Mjadala kuhusu Matatizo ya Kilimiaji cha Gazi wakati wa Uwekezaji wa Vifungo vya Tanki katika Maeneo yenye Baridi sana

Maelezo Tekniki kuhusu Sulfur Hexafluoride (SF₆) Circuit Breakers na Changamoto za Gas Liquefaction

Circuit breakers wa SF₆, ambayo hutumia hesabu ya sulfur hexafluoride—iliyojulikana kwa uwezo mzuri wake wa kutumiza mshale na kuongeza kupambana—kama chombo cha kutumiza mshale, yamekuwa zinazotumiwa sana katika mifumo ya umeme. Wa circuit breaker hawa ni wazi kwa matumizi mara kwa mara na vyanzo vinavyohitaji utumiko wa haraka. Tani, circuit breakers wa SF₆ kutumika kwa kiwango cha umeme cha 110kV na juu. Lakini, kutokana na sifa fiziki za gasi ya SF₆, inaweza kukua kwa undani fulani na mvuto, kusababisha ukunguza wa ukunguza wa SF₆ gasi katika bakuli la circuit breaker. Wakati ukunguza unapopanda kwenye kiwango fulani, circuit breaker hupata kufunga kwa msingi. Katika eneo fulani la China, kama vile Inner Mongolia, Northeast China, Xinjiang, na Tibet, ambapo joto la mazingira linaweza kushikwa hadi -30°C au chini zaidi katika mwezi wa mchana, hatari ya kufunga kutokana na kuwa kwa undani la gasi ya SF₆ inatofautiana mara kwa mara.

Maelezo Fupi kuhusu Kukua kwa Undani la Gasi la SF₆

Gasi ya SF₆ ina ustawi kimia mkubwa. Ni gasi isio na rangi, isiyo na ladha, isiyo na rechi, na haingeweza kujipima kwa joto sahihi na mvuto, na ina uwezo mzuri wa kupambana na kutumia mshale.

Joto muhimu la gasi linamaanisha joto chenye gasi inaweza kukua kwa undani. Wakati joto likuwa juu zaidi kuliko hilo, gasi haiwezi kukua kwa undani bila kuhesabiwa kiasi gani cha mvuto.

Kwa "gasi za kibinafsi" kama oxygen, nitrogen, hydrogen, na helium, majukumu yao muhimu ni chini ya -100°C, kwa hiyo hatuna kufikiria kukua kwa undani kwa joto la mazingira. SF₆ gasi ni tofauti; joto lake muhimu ni 45.6°C. Inaweza kuendelea kuwa katika hali ya gasi tu wakati joto likuwa juu zaidi ya 45.6°C. Kwenye joto la mazingira, inaweza kukua kwa undani wakati mvuto wa nje upate kiasi fulani. Kwa hiyo, kwa vifaa vilivyovuliwa na gasi ya SF₆, tatizo la kukua kwa undani la gasi linapaswa kufikiriwa.

Mzunguko wa parametea ya hali ya gasi ya SF₆ unafanikiwa kwa Mchoro 1. Kwa undani wa gasi uliyokuwa sawa, ρ, kama joto kilipanda, mvuto wa gasi kunapanda pia. Wakati joto linalopanda hadi kiwango cha kukua kwa undani A kinachosalia hii ya gasi, gasi huanza kukua kwa undani, na ukunguza wa gasi hukua.

Uhalisia wa Mazingira

Kituo cha Ximeng Converter Station kiko katika Chaoke Wula Sumu, mji wa Xilinhot, wilaya ya Xilingol, eneo la Inner Mongolia. Na kiwango cha mita 914 na latitudi 44.2°, ina muda wa kusoma wa siku tano na miaka saba, na kihesabian kama eneo la joto dogo sana katika China. Katika shamba la AC filter ya kituo, imevuliwa 20 seti za 3AP3 DT tank-type circuit breakers imetayarishwa na Hangzhou Siemens, na kiwango cha umeme cha 550 kV. Wa circuit breaker hawa wanatumia density relays wenye uwezo wa kusambaza joto, na maonyesho yao yanapatikana kulingana na mabadiliko ya ukunguza wa gasi si kulingana na mabadiliko ya mvuto. Matumizi makuu ya wa circuit breaker yameonyeshwa kwenye Meza 1.

Katika mchakato wa kuweka, kuchanga gasi limefanyika kwa busara kabisa kulingana na parametea zilizotolewa na mtayarishi. Kiwango cha chanzo cha gasi kilichowekwa kwa 0.8 MPa, kiwango cha alarm kwa 0.72 MPa, na kiwango cha lock-out kwa 0.7 MPa (mvuto ya gauge kwenye 20°C). Mzunguko wa parametea ya hali ya gasi ya SF₆ unafanikiwa kwa Mchoro 2. Kama inavyoonekana kutoka kwenye mchoro, wakati bakuli anasafi na hakuna kuenea gasi, gasi ndani ya bakuli itakuwa kwa undani wakati joto likipanda hadi -18°C; alarm itapatafsiriwa wakati joto likipanda hadi -21°C; na wa circuit breaker atafungwa wakati joto likipanda hadi -22°C. Uhalisia wa mazingira wa kweli unafanikiwa kwa Mchoro 3.

Uhalisia wa mazingira wa kweli unafanana na matokeo yaliyopatikana kutoka kwenye mzunguko wa parametea ya hali.

 Kulingana na mazingira ya mchango wa mazingira na mwisho wa mchakato wa kuweka vifaa, wa circuit breaker wa tank-type walimaliza kuweka, kuchapa vacuum, na kuchanga gasi mwishoni mwa Novemba. Mipangilio ya mchakato na kuchapa gasi yamewezeka katika siku mbili za awali za Desemba. Wakati huo, joto la mazingira likuwa chini ya -22°C, na wa circuit breaker wote waliwepo walifungwa, kusababisha kuwa haiwezi kufanya mipangilio ya mchakato ya vifaa wa circuit breaker kwa kutosha na kwa hivyo kusababisha matarajio ya mchakato wa kituo nzima.

Solutions

Kwa mujibu wa malalamiko ya kufunga iliyosema hapo awali, zifuatazo zimehitajika:

Kureduce Quantity ya Kuchanga Gasi

Inaweza kuonekana kutoka kwenye mzunguko wa parametea ya gasi ya SF₆, wakati kiasi cha gasi ndani ya bakuli kinapungua, joto la kukua kwa undani litapungua, na joto la kufunga halisi litapungua pia. Kwa mfano, wakati kiwango cha chanzo cha gasi kilichorekebishwa kwa 0.56 MPa, joto la kukua kwa undani ni -28°C, na joto la kufunga ni -32°C. Wakati huo, joto la kukua kwa undani ni chini ya joto la mazingira, na hatutakuwa na malalamiko ya kufunga. Lakini, baada ya kupungua kiasi cha gasi, uwezo wa kufunga mshale na kupambana na wa circuit breaker wataondoka. Mbinu kama haya ambayo huathiri hali ya mwisho na uwezo wa vifaa yanapaswa kutathmini na kuthibitisha kwa busara kabisa na kwa mtayarishi kabla ya kutathmini.

Ikiwa hali ya mwisho ya vifaa hayatoshelewi, hiyo ni, kupungua kiasi cha gasi hadi kiasi fulani (kama vile 0.6 MPa) kabla ya mipangilio ya mchakato, na kurudia kiasi cha gasi hadi kiwango cha chanzo baada ya mipangilio ya mchakato na kuchapa gasi yakamilishwa. Mbinu hii inaweza kuonekana kuwa inawezekana, lakini kweli, haiwezi. Kwanza, baada ya kupungua kiasi cha gasi, uwezo wa kupambana wa wa circuit breaker unapungua. Bila utathmini sahihi, inapatikana kuwa wa circuit breaker atapunguka wakati wa mchakato wa kutahidi voltage. Pili, hata ikiwa mchakato unafanikiwa vizuri, matokeo ya mchakato hayana thamani ya kuzingatia. Mipangilio ya mchakato ya vifaa ni uchunguzi wa ubora wa kutayarisha na kuiweka vifaa, na inapaswa kufanyika baada ya kuiweka vifaa kwa busara kabisa. Na mchakato wa kuchanga gasi ni hatua moja ya mchakato wa kuiweka vifaa.

Kutumia Gasi Imechanganyika

Sasa, nyumbani na nje, kuna tabia za kupungua joto la kukua kwa undani kwa kuchanganya gasi ya SF₆ na gasi nyingine (kama vile CF₄, CO₂, na N₂) kwa kiasi fulani. Lakini, uwezo wa kupambana na kufunga mshale wa gasi imewezeshwa hauwezi kufika kile cha gasi safi ya SF₆. Kwenye mvuto sawa ya gasi, uwezo wa kufunga current wa wa circuit breaker ambaye amevuliwa na gasi imewezeshwa itakuwa chache kiasi cha 20% kuliko wa circuit breaker ambaye amevuliwa na gasi safi ya SF₆. Ikiwa tunataka kupata uwezo wa kupambana sawa, mvuto ya gasi imewezeshwa lazima iwe juu zaidi kuliko ya gasi safi ya SF₆.

Kwa mfano wa gasi imewezeshwa ya SF₆/N₂, anaweza kutumia fomu ya hisabati ifuatayo:

P_m=P_SF6(100/x%)^0.02

Katika fomu, Pm ni mvuto ya gasi imewezeshwa ili kupata uwezo wa kupambana sawa, P_SF6 ni mvuto ya gasi safi ya SF₆, na x% ni asilimia ya gasi ya SF₆ katika gasi imewezeshwa. Inaweza kuonekana kutoka kwa fomu, kwa gasi imewezeshwa ya SF₆/N₂ yenye 20% ya gasi ya SF₆, mvuto ya gasi inayohitajika ni mara 1.4 za gasi safi ya SF₆. Kwa wa circuit breaker wa mazingira, mvuto ya gasi inapaswa kufika 1.12 MPa, ambayo inapatikana kwa matarajio mapya kwa muundo mzima wa wa circuit breaker.

Kuweka Vifaa vya Kuchoma

Sababu kuu ya nje ya gasi ya SF₆ kukua kwa undani ni joto la mazingira liwe chini ya joto lake la kukua kwa undani. Ikiwa tutaweka heater wa tracing zaidi ya bakuli ili kuchoma bakuli na kuongeza joto lake, tatizo la kukua kwa undani litaweza kutatuliwa.

Wa circuit breaker wa tank-type wa Hangzhou Siemens huchukua trafag density relay wa Switzerland, ambayo ina uwezo wa kusambaza joto na maonyesho yake yanapatikana kulingana na mabadiliko ya ukunguza wa gasi si kulingana na mabadiliko ya mvuto. Msingi wa maonyesho ya density relay hii ni kusikiliza ukunguza wa gasi kwa kulingana na tofauti ya mvuto kati ya gasi ndani ya bakuli wa wa circuit breaker na gasi rasmi yenye density relay. Kama inavyoonekana kwenye Mchoro 7, wakati joto la mazingira linabadilika kwenye kiwango cha juu la joto la kukua kwa undani, mvuto wa gasi katika zipimo mbili zinabadilika pamoja, tofauti ya mvuto ni sifuri, expansion joint haisikii, na meter pointer haisikii; wakati gasi ndani ya bakuli hukua kwa undani au kuenena, mvuto wa gasi rasmi humpanda, expansion joint haisikii, kusababisha meter pointer haisikii.

Wakati joto la mazingira lipanda hadi joto la kukua kwa undani, heater wa tracing haitumika, na joto la bakuli humpanda pia. Hii hutengeneza tofauti ya joto kati ya gasi ndani ya bakuli na gasi ndani ya expansion joint, kusababisha tofauti ya maonyesho ya meter na kusababisha kuwa haiwezi kupatikana kwa usahihi hali ya kweli ya gasi ndani ya bakuli.

Malalamiko

Maandiko haya yameelezea mchakato wa kukua kwa undani wa gasi ya SF₆. Kuhusu tatizo la kukua kwa undani la gasi ya SF₆ lililotokana wakati wa kuiweka wa circuit breaker wa tank-type katika shamba la AC filter ya kituo cha Ximeng, tatu solutions zimehitajika na kutathmini: kupungua kiasi cha gasi, kubadilisha na gasi imewezeshwa, na kuongeza vifaa vya kuchoma. Kwa kutathmini na kulinganisha, tulipata kuwa kupungua kiasi cha gasi na kubadilisha na gasi imewezeshwa itaathiri uwezo wa kupambana na kufunga mshale, kwa hiyo hayaweze. Njia ya kutumia heater wa tracing ili kuchoma bakuli na kuzuia kukua kwa undani, ingawa italeta tofauti fulani katika maonyesho ya meter, itaweza kusaidia kufikia mchakato wa mifaa kwa kutosha, kwa hiyo ni suluhisho zaidi la busara.