Um ræðu við vandamálum sem tengjast gasskylding við uppsetningu tankabrytjara í erfitt kaldum svæðum

Teknisk útskýring á svafnríki heksafluoríd (SF₆) skynjunarbryggjum og vandræðum með gasslíkamskun

SF₆ skynjunarbryggjur, sem nota svafnríki heksafluoríd gass – þekkt fyrir sínar frægastu boganáttæktar- og öryggis eiginleika – sem boganáttæktarmiðil, eru víðtæklega notuð í rafbæna kerfum. Þessar bryggjur eru hentugar fyrir oft ofangang og atburði sem krefjast hraða afbrot. Í Kína eru SF₆ skynjunarbryggjur grunnlega notuð fyrir spennulögu 110kV og hærri. En vegna eiginleika SF₆ gasses, getur hann verið líkamsködd undir ákveðnum hita- og dreifipörsum, sem fer til að læsa þéttleika SF₆ gasses í tanka skynjunarbryggju. Þegar þéttleikinn lækur til ákveðins stigs, setja skynjunarbryggjurnar á lökkunarskydd. Í sumum svæðum Kínas, eins og Innenmeng, Norður-Kína, Xinjiang og Tibet, þar sem umhverfis hitinn getur nálgast -30°C eða lágari á vetrum, kemur lökkun vegna líkamskönnunar SF₆ gasses af tíma við tíma.

Stutt lýsing á líkamskun SF₆ gasses

SF₆ gass hefur mjög hátt efnaþríf. Það er ljóst, óþyngt, ósmellandi, ósvaðandi og óbrennandi gass við almennt hita- og dreifipör, með frægasta öryggis- og boganáttæktareiginleikum.

Kritískur hiti gasses merkir hæsta hitann sem gassinn getur verið líkamsköddur. Þegar hitinn er hærri en þetta gildi, getur gassinn ekki verið líkamsköddur neinni dreifi sem er lagð.

Fyrir „óendanleg gasser“ eins og syngas, kviknisgas, vatnshyggenjar og helium, eru kritískar hitastig þeirra undir -100°C, svo gasslíkamskun þarf ekki að taka tillit til við umhverfis hita. SF₆ gass er annaðhvort; kritískt hitastig hans er 45.6°C. Hann getur einungis haldið fast gassstöðu þegar hitinn er yfir 45.6°C. Við umhverfis hita, getur hann verið líkamsköddur þegar ytri dreifa nálgast ákveðið gildi. Því miður, fyrir tæki fullgöt SF₆ gassi, þarf að taka tillit til vandamáls gasslíkamskunar.

Staðaefnis dregur SF₆ gasses er sýnd á Mynd 1. Undir ákveðnu gassþéttleika ρ, lækur gassdreifinn í samræmi við minnkun hita. Þegar hitinn lækur til líkamskunarpunkts A sem samsvarar þessum gassþéttleika, byrjar gassinn að líkamsköstast, og þá lækur gassþéttleikinn.

Á staðnum

Ximeng Umskapaðar Stöð er staðsett í Chaoke Wula Sumu, Xilinhot Bær, Xilingol Ligi, Innenmengs Sjálfstæðu Öflug. Með hæð 914 metra og breiðu 44.2° hefur hann varmupérið sem langt og sjö mánuði og er flokkfaður sem hárkalds svæði í Kína. Í stöðvans AC síuskipun, eru sett upp 20 stök af 3AP3 DT tanka-skynjunarbryggjum framleiddum af Hangzhou Siemens, með tiltekins spenna 550 kV. Þessar skynjunarbryggjur eru búnaðar með þéttleiksgreinum sem hafa hitabókunareiginleika, og sýnir þær breytingar á gassþéttleika ekki dreifibreytingar. Aðal stök skynjunarbryggjanna eru sýnd í Tafla 1.

Á meginferlinu upphafssetningarins, var gassfullning gerð í strið við stök sem framleiðandi veitt. Tilték gassfullningsdreifa var stillt á 0.8 MPa, villuleitarstrengur á 0.72 MPa, og lökkunarskyddstrengur á 0.7 MPa (manometerstrengur við 20°C). Staðaefnis dregur SF₆ gasses er sýnd á Mynd 2. Sjá má af myndinni, að þegar tankinn er vel stoppaður og engin gassleka, mun gassinn í tankanum líkamsköstast þegar hitinn lækur til -18°C; villuleitarstrengur mun virkja þegar hitinn nálgast -21°C; og skynjunarbryggjan mun lokast þegar hitinn lækur til -22°C. Raunverulegt á staðnum er sýnt á Mynd 3.

Raunverulegt á staðnum samsvarar niðurstöðum sem fengu sér stað úr staðaefnis dreg.

 Samkvæmt raunverulegu á staðnum efnaupplysingum og virkja upphafsfærslu, voru tanka-skynjunarbryggjurnar fullgert upphafsfærslu, vakuumdragningu, og gassfullningu á endanum nóvembers. Virkja yfirlýsingarpróf og keyrsluverkefni voru samþykkta fyrstu tíu daga desembers. Þegar hitinn lá til undan -22°C, voru allar settar upp skynjunarbryggjur lokast, sem gerði ekki mögulegt að halda fram yfirskriftaskynjunarbryggju prufur og þannig áhrifaði byggingar skilyrði allrar stöðvarnar.

Lausnir

Í ljós af ofan neðan nefndum lokstöðum á staðnum, eru eftirfarandi lausnir komnar fram:

Lækkun á gassfullningargildi

Sjá má af SF₆ gass-staðaefnis dreg, að þegar gassfullningargildi innan í tanka lækkar, mun gasslíkamskunartempa læka, og samsvarandi lokstöðutempa mun líka læka. Til dæmis, þegar tilték gassfullningsdreifa er stilltur á 0.56 MPa, er líkamskunartempa -28°C, og lokstöðutempa -32°C. Þegar er líkamskunartempa lægra en umhverfis hitinn, mun ekki koma lokstöðu. En eftir lækkun gassfullningsgildis, mun boganáttæktar- og öryggiseiginleikar skynjunarbryggju bæði læka. Slíkar aðferðir sem gerir breytingar á lokastöðu tækis og áhrifa eiginleika þess, þarf að vera að fullu rannsakað og sannað af hönnunarvirki og framleiðanda áður en framkvæmd.

Ef lokastöðu tækis ætti ekki að breytast, þ.e. lækkun á gassfullningargildi til ákveðins gildis (svo sem 0.6 MPa) áður en yfirskriftapróf, og auka gassfullningargildi aftur til tilték gildis eftir próf og keyrsluverkefni hefur verið lokið. Þessi aðferð mun til að sjást hæfileg, en í raun er ekki. Fyrst, eftir lækkun gassfullningargildis, mun öryggiseiginleikar skynjunarbryggju læka. Ef ekki rétt sannað, er hætt á að skynjunarbryggjan mun brotna á standaþráðsprófi. Aðra, jafnvel ef prófið fer vel, munu prófunni ekki hafa viðmið. Yfirskriftaskynjunarbryggju próf er athugað af framleiðslu gæði framleiðanda og uppsetningar gæði uppsettarans, og ætti að vera gerð eftir að tæki hefur verið fullgert uppsett. Og gassfullning ferli er klart skref í tæki uppsetningar ferli.

Notkun blandagassa

Nú er heiman og utanlands, notkun til að læka líkamskunartempa með að blanda ákveðin hlutfall annarra gasser (svo sem CF₄, CO₂, og N₂) í SF₆ gass. En öryggis- og boganáttæktareiginleikar blandagasses kunna ekki að ná námi SF₆ gass. Undir sama gassfullningsdreifi, mun straumskiptarafl skynjunarbryggju fullgöt blandagass vera um 20% lægra en skynjunarbryggju fullgöt renn SF₆ gass. Ef sama öryggis eiginleikar ætti að ná, þarf gassfullningsdreifa blandagasses að vera hærri en renn SF₆ gass.

Til dæmis, fyrir SF₆/N₂ blandagass, má nota eftirfarandi reikniaðferð:

P_m=P_SF6(100/x%)^0.02

Í formúlunni, Pm er gassfullningsdreifa blandagasses til að ná sama öryggis eiginleikum, P_SF6 er gassfullningsdreifa renn SF₆ gass, og x% er hlutfall SF₆ gasses í blandagassinu. Sjá má af formúlnni, að fyrir SF₆/N₂ blandagass sem inniheldur 20% SF₆ gass, er nauðsynlegt gassfullningsdreifa um 1.4 sinnum renn SF₆ gass. Fyrir skynjunarbryggjuna á staðnum, þarf gassfullningsdreifa að ná 1.12 MPa, sem leggur nýjar kröfur á allar skynjunarbryggju skipulag.

Uppsetning hitadrauta

Aðal ytri ástæða fyrir SF₆ gasslíkamskun er að umhverfis hitinn sé lægri en líkamskunartempa. Ef hitadraut er sett upp um tanka til að hita tanka og hækka hita hans, getur líkamskunavandamálið verið laust.

Tanka-skynjunarbryggjurnar af Hangzhou Siemens nota sveisiska trafag þéttleiksgrein, sem hefur hitabókunareiginleika og sýnir breytingar á gassþéttleika ekki dreifibreytingar. Sýnilegar greinarnar vinna með að skoða gassþéttleika með að sameina dreifibreytingu milli gasses í skynjunarbryggju tanka og staðal gass sem þéttleiksgreinin bera. Sjá Mynd 7, þegar umhverfis hitinn breytist innan við skýfu yfir líkamskunartempa, breytast gassdreifar í tveimur gassherbergjum saman, dreifibreytingin er núll, útfyllingar tengill gerir ekki, og metilspegillinn gerir ekki; þegar gassinn í tanka líkamsköstast eða lekar, mun dreifa staðal gasses hækka, útfyllingar tengill gerir, og fer metilspegillinn.

Þegar umhverfis hitinn lækur til líkamskunartempa, fer hitadraut í gang, og hitinn í tanka hækkar. Þetta gerir hitamismun á milli gasses innan í tanka og gasses innan í útfyllingar tengilli, sem fer til að leiða til missréttar í metilspegils sýningu og hindra að hann sýni rétt gildi gasses innan í tanka.

Úrfærsla

Þessi ritgerð lýsir stutt líkamskunarferli SF₆ gasses. Um líkamskunarskilyrði SF₆ gasses sem komu fyrir við upphafsfærslu tanka-skynjunarbryggja í AC síuskipun Ximeng Umskapaðar Stöð, voru komnar fram þrjár lausnir og ræddar: lækkun á gassfullningargildi, skipta yfir í blandagass, og bæta við hitadrautum. Þrú á greiningu og samanburð, fannst að bæði lækkun á gassfullningargildi og skipta yfir í blandagass munu hafa áhrif á öryggis- og boganáttæktareiginleika gasses, svo það er ekki hæfilegt. Aðferðin til að nota hitadraut til að hita tanka til að forðast gasslíkamskun, þó mun leiða til vissar missréttar í metilspegils sýningu, mun tryggja framgang yfirskriftaskynjunarbryggju prufu, svo það er mikið hæfilegra lausn.