Uchambuzi wa Hatua za Kuzuia Mwanga Moto kwa Transformers za Maeneo

Uchambuzi wa Hatua za Usalama dhidi ya Reli kwa Watengenezi wa Usambazaji

Ili kuzuia kuingia kwa sura ya relino na kuhakikisha uendeshaji salama wa watengenezi wa usambazaji, makala haya yanatoa hatua zinazoweza kutumika za usalama dhidi ya relino ambazo zinaweza kuongeza uwezo wao wa kupinga relino.

1. Hatua za Usalama dhidi ya Relino kwa Watengenezi wa Usambazaji

1.1 Weka vakinzoa vya sura (surge arresters) upande wa shinikizo la juu (HV) wa mtengenezaji wa usambazaji.
Kulingana na SDJ7–79 Kanuni ya Kiufundi cha Uundaji wa Usalama dhidi ya Shinikizo la Juu la Vifaa vya Umeme: “Upande wa HV wa mtengenezaji wa usambazaji unapaswa kujaliwa kwa kawaida kwa vakinzoa vya sura. Muunganishi wa chini wa vakinzoa, kituo cha katikati cha mzunguko wa shinikizo la chini (LV), na tanki ya mtengenezaji vinapaswa kuunganishwa pamoja na kuchanjirwa.” Mfumo huu pia unapendekezwa katika DL/T620–1997 Usalama dhidi ya Shinikizo la Juu na Uhusiano wa Insulation kwa Vifaa vya Umeme vya AC vilivyotolewa na serikali ya umeme ya China.

Hata hivyo, utafiti mkubwa na uzoefu wa uwanja unaonyesha kwamba hata kama vakinzoa vya upande wa HV pekee, matatizo ya mtengenezaji bado yanatokea chini ya sura ya relino. Katika maeneo yanayowezekana, kiwango cha kipindi cha mwaka cha matatizo ni sawa na 1%; maeneo yenye relino mingi, kinaweza kufika hadi karibu 5%; na katika maeneo yenye mvua kali sana (kama maeneo yenye zaidi ya siku 100 za mvua kwa mwaka), kiwango cha kipindi cha mwaka cha matatizo kinaweza kufikiwa hadi karibu 50%. Sababu kuu ni shinikizo la juu la muda mfupi lililotokana na mbele na nyuma lililozingatiwa wakati sura ya relino inakuingiza mzunguko wa HV.

• Shinikizo la Juu la Kugeuzwa Nyuma:
  Wakati sura ya relino (3–10 kV) inakuingiza upande wa HV, vakinzoa hunyosha, kusababisha mtiririko mkubwa wa sura unavyopita kupitia upinzani wa chini, kuzalisha mdrop ya shinikizo. Hii inasababisha onyesho la shinikizo kwenye kituo cha katikati cha LV. Ikiwa mstari wa LV ni mrefu, unavyoshughulikia kama impendansi ya wave kwa chini. Kwa hiyo, mtiririko mkubwa wa sura unapita kupitia mzunguko wa LV. Kwa sababu vitri viwatu vya LV vina urefu sawa na mwelekeo, wanazalisha msimbo mkali wa flux ya zero-sequence, ambao kupitia uwiano wa geuza wa mtengenezaji, husababisha shinikizo kubwa cha muda mfupi mzunguko wa HV. Kwa sababu mzunguko wa HV umeunganishwa kama nyota bila kituo kilichochanjiriwa, hakuna mtiririko wa sura unaozunguka upande wa HV kusimamia flux hilo. Kwa hiyo, mtiririko wote wa sura wa LV unatumika kama sasa la magnetization, kuzalisha shinikizo kubwa kinachoundwa kwenye kiwango cha neutral cha HV ambapo insulation ina uwezekano mkubwa wa kuharibika. Pia, gradienti za shinikizo kati ya safu na kati ya coil zinazidi kiasi kikubwa, kinachosababisha uwezekano wa kuvunjika kwa insulation mahali pengine. Dhana hii - iliyozingatiwa na sura ya upande wa HV lakini inayosababisha shinikizo kupitia uhusiano wa electromagnetic wa LV - inajulikana kama ubadilishaji nyuma.
• Shinikizo la Juu la Kugeuzwa Mbele:
  Wakati sura ya relino inakuingia kupitia mstari wa LV, mtiririko wa sura unapita kupitia mzunguko wa LV, kusababisha shinikizo kubwa mzunguko wa HV kupitia uwiano wa geuza. Hii inasisitiza sana shinikizo cha neutral cha HV na inazidisha gradienti za shinikizo kati ya safu na kati ya coil. Mchakato huu - ambapo sura ya upande wa LV husababisha shinikizo juu ya upande wa HV - unaitwa ubadilishaji mbele. Majaribio yameonesha kwamba kwa sura ya 10 kV ya LV na upinzani wa chini wa 5 Ω, gradienti ya shinikizo kati ya safu mzunguko wa HV inaweza kuzidi nguvu ya kupokea sura ya wavu kamili ya mtengenezaji zaidi ya 100%, kinachosababisha vibadilisho vya insulation vibadilike.

1.2 Weka vakinzoa vya valve au vya oxide ya metal (metal oxide surge arresters) upande wa LV.
Katika mfumo huu, muunganishi wa chini wa vakinzoa vya HV na LV, kituo cha katikati cha LV, na tanki ya mtengenezaji wanapaswa kuunganishwa pamoja na kuchanjirwa (mara nyingi huitwa “muunganiko wa pointi nne” au “muunganiko wa tatu-kama-moja”).

Data za uwanja na majaribio yameshahidi kwamba hata kwa watengenezi wenye insulation bora, vakinzoa vya upande wa HV pekee havisaidii kuzuia uharibifu kutokana na shinikizo la juu la mabadiliko ya mbele au nyuma. Vakinzoa vya HV havusalimisi dhidi ya mabadiliko hayo yanayotokana ndani. Gradienti za shinikizo zinazopatikana kati ya safu na kati ya coil zinazingatia idadi ya geuza na zinategemea muundo wa mzunguko - vibadiliko vinaweza kutokea kwenye mwanzo, katikati, au mwisho wa mzunguko, na mwisho wa mwisho kuwa wenye uwezekano mkubwa wa kuharibika. Kuongeza vakinzoa vya upande wa LV huweza kuzuia shinikizo la juu la mabadiliko ya mbele na nyuma kikamilifu.

1.3 Chanzo tofauti kwa upande wa HV na LV.
Katika njia hii, vakinzoa vya HV vinachanjirwa kwa namna tofauti, wakati kituo cha katikati cha LV na tanki ya mtengenezaji vinapaswa kuunganishwa na kuchanjirwa kwa namna tofauti (bila vakinzoa vya LV).

Utafiti umeonesha kwamba njia hii hutumia uvimbezi wa ardhi ili kuepuka shinikizo la juu la mabadiliko nyuma. Kwa mabadiliko ya mbele, hesabu zinasema kwamba kupunguza upinzani wa chini wa LV kutoka 10 Ω hadi 2.5 Ω kunaweza kupunguza shinikizo juu ya upande wa HV kwa takriban 40%. Kwa usimamizi mzuri wa mfumo wa chini wa LV, shinikizo la juu la mabadiliko ya mbele linaweza kupunguzwa kikamilifu. Suluhisho hili ni rahisi na wenye gharama nafuu, ingawa linahitaji upinzani mdogo wa chini wa LV, kumpa thamani kubwa ya matumizi.

Pamoja na hayo, hatua nyingine ni kujenga mzunguko wa usawazishaji kwenye core ya mtengenezaji ili kuzuia shinikizo la juu la mabadiliko au kuweka varistors za oxide ya metal (MOVs) ndani ya mtengenezaji.

2. Matumizi ya Hatua za Usalama dhidi ya Relino

Uchambuzi uliotangulia unaonesha kwamba kila njia ya usalama ina sifa zake tofauti. Maeneo yanapaswa kuchagua strategia sahihi kulingana na nguvu ya mvua kila eneo (inayofanyiwa kipimo kama siku za mvua kwa mwaka):

• Maeneo yenye mwanga mdogo (kama vile msitu):Ingiza ya mvua tu kwenye toa la umeme kubwa ni inayokusaidia kutokana na kiwango chache cha vifatilia kila mwaka.
• Maeneo yenye mvua ya wastani:Weka ingiza za mvua upande wa umeme kubwa na ndogo.
• Maeneo yenye mvua nyingi:Mbinu moja mara nyingi hayakutosha. Inapendekezwa mbinu kamili: Ingiza ya mvua kwenye toa la umeme kubwa na kuweka mstari wazi, pamoja na ingiza ya mvua iliyohusishwa kwenye toa la umeme ndogo, mizizi ya umeme ndogo, na bakuli uliyoundwa kwenye mfumo wa mstari wazi mpya.
• Maeneo yenye mvua ngumu (hasa maeneo ambayo hata baada ya kuchukua hatua kamili, kiwango cha vifatilia kila mwaka bado ni kikubwa):Baada ya utafiti wa teknolojia na uchumi, zingatieni suluhisho mapya kama vile windia za kubalanshi zenye kudumu (yaani, transforma za kuzuia mvua za aina mpya) au ingiza za mvua za metal oxide zilizowekea ndani.

3. Mwisho

Mbinu za kuzuia mvua kwa transforma za usambazaji huwa tofauti sana, na masharti ya mahali huwa tofauti sana kutoka eneo la kilele kwa kilele. Kwa kutumia mikakati ya kuzingatia kulingana na masharti ya mahali, na kwa kuimarisha usimamizi wa kazi, wenyeji wanaweza kupunguza kiasi kikubwa cha vifatilia na kuboresha ukurasa wa kuaminika wa transforma za usambazaji dhidi ya mvua.