500kV suluq paralel reaktorların tətbiqi və standartları Braziliyada

1 Texniki xüsusiyyətlər və 500kV sux növ paralel reaktorun standart istinadları
1.1 Texniki xüsusiyyətlər

500kV sux növ paralel reaktor, süper yüksək voltajlı elektrik nəql sistemləri üçün neftsiz enerji cihazı, inkişaf etmiş izolyasiya, innovativ istifadəsi, optimallaşdırılmış elektromaqnit dizayn və modulyar struktura kimi asan xüsusiyyətlərə malikdir. Bu üstünlülər, gəmişdən neftli reaktorlardan daha yaxşı performans göstərir və yeni texniki standart tələblərinə səbəb olur.

• Inkişaf etmiş izolyasiya: Epoxy resina qalıxma və nanokompozitlərdən (nano-SiO₂ parçacıkları epoxy çöküş səviyyəsini təxminən 40% və qismi buraxış ilk voltajını 25% artırır) istifadə edilərək, izolyasiya və qismi buraxış mühümətliliyi artırılır. Bu ilham verici yenilik, standartlarda izolyasiya səviyyələri və qismi buraxış test metodlarının yenidən təyin edilməsinə səbəb olur.

• Innovativ istifadəsi: Kompozit struktur (çox kanallı zorlanmış hava soğutması + faz-deyişmə materialına dəstəklənən istifadəsi) isti nöqtələrin temperaturunun 60K-də qalmasını təmin edir (bu, IEC limitindən aşağıdır, sonlu element analizi və təcrübələrlə təsdiqlənib). Standartlarda yeni temperatur artım test metodları və limitlər lazımdır.

• Optimallaşdırılmış elektromaqnit dizayn: Çox qatlı paylaşılmış bobin və qradient izolyasiya elektrik sahənin paylanmasını optimallaşdırır, qısa mərhələdir. Sonlu element analizi, bobinlərdə maksimum elektrik sahə qüvvətinin təxminən 20% azalmasına göstərir. Standartlarda elektrik sahə paylanması və qısa mərhələdirliklərin qiymətləndirilmə metodu əlavə edilməlidir.

• Modulyar struktur: Eyni bazis birimlərdən serial şəkildə birləşdirilmiş, bu da istehsal, nəqliyyat və yerində quraşdırma prosesini asandır. Standartlarda intermodul bağlantı etibarlılığı və ümumi performans konsistensiyası üçün test tələbləri əlavə edilməlidir.

1.2 Texniki standartların istinadı və formalaşdırılması

500kV sux növ paralel reaktor texnologiyasının Brazyaliyada tətbiqində, texniki standartlar əhəmiyyətli rol oynadı. Tədqiqat komandası Brazyaliyanın ABNT NBR 5356 - 6 Transformerin hissəsi 6: Reaktorlar elektrik standartına dərin girdi və IEC 60076 - 6 Elektrik transformatorları - Hisse 6: Reaktorlar və IEEE Std C57.12.90 - 2021 Sıxlamaq nəqli, elektrik və idarəetmə transformatorları üçün standart test prosedurları kimi beynəlxalq standartları birləşdirərək, Brazyaliyanın kontekstinə uyğun 500kV sux növ paralel reaktor texniki spesifikasiyası hazırladı.

Spesifikasyonun hazırlanmasında asan nöqtələr:

• İzolyasiya səviyyəsi: Brazyaliyanın şəbəkəsi üçün adaptiv olaraq izolyasiya tələbləri artırıldı (yaxşı impuls dayanığı voltaj: 1550kV; iş impulsu dayanığı voltaj: 1175kV - Çinin standartlarından yüksək amma şəbəkəyə uyğun). NBR5356 - 6-yə əsasən, keçid impulsu testi Tz ≥ 1000 μs və Td ≥ 200 μs.

• Temperatur artımı və istifadəsi: Brazyaliyanın yüksək temperatur ortamı üçün, orta temperatur artımı limiti 60K-dən 50K-a endirildi (innovativ soğutma dizaynı, təhlükəsizliyi artırır). Kompozit soğutma strukturunun termal görüntü təhlili və uzun müddətli temperatur monitorinqi əlavə edildi.

• Zədələnmə tələbləri və hesablamalar: Brazyaliyanın standartlarına uyğun olaraq, 0.3% aralıq zədələnmə limiti təyin edildi. IEEE Std C57.12.90 - 2021 Anex B.2-nin istifadəsi ilə 50Hz-60Hz zədələnmə çevirmə modeli inşa edildi, bu da frekvanslar arasında dəqiqlik və müqayisə edilə bilən zədələnmə hesablamalarını təmin etdi.

• Mühit adaptivliyi: Brazyaliyanın ətir və nem mühit üçün, tuz buluduna, zənginləşməyə və UV-lərə qarşı tələblər əlavə edildi, bu da uzun müddətli etibarlılığı artırır. Təcrid edilmiş yaşlanma və nem-ətir dövr testləri formalaşdırıldı.

2 500kV sux növ paralel reaktorların Brazyaliyada tətbiqi
2.1 Texnologiyanın tətbiqi və standart adaptasiyası problemləri

500kV sux növ paralel reaktor texnologiyasının Brazyaliyanın elektrik sisteminə tətbiqi bir çox çətinliklərə səbəb olur, bu asan problemlərə həll tapmaq lazımdır:

• Texniki standart fərqləri: Brazyaliyanın ABNT NBR 5356 - 6 Transformerin hissəsi 6: Reaktorlar və Çinin GB/T 1094.6 - 2017 Elektrik transformatorları - Hisse 6: Reaktorlar strukturla oxşayır, lakin konkret tələblər və tətbiq detalları fərqlənir. Hər ikisi IEC 60076 - 6-ya istinad edir, amma milli ehtiyaclara uyğunlaşdırılır, izolyasiya səviyyələri, temperatur artım limitləri və zədələnmə hesablaması metodları fərqlənir. Bu fərqlər, texnologiyanın adaptasiyası zamanı dikkatli müalicə tələb edir.

• İklim adaptivliyi: Brazyaliyanın tropik iklimi (məsələn, Silvânia bölgəsi: illik ortalama temperatur >25°C, nisbi nemlik ≥80%) yüksək istifadəsi və izolyasiya tələbləri tələb edir. Bu ətir və nem mühit, gəmisən enerji cihazlarının izolyasiya və istifadə ömrünü ciddi şəkildə təhdid edir.

• Şəbəkə xüsusiyyətlərinə uyğunlaşma: Brazyaliyanın 500kV şəbəkəsi, Çinin eyni səviyyəli şəbəkələrindən təxminən 15% yüksək voltaj dalgalanmalarına malikdir, fərqli harmonik mühitlərə malikdir. Reaktorlar daha güclü voltaj adaptivliyi və anti-harmonik performans tələb edir.

• Yerləşdirilmiş əməliyyat və servis (O&M) tələbləri: Uzun müddətli etibarlı əməliyyat üçün, yerləşdirilmiş O&M imkanları və alışkanlıklar nəzərə alınmalıdır, texniki təlim, rezerv hissələrin təminatı və yerləşdirilmiş xidmətlər daxil olmaqla.

2.2 Texniki standartların tənzimlənməsi və innovasiyaları

Yuxarıda qeyd edilən problemləri həll etmək üçün, bu tədqiqat innovativ tədbirlər aldı, ən vacib olanı, yeni sux növ reaktorun faktiki istifadəsi və testlərinə əsasən proyektin əvvəlki texniki standartlarını və spesifikasiyalarını tənzimləməkdir. Bu, texniki adaptasiya problemlərini həll etdi və oxşar layihələr üçün əsas istinad təmin etdi.

Əsas texniki standart tənzimləmələri:

• Qismi buraxış testinin ləğv edilməsi: Sux növ reaktorlarda xarici korona təsiri, onların daxili qismi buraxışından çox daha yüksəkdir. Daxili qismi buraxış testi üçün yığınca təcrübə və kriteriyalar olmadığı və NBR 5356 - 11 - 2016-nın yalnız aşağı voltajlı sux növ transformatorlara (xarici təsir olmadan) tətbiq olunduğu, IEEE C57.21-nin sux növ paralel reaktorlara belə testlərin tətbiq olunmadığına görə, 500kV sux növ reaktorun qismi buraxış testi ləğv edildi.

• İzolyasiyanın və test zamanının optimallaşdırılması: Brazyaliyanın standartlarına əsasən, yaxşı impulsta dayanığı voltaj 1550kV, iş impulsta dayanığı voltaj 1175kV-dir. Reaktor impedansına görə, keçid impulsu testi zaman parametrləri Td ≥ 120 μs və Tz ≥ 500 μs kimi tənzimləndi.

• İstifadəsinin artırılması: Brazyaliyanın ətir və nem mühiti üçün, klass H (180°C) izolyasiya (gəmisən dizaynlardan 30°C yüksək istifadəsine malik) ilə yeni kompozit istifadə strukturunda inkişaf etdirildi. Termal simulyasiyalar, isti nöqtələrin temperaturunun 60K (dizayn limitlərindən aşağı) qaldığını göstərir.

• Zədələnmə hesablaması metodunun tənzimlənməsi: Reaktordan olan zədələnmə, bobinin DC direktsiya zədələnməsi (Pdc) və bobinin əlavə zədələnməsidir (Pa). Verilmiş reaktor strukturu üçün, Pdc və Pa, cürəntin kvadratına nisbətən orantılıdır. Transpond edilmiş kondüktorların istifadəsi və yalnız bir neçə kiçik konduktiv metal hissələrin (məsələn, bağlayıcılar) bağlamanın nöqtələrində olması (magnitik deyil) ilə, əlavə zədələnmə DC zədələnməsinin aşağı hissəsini təşkil edir. Test nəticələri, prototipin əlavə zədələnməsinin təxminən 9%-12% olduğunu göstərir, bu səbəbdən zədələnmə hesablaması düsturu aşağıdakı kimidir:

• Voltaj adaptivliyinin artırılması: Elektromaqnit dizaynın optimallaşdırılması ilə, təchizatın voltaj adaptivlik aralığı genişləndirildi, bu da Brazyaliyanın elektrik şəbəkəsindəki böyük voltaj dalgalanmalarına uyğunlaşdı. Eyni zamanda, təchizatın anti-harmonik performansı artırıldı və xüsusi bobin dizaynı ilə harmonik rejimlər azaldıldı.

3 Praktiki effektin və texniki standartların qiymətləndirilməsi
3.1 Praktiki effektin analizi

Silvânia Substation-da tətbiq edilərək, 500kV sux növ paralel reaktor möhkəm performans gösterdi. CEPRI-EETC03-2022-0880 (E) test raporuna əsasən, əsas göstəricilər:

• Zədələnmə səviyyəsi: Ölçülmüş zədələnmə: 58.367kW @ 80°C (60kW limitindən aşağı), bu da effektiv zədələnmə hesablaması və idarəetmə metodlarının təsdiqlənməsini təmin edir.

• Səs kontrolu: Ölçülmüş səs: 57dB(A) (80dB(A) tələbindən aşağı), bu da məhərətli səs kontrolu dizaynına görədir.

• Temperatur artımı performansı: Ortalama temperatur artımı: 22.9K; isti nöqtə artımı: 26.5K (hər ikisi dizayn limitlərindən aşağı), bu da Brazyaliyanın iklimi üçün yeni soğutma dizaynının təsdiqlənməsini təmin edir.

• Elektrik performansı: Testlərdə (yaxşı və iş impulsları) yaxşı performans göstərdi. ABNT NBR 5356 - 4/IEC 60076 - 4 parametrləri (T1, Td, Tz) iş impulsu üçün istifadə edildi, reaktor impedansını nəzərə alarak.

Bu, reaktorun Brazyaliyanın şəbəkəsində tətbiq edilməsinin və üstünlüyünün təsdiqlənməsini təmin edir, xüsusən də enerji effektivliyi və mühit korunması, təbii inkişaf üçün dəstək olur. Nəticələr, elmi və perspektivli texniki spesifikasiyaların təsdiqlənməsini də təmin edir.

3.2 Texniki standartların optimallaşdırılmasının qiymətləndirilməsi

Praktika və əməliyyat əsasında, komanda optimallaşdırma təklifləri edir:

• Zədələnmə limitləri: 500kV/20Mvar reaktorun zədələnmə limitini 60kW @ 80°C-dən 58kW @ 80°C-ə endirmək; zədələnmə hesablaması üçün 75°C istifadə etmək.

• Səs standartları: Standartları təkmilləşdirmək (məsələn, yaşıt evlərə yaxın substationlarda 75dB(A)); müxtəlif voltajlar altında səs nöqtələrini nəzərə almalı (məsələn, 600kV).

• Temperatur artımı limitləri: Ortalama temperatur artımı limitini 60K-dən 50K-a endirmək; B sinif izolyasiyanı (130°C temperatur indeksi, ortalama/hot-spot rises 60/90°C) təyin etmək.

• İzolyasiya koordinasiyası: Yaxşı impulsta dayanığı voltajı 1600kV (Brazyaliyanın tez-tez yaxşı şəkillərində) kimi yüksəltmək; neutral nöqtə izolyasiyası üçün 140kV elektrik dövründə kuru dayanığı təyin etmək. Test frekvansını (≥48Hz, nominalın 80%) və müddətini (≥60s) təyin etmək.

• Mühit adaptivliyi: Dəniz sahıllarında tuz buludu tələblərini əlavə etmək; EMF təsirini nəzərə almalı, boşluq təyin etmək. Dizaynda qoruyucu, zənginləşmə və UV qoruyucu qatlar istifadə etmək.

Bu təkliflər, reaktorun performansını və etibarlılığını artırır, gələcək standartları üçün yönəldicidir və Brazyaliyanın elektrik şəbəkəsinin effektiv, etibarlı və təbii inkişaf etməsinə kömək edir.