Սուրճի լիքվեցման խնդրի քննարկումը հողային սարքագրիչների տեղադրման ժամանակ սերունդյան շրջաններում
Սուլֆիդ հեքսաֆլուորիդ (SF₆) շղթայի դիմանը և գազի լիկվեցման խնդիրները. Տեխնիկական բացատրություն
SF₆ շղթայի դիմանները, որոնք օգտագործում են սուլֆիդ հեքսաֆլուորիդ գազ՝ որը հայտնի է իր լավ արկ հանգույցի և իզոլացիայի հատկություններով, որպես արկ-հանգույց միջոց, լայնորեն կիրառվում են էլեկտրաէներգետիկ համակարգերում: Այդ դիմանները համապատասխանում են հաճախակի գործողությունների և բարձր արագության հանգույցի պահանջներին: Չինաստանում SF₆ շղթայի դիմանները գրեթե միշտ օգտագործվում են 110kV-ից բարձր լարման մակարդակներում: Բայց, նախատեսված SF₆ գազի ֆիզիկական հատկությունների պատճառով, այն կարող է որոշակի ջերմաստիճան և սեղմում պայմանների դեպքում լիկվել, ինչը կարող է նվազեցնել շղթայի դիմանի տանկի մեջ SF₆ գազի խտությունը: Երբ խտությունը նվազում է որոշակի մակարդակի մինչև, շղթայի դիմանը կարող է ակտիվացնել պաշտպանական փակագիծը: Չինաստանի որոշ շրջաններում, ինչպիսին են Ներկային Մոնգոլիան, Հարավ-Արևելյան Չինաստանը, Սինքյան և Թիբետը, որտեղ ամբիոնային ջերմաստիճանը կարող է ներկայացնել -30°C-ից ներքև կամ նույնիսկ ավելի ցածր արժեքներ գալին երկրի աշխարհագրական պայմաններում, SF₆ գազի լիկվեցման պատճառով առաջացող փակագիծը տեղի է ունենում ժամանակի ընթացքում:
SF₆ գազի լիկվեցման կարճ նկարագրություն
SF₆ գազը ունի բարձրաստուգ քիմիական կայունություն: Սովորական ջերմաստիճան և սեղմում պայմաններում դա անգույն, անմուշ, անհամեղ և անյոթ գազ է, որը ունի լավ իզոլացիայի և արկ հանգույցի հատկություններ:
Գազի կրիտիկական ջերմաստիճանը նշանակում է այն ամենաբարձր ջերմաստիճանը, որի դեպքում գազը կարող է լիկվել: Երբ ջերմաստիճանը բարձր է այդ արժեքից, գազը չի կարող լիկվել որքան էլ արդեն սեղմում կիրառելու դեպքում:
"Պարmanent գազեր", ինչպիսիք են օքսիգենը, ազոտը, հիդրոգենը և հելիումը, որոնց կրիտիկական ջերմաստիճանները ներկայացնում են -100°C-ից ներքև արժեքներ, այդ պատճառով սովորական ամբիոնային ջերմաստիճաններում գազի լիկվեցումը չի պահանջվում: SF₆ գազը տարբեր է. դրա կրիտիկական ջերմաստիճանը 45.6°C է: Դա կարող է պահպանել հաստատուն գազային վիճակը միայն երբ ջերմաստիճանը բարձր է 45.6°C-ից: Սովորական ամբիոնային պայմաններում գազը կարող է լիկվել, երբ արտաքին սեղմումը հասնում է որոշակի արժեքի: Այդ պատճառով, SF₆ գազով լցված սարքերի դեպքում պետք է հաշվի առնել գազի լիկվեցման խնդիրը:
SF₆ գազի վիճակային պարամետրերի կորը ներկայացված է նկար 1-ում: Կայանական գազի խտության և ջերմաստիճանի նվազման պայմաններում գազի սեղմումը նվազում է համապատասխանաբար: Երբ ջերմաստիճանը նվազում է այդ գազի խտության համապատասխան լիկվեցման A կետին հասնում է, գազը սկսում է լիկվել, և գազի խտությունը նվազում է:
Արտադրանքային իրական պայմաններ
Սիմենս Հանգzhou-ի կողմից կառուցված 20 հավաքական 3AP3 DT տանկային շղթայի դիմաններ տեղադրված են Սիլինհոտ քաղաքի Չաոկե Վուլա Սումու մարզում, Ներկային Մոնգոլիայի ինքնակառավար շրջանում: Այն գտնվում է 914 մ բարձրության վրա և ունի 44.2° լայնություն: Այստեղ ամբիոնային ջերմաստիճանները կարող են հասնել -30°C-ից ներքև ձմեռը, որը դարձնում է այս շրջանը Չինաստանում խորը ցուրտ շրջան: Շղթայի դիմանները համապատասխանում են 550 kV նորմալ լարման մակարդակին և սահմանված են խտության ռելեն հետ, որը ունի ջերմաստիճանի կոմպենսացիայի ֆունկցիա, և դրանց ցուցանիշները նշում են գազի խտության փոփոխությունը, ոչ թե սեղմման փոփոխությունը: Շղթայի դիմանների հիմնական պարամետրերը ներկայացված են աղյուսակ 1-ում:
Տեղադրման ընթացքում գազի լցումը կատարվել է ստեղնող կողմի առաջարկած պարամետրերի համաձայն: Նորմալ գազի լցումը սահմանվել է 0.8 MPa նորմալ սեղմմամբ, անհատական սեղմումը 0.72 MPa-ով և փակագիծը 0.7 MPa-ով (20°C-ում սեղմումը): _SF₆_ գազի վիճակային պարամետրերի կորը ներկայացված է նկար 2-ում: Նկարից երևում է, որ երբ տանկը լավ փակ է և գազի հոսքը չկա, տանկի մեջ գազը կլիկվի երբ ջերմաստիճանը նվազի -18°C-ի, անհատական սեղմումը կակտիվացնի երբ ջերմաստիճանը հասնի -21°C-ի և շղթայի դիմանը կփակվի երբ ջերմաստիճանը նվազի -22°C-ի: Արտադրանքային իրական պայմանները ներկայացված են նկար 3-ում:
Արտադրանքային իրական պայմանները համապատասխանում են վիճակային պարամետրերի կորից ստացված արդյունքներին:
Արտադրանքային նյութերի առաջարկման և սարքավորումների տեղադրման ընթացքում տանկային շղթայի դիմանները կամարվել են նոյեմբերի վերջում, վակուումը և գազի լցումը կատարվել են դեկտեմբերի առաջին տաս օրերին: Այդ ժամանակ ամբիոնային ջերմաստիճանը նվազել է -22°C-ից ներքև, և բոլոր տեղադրված շղթայի դիմանները փակվել են, ինչը արգելացրել է սարքավորումների հանդարարության ստուգումը և ազդել է ամբողջ կայանի կառուցման գրաֆիկի հանգույցների վրա:
Լուծումներ
Այս առաջացած փակագիծը հաշվի առնելով, հետևյալ լուծումները են առաջարկվում:
Գազի լցումի քանակի նվազեցում
ՍF₆ գազի պարամետրերի կորից երևում է, որ երբ տանկի մեջ գազի լցումի քանակը նվազում է, գազի լիկվեցման ջերմաստիճանը նվազում է, և համապատասխանաբար փակագիծը նվազում է էլ: Օրինակ, երբ նորմալ գազի լցումը կարգավորվում է 0.56 MPa-ով, լիկվեցման ջերմաստիճանը դառնում է -28°C, և փակագիծը դառնում է -32°C: Այս ժամանակ լիկվեցման ջերմաստիճանը նվազում է ամբիոնային ջերմաստիճանից, և փակագիծը չի առաջանում: Այնուամենայնիվ, գազի լցումի քանակի նվազեցումից հետո շղթայի դիմանի արկ հանգույցի և իզոլացիայի հատկությունները նվազում են: Այսպիսի եղանակները, որոնք փոփոխում են սարքավորումների վերջնական վիճակը և ազդում են դրանց հատկությունների վրա, պետք է հանդիպեն խմբակային ուսումնասիրության և հաստատման առաջ ստեղնող կողմի և սարքավորումների կողմից առաջ իրականացումից առաջ:
Եթե սարքավորումների վերջնական վիճակը չի փոխվում, այսինքն, գազի լցումի քանակը նվազում է որոշակի արժեքի (օրինակ 0.6 MPa-ով) հանդարարության ստուգումից առաջ և նորից լցվում է նորմալ արժեքի հետ ստուգումից և աշխատանքի սկսումից հետո: Այս եղանակը կարող է թվալ արդիական, բայց իրականում չէ: Առաջին հերթին, գազի լցումի քանակի նվազեցումից հետո շղթայի դիմանի իզոլացիայի հատկությունները կարող են վարվել ավելի վատ: Առանց ճշգրիտ հաստատումների հնարավոր է շղթայի դիմանը կոտրվել կարող է լինել ստուգումի ընթացքում: Երկրորդ հերթին, նույնիսկ եթե ստուգումը հաջողությամբ անցնում է, արդյունքները չեն ունենում արժեք: Սարքավորումների հանդարարության ստուգումը հանդիսանում է սարքավորումների արդյունավետության և տեղադրման արդյունավետության ստուգումը և պետք է կատարվի սարքավորումների տեղադրումը լրությամբ ավարտելուց հետո: Իսկ գազի լցումը հաստատում է սարքավորումների տեղադրման համար անպայման քայլ է:
Միշտ գազի օգտագործում
Այժմ և արտասահմանում գոյություն ունի գազի լիկվեցման ջերմաստիճանը նվազեցնելու գործնականություն, որը ներառում է այլ գազերի (օրինակ CF₄, CO₂, N₂) ավելացումը SF₆ գազին որոշակի հարաբերությամբ: Այնուամենայնիվ, միշտ գազի իզոլացիայի և արկ հանգույցի հատկությունները չեն կարող հասնել նույն մակարդակի միայն SF₆ գազի համար: Նույն գազի լցումի սեղմման դեպքում միշտ գազով լցված շղթայի դիմանը կունենա մոտ 20% ցածր հոսանքի հանգույցի համար համեմատած միայն SF₆ գազով լցված շղթայի դիմանի հետ: Եթե նույն իզոլացիայի մակարդակը ստանալու համար, միշտ գազի լցումի սեղմումը պետք է լինի բարձր քան SF₆ գազի լցումի սեղմումը:
Օրինակ, սF₆/N₂ միշտ գազի դեպքում հետևյալ հաշվարկի բանաձևը կարող է օգտագործվել:
Pm=PSF6(100/x%)0.02
Բանաձևում, Pm է միշտ գազի լցումի սեղմումը նույն իզոլացիայի մակարդակը ստանալու համար, PSF6 է միայն SF₆
