Talaan ng mga Katangiang Teknikal at Pamantayan ng Aplikasyon para sa 500kV Dry-type Shunt Reactors sa Brazil

1 Mga Katangian ng Teknolohiya at Sanggunian sa Pamantayan para sa 500kV Dry-type Shunt Reactors
1.1 Mga Katangian ng Teknolohiya

Ang 500kV dry-type shunt reactor, isang walang langis na kagamitan ng kapangyarihan para sa mga sistemang transmisyon ng ultra-high-voltage, ay may mga pangunahing katangian tulad ng napakabagong insulasyon, inobatibong pagdalisdis ng init, pinagplanoang disenyo ng electromagnetismo, at modular na estruktura. Ang mga adhikang ito, na mas mabuti kaysa sa mga tradisyonal na oil-immersed reactors, ay nagpapataas din ng mga bagong teknikal na pamantayan.

• Napakabagong Insulasyon: Gamit ang epoxy resin casting at nanocomposites (na may nano-SiO₂ particles na nagpapataas ng breakdown strength ng epoxy ng ~40% at partial discharge initial voltage ng 25%), ito ay nagpapataas ng insulasyon at resistensya sa partial discharge. Ang paglabas na ito ay humihiling ng pagbabago sa mga antas ng insulasyon at pamamaraan ng pagsusulit ng partial discharge sa mga pamantayan.

• Inobatibong Pagdalisdis ng Init: Ang kompositong estruktura (multi-channel forced air cooling + phase-change material-assisted heat dissipation) ay nagsasiguro na ang pagtaas ng temperatura ng mainit na bahagi ay nasa loob ng 60K (maliwanag na mas mababa kaysa sa mga limitasyon ng IEC, na na-verify gamit ang finite element analysis at mga eksperimento). Kailangan ng mga bagong pamamaraan ng pagsusulit/limitasyon ng pagtaas ng temperatura sa mga pamantayan.

• Pinagplanoang Disenyo ng Electromagnetismo: Ang multi-layer staggered winding at gradient insulation ay nag-o-optimize ng distribusyon ng elektrikong field, na nagpapabuti ng resistensya sa short-circuit. Ang finite element analysis ay nagpapakita ng ~20% na pagbawas sa maximum electric field strength sa mga winding. Dapat idagdag ng mga pamantayan ang mga pamamaraan ng pag-evaluate para sa distribusyon ng electric field at resistensya sa short-circuit.

• Modular na Estruktura: Binubuo ng serye ng konektadong magkatulad na basic units, na nagpapadali ng paggawa, transportasyon, at on-site installation. Kailangan ng mga pamantayan ang mga requirement ng pagsusulit para sa reliabilidad ng inter-module connection at konsistensiya ng kabuuang performance.

1.2 Sanggunian at Pagsusulat ng Teknikal na Pamantayan

Sa pag-apply ng teknolohiya ng 500kV dry-type shunt reactor sa Brazil, ang mga teknikal na pamantayan ay naglaro ng mahalagang papel. Ang research team ay nagsagawa ng malalim na pag-aaral sa electrical standard ng Brazil ABNT NBR 5356 - 6 Transformer Part 6: Reactors, at bininyagan ang mga internasyonal na pamantayan tulad ng IEC 60076 - 6 Power Transformers - Part 6: Reactors at IEEE Std C57.12.90 - 2021 Standard Test Procedures for Liquid-Immersion Distribution, Power, and Regulating Transformers, upang lumikha ng teknikal na specification para sa 500kV dry-type shunt reactor na tugma sa konteksto ng Brazil.

Mga pangunahing paksa sa panahon ng pagsusulat ng specification:

• Antas ng Insulasyon: Tugma sa grid ng Brazil, ang mga requirement ng insulasyon ay itinaas (lightning impulse withstand voltage: 1550kV; operating impulse withstand voltage: 1175kV – mas mataas kaysa sa Chinese standards pero tugma sa grid). Ayon sa NBR5356 - 6, switching impulse test Tz ≥ 1000 μs at Td ≥ 200 μs.

• Pagtaas ng Temperatura at Pagdalisdis ng Init: Para sa mataas na temperatura ng kapaligiran ng Brazil, ang limitasyon ng average temperature rise ay itinighten mula 60K hanggang 50K (gamit ang inobatibong disenyo ng paglalamig, nagpapataas ng seguridad). Idinagdag ang thermal imaging analysis at long-term temperature monitoring para sa composite cooling structure.

• Mga Requirement at Pagkalkula ng Loss: Nilayunin ayon sa mga standard ng Brazil na may 0.3% interference loss limit. Gamit ang Annex B.2 ng IEEE Std C57.12.90 - 2021, nabuo ang 50Hz-60Hz loss conversion model, na nagse-secure ng tama at kumparanibong pagkalkula ng loss sa iba't ibang frequencies.

• Paggamit sa Kapaligiran: Para sa mainit at mapanglaw na klima ng Brazil, idinagdag ang mga requirement ng anti-salt-fog, anti-pollution-flashover, at anti-UV upang palakasin ang matagal na reliabilidad. Nilikha ang mga pagsusulit tulad ng accelerated aging at humid-heat cycle tests.

2 Praktikal na Paggamit ng 500kV Dry-type Shunt Reactors sa Brazil
2.1 mga Hamon sa Pagpasok ng Teknolohiya at Pag-aangkop sa Pamantayan

Ang pag-apply ng teknolohiya ng 500kV dry-type shunt reactor sa sistema ng kapangyarihan ng Brazil ay nagbibigay ng maraming hamon, na nangangailangan ng solusyon sa mga pangunahing isyu:

• Differences sa Technical Standard: Ang ABNT NBR 5356 - 6 Transformer Part 6: Reactors ng Brazil at ang GB/T 1094.6 - 2017 Power Transformers - Part 6: Reactors ng China ay may magkaparehong estruktura ngunit may iba't ibang specific requirements at implementation details. Parehong tumutukoy sa IEC 60076 - 6 ngunit lokalize sa mga pangangailangan ng bansa, na may iba't ibang antas ng insulasyon, limitasyon sa pagtaas ng temperatura, at mga pamamaraan ng pagkalkula ng loss. Ang mga pagkakaiba-iba na ito ay nangangailangan ng maingat na pag-handle sa panahon ng pag-aangkop ng teknolohiya.

• Paggamit sa Kapaligiran: Ang tropikal na klima ng Brazil (halimbawa, Silvânia region: taunang average temperature >25°C, relative humidity ≥80%) ay nagbibigay ng mas mataas na demand sa pagdalisdis ng init at insulasyon. Ang ganitong mainit at mapanglaw na kapaligiran ay malaking hamon sa insulasyon at buhay ng serbisyo ng tradisyonal na kagamitan ng kapangyarihan.

• Paggamit sa Grid-Characteristics: Ang 500kV grid ng Brazil ay may voltage fluctuations na ~15% mas mataas kaysa sa same-level grids ng China, na may iba't ibang harmonic environments. Ang mga reactors ay kailangan ng mas malakas na voltage adaptability at anti-harmonic performance.

• Localized Operation & Maintenance (O&M) Needs: Upang matiyak ang matagal na reliable operation, dapat isipin ang localized O&M capabilities/habits, na kasama ang technical training, supply ng spare parts, at localized services.

2.2 Adjustment and Innovation of Technical Standards

Upang harapin ang mga hamon na ito, ang pag-aaral na ito ay gumamit ng mga inobatibong hakbang, na pinakamahalaga ay ang pag-aadjust ng pre-project technical standards at specifications batay sa aktwal na paggamit at pagsusulit ng bagong dry-type reactor. Ito ay nagsolusyon sa mga isyu ng teknikal na pag-aangkop at nagbigay ng mahalagang sanggunian para sa mga katulad na proyekto.

Mga pangunahing modification sa teknikal na pamantayan:

• Cancel Partial Discharge Test: Ang external corona interference sa dry-type reactors ay lubhang luma sa kanilang internal partial discharges. Wala pang mature testing methods/criteria para sa interference partial discharge, at dahil ang NBR 5356 - 11 - 2016 ay nag-apply lamang sa low-voltage dry-type transformers (walang external interference) at ang IEEE C57.21 ay nag-exempt ng dry-type shunt reactors mula sa mga pagsusulit na ito, ang partial discharge test para sa 500kV dry-type reactors ay kanselado.

• Optimize Insulation & Test Time: Ayon sa mga standard ng Brazil, ang lightning impulse withstand voltage ay 1550kV at operating impulse withstand voltage ay 1175kV. Dahil sa impedance ng reactor, ang switching impulse test time parameters ay in-adjust sa Td ≥ 120 μs at Tz ≥ 500 μs.

• Enhance Heat Dissipation: Para sa mainit at mapanglaw na klima ng Brazil, isinulong ang bagong composite heat-dissipation structure na gumagamit ng Class H (180°C) insulation (nagpapataas ng heat resistance ng 30°C kaysa sa traditional designs). Ang mga thermal simulations ay nagpapakita na ang hot-spot temperature rise ay nasa loob ng 60K (mas mababa kaysa sa design limits).

• Adjustment of Loss Calculation Method: Ang loss ng reactor ay binubuo ng DC resistance loss ng kanyang winding (Pdc) at additional loss ng winding (Pa). Para sa isang given reactor structure, parehong Pdc at Pa ay proportional sa square ng current. Gamit ang transposed conductors, at may iilan lamang na maliit na conductive metal components (tulad ng connectors) sa mga connection points (non-magnetic), ang additional loss ay nagsasangkot ng mababang proporsyon ng DC loss. Ang mga resulta ng pagsusulit ay nagpapakita na ang extra loss ng prototype ay ~9%–12%, kaya ang formula ng pagkalkula ng loss ay sumusunod:

• Enhancing Voltage Adaptability: Sa pamamagitan ng pag-optimize ng electromagnetic design, ang voltage adaptation range ng kagamitan ay in-expand upang makapag-cope sa malaking voltage fluctuations sa power grid ng Brazil. Samantalang, ang anti-harmonic performance ng kagamitan ay in-improve, at ang mga harmonic modes ay in-reduce sa pamamagitan ng espesyal na winding design.

3 Evaluation of Practical Effects and Technical Standards
3.1 Analysis of Practical Effects

Sa pamamagitan ng pag-apply sa Silvânia Substation, ang 500kV dry-type shunt reactor ay ipinakita ang kanyang kamangha-manghang performance. Ayon sa CEPRI-EETC03-2022-0880 (E) test report, ang mga key indicators:

• Loss Level: Measured loss: 58.367kW @ 80°C (mas mababa kaysa sa 60kW limit), na nagpapatunay ng epektibong pagkalkula/ng kontrol ng loss.

• Noise Control: Measured noise: 57dB(A) (mas mababa kaysa sa 80dB(A) requirement), dahil sa focused noise-control design.

• Temperature-Rise Performance: Average temp rise: 22.9K; hot-spot rise: 26.5K (parehong mas mababa kaysa sa design limits), na nagpapatunay ng bagong disenyo ng paglalamig para sa klima ng Brazil.

• Electrical Performance: Maganda ang performance sa mga pagsusulit (lightning/operating impulse). Ginamit ang ABNT NBR 5356 - 4/IEC 60076 - 4 parameters (T1, Td, Tz) para sa operating impulse, na kinokonsidera ang reactor impedance.

Ito ay nagpapatunay ng applicability/superiority ng reactor sa grid ng Brazil, lalo na sa energy efficiency/environmental protection, na sumusuporta sa sustainable development. Ang mga resulta rin ay nagpapatunay ng siyentipiko at forward-looking na teknikal na specs.

3.2 Technical Standard Optimization Evaluation

Batay sa praktikal na paggamit/operasyon, ang team ay nag-propose ng mga optimization:

• Loss Limits: Lower 500kV/20Mvar reactor loss limit mula 60kW @ 80°C hanggang 58kW @ 80°C; gamitin ang 75°C para sa reference ng pagkalkula ng loss.

• Noise Standards: I-refine ang mga standard (halimbawa, 75dB(A) para sa mga substation na malapit sa mga tirahan); isipin ang noise sa iba't ibang voltages (halimbawa, 600kV).

• Temperature-Rise Limits: Adjust ang average temp-rise limit mula 60K hanggang 50K; ispesipiko ang Class B insulation (130°C temp index, 60/90°C avg/hot-spot rises).

• Insulation Coordination: Raise ang lightning impulse withstand voltage hanggang 1600kV (para sa madalas na lightning sa Brazil); gamitin ang 140kV power-frequency dry-withstand para sa neutral-point insulation. Define ang test freq (≥48Hz, 80% ng rated) at duration (≥60s).

• Environmental Adaptability: Add anti-salt-fog reqs (coastal areas); isipin ang EMF impact, set spacing. Gamitin ang shields, anti-pollution/UV coatings sa disenyo.

Ang mga rekomendasyong ito ay nagpapataas ng performance/reliability ng reactor, nagbibigay ng gabay para sa mga future standards, at nakakatulong sa efficient, reliable, at sustainable na pag-unlad ng grid ng Brazil.