Mga Tala sa Teknikal na Katangian ng Aplikasyon at Pamantayan para sa 500kV Dry-type Shunt Reactors sa Brazil

1 Mga Katangiang Teknikal at Sanggunian sa Pamantayan ng 500kV Dry-type Shunt Reactors
1.1 Mga Katangiang Teknikal

Ang 500kV dry-type shunt reactor, isang walang langis na makinarya ng kapangyarihan para sa mga sistemang pagsasalin ng ultra-high-voltage, ay may mga pangunahing katangian tulad ng napakabagong insulasyon, inobatibong pagdilim ng init, optimisadong disenyo ng electromagnetiko, at modular na istraktura. Ang mga adhikang ito, na mas mabuti kaysa sa mga tradisyonal na oil-immersed reactors, ay nagpapataas din ng bagong teknikal na pamantayan ng hiling.

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

• Inobatibong Pagdilim ng Init: Ang kompositong istraktura (multi-channel forced air cooling + phase-change material-assisted heat dissipation) ay nagsasala ng temperatura ng mainit na lugar sa loob ng 60K (mas mababa kaysa sa hangganan ng IEC, naipapatotoo sa pamamagitan ng finite element analysis at eksperimento). Kailangan ng mga bagong pamamaraan ng pagsusuri ng pagtaas ng temperatura/limitasyon sa mga pamantayan.

• Optimisadong Disenyo ng Electromagnetiko: Ang multi-layer staggered winding at gradient insulation ay nag-o-optimize ng distribusyon ng elektrikong field, 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 magdagdag ang mga pamantayan ng mga pamamaraan ng evaluasyon para sa distribusyon ng electric field at resistensya sa short-circuit.

• Modular na istraktura: Binubuo ng serially connected identical basic units, nagpapadali ng paggawa, transportasyon, at on-site installation. Kailangan ng mga pamantayan ng mga requirement ng pagsusuri para sa inter-module connection reliability at kabuuang performance consistency.

1.2 Sanggunian at Pagsusulat ng Teknikal na Pamantayan

Sa paggamit ng teknolohiya ng 500kV dry-type shunt reactor sa Brazil, ang teknikal na pamantayan ay naglaro ng mahalagang papel. Ang research team ay nagsikap upang maunawaan ang Brazilian electrical standard ABNT NBR 5356-6 Transformer Part 6: Reactors, at pinagsama 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-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers, upang lumikha ng teknikal na specification para sa 500kV dry-type shunt reactor na tugma sa konteksto ng Brazil.

Ang mga pangunahing tinitiyak sa panahon ng pagsusulat ng specification:

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

• Pagtaas ng Temperatura at Pagdilim ng Init: Para sa mataas na temperatura ng kapaligiran sa Brazil, ang limitasyon ng average temperature rise ay binigyang diin mula 60K hanggang 50K (sa pamamagitan ng inobatibong disenyo ng pagdilim, nagpapataas ng seguridad). Idinagdag ang thermal imaging analysis at long-term temperature monitoring para sa kompositong istraktura ng pagdilim ng init.

• Mga Requirement at Pagkalkula ng Loss: In disenyo 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, isinagawa ang 50Hz-60Hz loss conversion model, na nag-aasikaso ng wasto at kumparableng pagkalkula ng loss sa iba't ibang frequency.

• Paggamit sa Kapaligiran: Para sa mainit at basa na klima ng Brazil, idinagdag ang mga requirement ng anti-salt-fog, anti-pollution-flashover, at anti-UV upang mapalakas ang matagal na reliabilidad. Nilikha ang mga pagsusuri 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 Introduksyon ng Teknolohiya at Pag-aangkop ng Pamantayan

Ang paggamit ng teknolohiya ng 500kV dry-type shunt reactor sa power system ng Brazil ay nagbibigay ng maraming hamon, na nangangailangan ng solusyon sa mga pangunahing isyu:

• Paghahanap ng mga 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 parehong istraktura ngunit may kaunting pagkakaiba sa mga specific requirements at implementation details. Parehong tumutukoy sa IEC 60076-6 ngunit lokalized sa mga pangangailangan ng bansa, na may pagkakaiba sa mga antas ng insulasyon, limits ng pagtaas ng temperatura, at mga pamamaraan ng pagkalkula ng loss. Ang mga pagkakaiba-iba na ito ay nangangailangan ng mabuting pag-aangkop sa panahon ng teknikal na pagbabago.

• 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 pagdilim ng init at insulasyon. Ang mainit at basa na kapaligiran ay malaking hamon sa insulasyon at buhay ng serbisyo ng tradisyunal na makinarya ng kapangyarihan.

• Pag-aangkop 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. Kailangan ng mga reactors ng mas malakas na voltage adaptability at anti-harmonic performance.

• Localized Operation & Maintenance (O&M) Needs: Upang matiyak ang matagal na reliable operation, dapat isaalang-alang ang localized O&M capabilities/habits, na sumasaklaw sa teknikal na pagsasanay, supply ng spare-parts, at lokal na serbisyo.

2.2 Pag-aadjust at Pag-innovate ng Teknikal na Pamantayan

Upang tugunan ang mga hamon, ang research 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 pagsusuri ng bagong dry-type reactor. Ito ay nagsagot sa mga isyu ng teknikal na pag-aangkop at nagbigay ng mahalagang sanggunian para sa mga katulad na proyekto.

Ang mga pangunahing teknikal na pagbabago ng pamantayan:

• I-cancel ang Partial Discharge Test: Ang external corona interference sa dry-type reactors ay lubhang lumampas sa kanilang internal partial discharges. Dahil wala pang mature testing methods/criteria para sa interference partial discharge, at sa konsiderasyon na ang NBR 5356-11-2016 ay lamang tumutukoy sa low-voltage dry-type transformers (walang external interference) at ang IEEE C57.21 ay i-exempt ang dry-type shunt reactors mula sa ganitong uri ng mga pagsusuri, ang partial discharge test para sa 500kV dry-type reactors ay i-cancel.

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

• Palakasin ang Pagdilim ng Init: Para sa mainit at basa na klima ng Brazil, isinagawa ang bagong composite heat-dissipation structure na gumagamit ng Class H (180°C) insulasyon (nagpapataas ng heat resistance ng 30°C kaysa sa traditional designs). Ang thermal simulations ay nagpapakita na ang hot-spot temperature rise ay nasa loob ng 60K (mas mababa kaysa sa design limits).

• Adjustment ng Pagkalkula ng Loss: Ang loss ng reactor ay binubuo ng DC resistance loss ng winding (Pdc) at ang additional loss ng winding (Pa). Para sa isang tiyak na istraktura ng reactor, ang parehong Pdc at Pa ay proporsyonal sa square ng current. Gamit ang transposed conductors, at may kaunti lamang na maliliit na metal components (tulad ng connectors) sa mga connection points (non-magnetic), ang additional loss ay may mababang proporsyon ng DC loss. Ang resulta ng pagsusuri ay nagpapakita na ang extra loss ng prototype ay ~9%-12%, kaya ang formula ng pagkalkula ng loss ay gayon:

• Palakasin ang Voltage Adaptability: Sa pamamagitan ng pag-optimize ng electromagnetic design, in-expand ang voltage adaptation range ng equipment upang makapag-respond sa malaking voltage fluctuations sa grid ng Brazil. Samantalang, in-improve ang anti-harmonic performance ng equipment, at in-reduce ang harmonic modes sa pamamagitan ng espesyal na disenyo ng winding.

3 Pagsusuri ng Praktikal na Epekto at Teknikal na Pamantayan
3.1 Analisis ng Praktikal na Epekto

Sa pamamagitan ng aplikasyon 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: Iminumungkahing loss: 58.367kW @ 80°C (mas mababa kaysa sa 60kW limit), na nagpapatotoo ng epektibong pagkalkula ng control ng loss.

• Noise Control: Iminumungkahing noise: 57dB(A) (mas mababa kaysa sa 80dB(A) requirement), dahil sa nakonsentradong disenyo ng kontrol ng noise.

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

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

Ang mga ito ay nagpapatotoo ng applicability/superiority ng reactor sa grid ng Brazil, lalo na sa enerhiyang efisiensiya at proteksyon ng kapaligiran, na sumusuporta sa sustainable development. Ang mga resulta rin ay nagpapatotoo ng siyentipiko at forward-looking na teknikal na specs.

3.2 Pagsusuri ng Optimization ng Teknikal na Pamantayan

Batay sa praktikal na paggamit at operasyon, ang team ay nagpropose ng mga optimization:

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

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

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

• Insulation Coordination: Itaas 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. I-define ang test freq (≥48Hz, 80% ng rated) at duration (≥60s).

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

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