सिंक सर्किट ब्रेकर स्थापना को दौरान गैस लिक्विफिकेशन सम्बन्धी समस्याको चर्चा सिम हिमशिम इलाकामा

SF₆ सर्किट ब्रेकर र गैस तरलीकरण को चुनौतीको तकनीकी विवरण

SF₆ सर्किट ब्रेकरहरू अपनाइएको छन् जहाँ आर्क-क्वेन्चिङ र इन्सुलेशनको उत्तम गुणवत्ता ज्ञात गैस सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF₆) आर्क-बिल्याउने माध्यमको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यी ब्रेकरहरू बारम्बार ऑपरेशन र उच्च गतिमा बिच्चेद गर्न आवश्यक अवस्थाहरूमा उपयुक्त छन्। चीनमा SF₆ सर्किट ब्रेकरहरू लगभग ११०kV वा त्यो भन्दा उच्च वोल्टेज लेवलमा प्रयोग गरिन्छन्। तर SF₆ गैसको भौतिक गुणहरूको कारण यसले निश्चित तापमान र दबावको शर्तहरूमा तरलीकरण हुन सक्छ, जसले सर्किट ब्रेकरको टंकीमा SF₆ गैसको घनत्व घटाउँछ। जब घनत्व निश्चित स्तरमा पुग्छ तब सर्किट ब्रेकरले सुरक्षा लक चलाउँछ। चीनका केही क्षेत्रहरू जस्तै इन्नर मोंगोलिया, उत्तर पूर्वी चीन, झियांग र तिब्बत जहाँ सानो ऋतुमा वातावरणीय तापमान -३०°C वा त्यो भन्दा ठूलो हुन सक्छ, यहाँ SF₆ गैसको तरलीकरणले लक चलाउने घटना अक्सर घटिन्छ।

SF₆ गैसको तरलीकरणको संक्षिप्त विवरण

SF₆ गैस अत्यधिक रासायनिक स्थिरता राख्छ। यो नैसर्गिक तापमान र दबावमा एक रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन र अग्निहीन गैस हो जसको इन्सुलेशन र आर्क-क्वेन्चिङ गुणवत्ता उत्तम छ।

गैसको महत्त्वपूर्ण तापमान गैसलाई तरलीकरण गर्न सकिने उच्चतम तापमान हो। यदि तापमान यसमाथि रहन्छ भने कुनै दबाव पनि लगाउँदा गैसलाई तरलीकरण गर्न सकिँदैन।

"पर्मानेन्ट गैस" जस्तै ऑक्सिजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन र हेलियमको महत्त्वपूर्ण तापमान -१००°C भन्दा ठूलो छ त्यसैले वातावरणीय तापमानमा गैसको तरलीकरण विचार गर्नुपर्दैन। SF₆ गैस अन्य छ। यसको महत्त्वपूर्ण तापमान ४५.६°C छ। यसले तापमान ४५.६°C भन्दा उच्च रहेको समय निरन्तर गैसीय अवस्था बनाएको रहन्छ। वातावरणीय तापमानमा यसले निश्चित दबाव पुग्दा तरलीकरण हुन सक्छ। त्यसैले SF₆ गैसले भरिएको उपकरणहरूमा गैसको तरलीकरणको समस्या विचार गर्नुपर्छ।

SF₆ गैसको अवस्था पैरामिटर वक्र चित्र १ मा देखाइएको छ। निरन्तर गैस घनत्व ρ को शर्तमा, तापमान घट्दा गैसको दबाव घट्छ। जब तापमान यस गैस घनत्वको तरलीकरण बिन्दु A भन्दा ठूलो हुन्छ तब गैस तरलीकरण शुरु हुन्छ र गैसको घनत्व घट्छ।

स्थानीय वास्तविक स्थिति

Ximeng Converter Station चीनको Inner Mongolia Autonomous Region, Xilinhot City, Xilingol League, Chaoke Wula Sumu मा अवस्थित छ। यसको ऊंचाई ९१४ मिटर र अक्षांश ४४.२° छ। यहाँ उष्णकटिबन्धीय क्षेत्रमा आफ्नो उष्णता अवधि छह महिना छ। यस स्टेशनको AC फिल्टर यार्डमा २० जोडी ३AP3 DT टैंक-प्रकारका सर्किट ब्रेकरहरू लगाएका छन्, जसको निर्धारित वोल्टेज ५५० kV छ। यी सर्किट ब्रेकरहरू तापमान-कम्पनसित घनत्व रिले सँग लगाएका छन्, जसको संकेत गैसको दबाव बदल बिना गैसको घनत्व बदलको रूपमा देखाइन्छ। सर्किट ब्रेकरको प्रमुख पैरामिटरहरू टेबल १ मा देखाइएका छन्।

इन्स्टॉलेशन प्रक्रियामा गैस भर्ने काम निर्माताले प्रदान गरेको पैरामिटरहरूको आधारमा गरिएको थियो। निर्धारित गैस भर्ने दबाव ०.८ MPa, चेतावनी दबाव ०.७२ MPa र लक दबाव ०.७ MPa (२०°C मा गेज दबाव) निर्धारित गरिएका थिए। SF₆ गैसको अवस्था पैरामिटर वक्र चित्र २ मा देखाइएको छ। चित्रबाट देखिन्छ कि टैंक अच्छी रीति बन्द र गैस रिस्न नभएको समय तापमान -१८°C पुग्दा टैंकमा गैस तरलीकरण हुन्छ; तापमान -२१°C पुग्दा चेतावनी चलाइन्छ; र तापमान -२२°C पुग्दा सर्किट ब्रेकर लक चलाइन्छ। वास्तविक स्थानीय स्थिति चित्र ३ मा देखाइएको छ।

स्थानीय वास्तविक स्थिति अवस्था पैरामिटर वक्रबाट प्राप्त गरिएको नतिजासँग सहमत छ।

 स्थानीय सामग्री आपूर्ति र उपकरण इन्स्टॉलेशन प्रगतिको आधारमा, टैंक-प्रकारका सर्किट ब्रेकरहरू नोभेम्बरको अन्तिम दिनहरूमा इन्स्टॉलेशन, वैक्युम-पम्पिङ र गैस भर्ने काम पूरा गरिएका थिए। उपकरणहरूको हस्तान्तरण परीक्षण र कमिशनिङ काम डिसेम्बरको पहिलो दशकमा एकत्रित गरिएका थिए। यस समय वातावरणीय तापमान -२२°C भन्दा ठूलो बाट गिरेको थियो, र सबै इन्स्टॉल गरिएका सर्किट ब्रेकरहरू लक चलाइएका थिए, जसले सर्किट ब्रेकर उपकरणहरूको हस्तान्तरण परीक्षण नियमित रूपमा गर्न सकिँदैन र यसले पुरा स्टेशनको निर्माण योजनाका नोडहरूलाई प्रभावित गर्यो।

समाधानहरू

उपरोक्त उल्लेखित स्थानीय लक घटनाहरूको आधारमा, निम्न समाधानहरू प्रस्तावित गरिएका छन्:

गैस भर्ने मात्रा कम गर्न

SF₆ गैसको पैरामिटर विशेषता वक्रबाट देखिन्छ कि जब टैंकमा भरिएको गैसको मात्रा कम गरिन्छ भने गैसको तरलीकरण तापमान घट्छ र त्यसको अनुरूप लक तापमान पनि घट्छ। उदाहरणका लागि, जब निर्धारित गैस भर्ने दबाव ०.५६ MPa मा समायोजित गरिन्छ भने तरलीकरण तापमान -२८°C र लक तापमान -३२°C हुन्छ। यस समय तरलीकरण तापमान वातावरणीय तापमानभन्दा निम्न छ, र यहाँ लक घटना घट्नेछैन। तर गैस भर्ने मात्रा कम गर्दा सर्किट ब्रेकरको आर्क-क्वेन्चिङ र इन्सुलेशन गुणवत्ता दुवै घट्छ। यस्तो तरिकाहरू जसले उपकरणको अन्तिम अवस्था र त्यसको गुणवत्तामा परिवर्तन ल्याउँछ, यसलाई लागू गर्नु आगे डिजाइन इकाई र निर्माताले गहिरो अध्ययन र प्रदर्शन गर्नुपर्छ।

यदि उपकरणको अन्तिम अवस्था बदल्न नहुन्छ, यानी गैस भर्ने मात्रा (जस्तै ०.६ MPa) लाई एक निश्चित मानमा घटाउँदा हस्तान्तरण परीक्षण गरिन्छ र परीक्षण र कमिशनिङ पूरा हुन्दा गैस भर्ने मात्रा निर्धारित मानमा फिर्ता भरिन्छ। यो तरिका देखिन्छ कि सम्भव हुन्छ, तर वास्तवमा यो नहुन्छ। पहिलो, गैस भर्ने मात्रा कम गर्दा सर्किट ब्रेकरको इन्सुलेशन गुणवत्ता बिगर्छ। यदि निश्चित प्रदर्शन छैन भने विद्युत टेस्टमा सर्किट ब्रेकर बिच्चेद भित्तिमा छेद हुन सक्छ। दोस्रो, यदि परीक्षण नियमित रूपमा पार गरिन्छ पनि, परीक्षणको नतिजा उपयोगी छैन। उपकरणको हस्तान्तरण परीक्षण निर्माताको उत्पादन गुणवत्ता र इन्स्टॉलरको इन्स्टॉलेशन गुणवत्ताको परीक्षण हो र यसलाई उपकरण इन्स्टॉलेशन पूरा हुन्दा गर्नुपर्छ। र गैस भर्ने प्रक्रिया उपकरण इन्स्टॉलेशन प्रक्रियाको एक चरण हो।

मिश्रित गैस प्रयोग गर्न

वर्तमानमा, घर र बाहिर दुई जगामा, अन्य गैसहरू (जस्तै CF₄, CO₂, र N₂) को एक निश्चित अनुपातले SF₆ गैसमा मिश्रण गर्ने गरी तरलीकरण तापमान घटाउने प्रथाहरू छन्। तर मिश्रित गैसको इन्सुलेशन र आर्क-क्वेन्चिङ गुणवत्ता शुद्ध SF₆ गैसको तुलनामा पुग्दैन। एउटै गैस भर्ने दबावमा, मिश्रित गैस भरिएको सर्किट ब्रेकरको विद्युत टोक रोक्ने क्षमता शुद्ध SF₆ गैस भरिएको सर्किट ब्रेकरभन्दा लगभग २०% कम छ। यदि एउटै इन्सुलेशन गुणवत्ता प्राप्त गर्न चाहिन्छ भने, मिश्रित गैसको गैस भर्ने दबाव शुद्ध SF₆ गैसभन्दा उच्च हुनुपर्छ।

SF₆/N₂ मिश्रित गैसको उदाहरण लिएको छ, यसको लागि निम्न गणना सूत्र प्रयोग गरिन सकिन्छ:

P_m=P_SF6(100/x%)^0.02

सूत्रमा, Pm एउटै इन्सुलेशन गुणवत्ता प्राप्त गर्न आवश्यक गैस भर्ने दबाव छ, P_SF6  शुद्ध SF₆ गैसको गैस भर्ने दबाव छ, र x%  मिश्रित गैसमा SF₆ गैसको प्रतिशत सामग्री छ।उपरोक्त सूत्रबाट देखिन्छ कि २०% SF₆ गैस भएको SF₆/N₂ मिश्रित गैसको लागि आवश्यक गैस भर्ने दबाव शुद्ध SF₆ गैसभन्दा लगभग १.४ गुना उच्च हुनुपर्छ। स्थानीय सर्किट ब्रेकरको लागि गैस भर्ने दबाव १.१२ MPa पुग्नुपर्छ, जसले सर्किट ब्रेकरको पूरा संरचनामा नयाँ आवश्यकता ल्याउँछ।

तापक उपकरण लगाउन

SF₆ गैसको तरलीकरणको मुख्य बाह्य कारण यो छ कि वातावरणीय तापमान त्यसको तरलीकरण तापमानभन्दा निम्न छ। यदि टैंकको चारिदिशमा तापक उपकरण लगाइ टैंकलाई ताप दिनु र यसको तापमान बढाउने गर्न सकिन्छ भने तरलीकरण समस्या समाधान गरिन सकिन्छ।

हांगझोउ Siemensको टैंक-प्रकारका सर्किट ब्रेकरहरू स्विस ट्राफाग घनत्व रिले प्रयोग गर्छन्, जसमा तापमान-कम्पनसित गुणवत्ता छ र यसको संकेत गैसको घनत्व बदल बिना दबाव बदलको रूपमा देखाइन्छ। यो घनत्व रिलेको संकेत नियम यो छ: सर्किट ब्रेकरको टैंकमा र घनत्व रिले द्वारा लिएको मानक गैसको बीचको दबाव अन्तरको तुलना गरी गैसको घनत्व निरीक्षण गर्ने। चित्र ७ देखाइएको छ, जब वातावरणीय तापमान तरलीकरण तापमान भन्दा उच्च रहेको रेंजमा परिवर्तन गर्दा, दुई गैस चेम्बरमा गैसको दबाव एकै समयमा परिवर्तन गर्छ, दबाव अन्तर शून्य छ, विस्तार जोड अपराध गर्दैन, र मीटर अंगुली चल्द