزش و نشانگرهای حالت دیگر. از طریق تحلیل داده‌ها، می‌توان ریسک‌های خرابی بالقوه را زودرس شناسایی کرد. به عنوان مثال، می‌توان از ترموگرافی اینفراروت برای نظارت بر دماهای تماس‌ها و نقاط اتصال استفاده کرد؛ افزایش غیرعادی دما باعث انجام بازرسی‌ها و اقدامات اصلاحی می‌شود. نظارت آنلاین بر مقاومت عایق و تخلخل جزئی به ارزیابی وضعیت عایق کمک می‌کند. همچنین، نگهداری روتین شامل تمیزکاری، روغن کاری و گیرا کردن باید تقویت شود تا تضمین شود که تجهیزات در بهترین وضعیت عملکردی باقی بمانند.

۴.۱.۳ بهبود کیفیت محیط عملکردی
محیط عملکردی برش‌های میانی شین باید بهبود یابد تا تأثیرات منفی محیطی را کاهش دهد. به عنوان مثال، می‌توان سیستم‌های پاک‌سازی هوا را در زیرстанسیون‌ها نصب کرد تا آلودگی‌های هوایی و گازهای فرساینده را کاهش دهد؛ اقدامات کنترل رطوبت مؤثر مانند خشک‌کن‌ها می‌توانند شرایط خشک را حول تجهیزات حفظ کنند. در مناطق ساحلی یا با آلودگی صنعتی بالا، می‌توان روش‌های محافظتی خاص مانند پوشش‌های ضد فرسایش را اعمال کرد تا مقاومت تجهیزات در برابر تخریب محیطی را افزایش دهد.

۴.۲ اقدامات مقابله با خرابی‌ها
۴.۲.۱ استفاده از تکنولوژی‌های تشخیص سریع خرابی‌ها
وقتی که یک خرابی در برش‌های میانی شین شناسایی شود، باید از تکنولوژی‌های تشخیص سریع خرابی‌ها برای شناسایی دقیق نوع و علت اساسی خرابی استفاده شود. سیستم‌های تشخیص هوشمند، با ترکیب داده‌های عملکردی زنده و مشخصات خرابی، قادر به محل‌یابی سریع خرابی از طریq تحلیل داده‌ها و محاسبات مبتنی بر مدل هستند. به عنوان مثال، نظارت و تحلیل زنده پارامترهای جریان و ولتاژ می‌تواند به تعیین اینکه آیا خرابی عایق، آسیب تماس یا خرابی ترانسفورماتور جریان رخ داده است کمک کند؛ تحلیل لرزش می‌تواند مشکلات مکانیکی در مکانیزم عملکرد را برملا کند.

۴.۲.۲ تدوین روال‌های مقابله با خرابی‌های منطقی
روال‌های مقابله با خرابی‌های دقیق و منطقی باید تدوین شوند تا پاسخ سریع و موثر در صورت وقوع خرابی‌ها تضمین شود. این روال‌ها باید شامل گزارش خرابی، بازرسی محلی، تشخیص خرابی، برنامه‌ریزی تعمیر، اجرای تعمیرات، تست تجهیزات و تأیید اعتبار باشد. در طول این فرآیند، رعایت دقیق پروتکل‌های ایمنی برای حفاظت از افراد و تجهیزات ضروری است. به عنوان مثال، وقتی که با خرابی‌های عایق مواجه می‌شویم، باید ابتدا برق قطع شود و انرژی ذخیره شده تخلیه شود قبل از بازرسی و تعمیر؛ پس از جایگزینی قطعات، تست‌های دقیق و تأیید اعتبار باید تأیید کنند که عملکرد معیارهای مورد نیاز را برآورده می‌کند.

۴.۲.۳ تجهیزات پشتیبان اضطراری و برنامه‌های اضطراری
برای کاهش تأثیر خرابی‌های برش‌های میانی شین بر عملکرد سیستم، تجهیزات پشتیبان اضطراری باید موجود باشند و برنامه‌های اضطراری جامع تدوین شوند. در صورت وقوع خرابی شدید که نمی‌تواند به سرعت تعمیر شود، می‌توان از تجهیزات پشتیبان برای بازگرداندن عملکرد عادی سیستم استفاده کرد. نگهداری و تست منظم تجهیزات پشتیبان ضروری است تا تضمین شود که در وضعیت آماده‌باش خوب باقی بمانند. برنامه اضطراری باید روال‌های پاسخ اضطراری، مسئولیت‌های افراد، پروتکل‌های ارتباطی و سایر عناصر کلیدی را مشخص کند تا پاسخ اضطراری به طور مرتب و کارآمد انجام شود.

۵. نتیجه‌گیری
در زمان بلاک شدن ولوله‌های تبدیل کننده UHV، برش‌های میانی شین با خطرات متعدد خرابی‌ها مواجه می‌شوند، از جمله خرابی عایق، خرابی مکانیزم عملکرد، آسیب تماس و خرابی ترانسفورماتورهای جریان، که همه می‌توانند به طور قابل توجهی عملکرد ایمن و پایدار سیستم‌های انتقال DC UHV را تهدید کنند. با تحلیل دقیق مکانیسم بلاک شدن ولوله‌های تبدیل کننده و حالت عملکردی برش‌های میانی شین تحت چنین شرایطی، انواع خرابی‌های معمول و علل آن‌ها به طور واضح شناسایی شده‌اند که توسط مطالعات موردی دقیق پشتیبانی می‌شود. برای پیشگیری و مقابله مؤثر با این خرابی‌ها، باید اقدامات پیشگیرانه در انتخاب و طراحی تجهیزات، نظارت و نگهداری عملکردی و بهبود محیط عملکردی اتخاذ شود. همزمان، استراتژی‌های مقابله با خرابی‌ها، از جمله تکنولوژی‌های تشخیص سریع، روال‌های تعمیر استاندارد و سیستم‌های پشتیبان اضطراری باید اتخاذ شوند تا عملکرد قابل اعتماد سیستم‌های انتقال DC UHV را بیشتر افزایش دهند.