Anúlú Iarrachtaí Riaracháin in 12 kV Air-Insulated RMUs Trí Úsáid Deseáil Grádúcháin

Dyson

Réimse: Stair ar Leictreachais

China

In éinneacht leis an gclúdach príomhshonrach i roinnt cinn de 12kV air-insulated ring main unit (RMU), déantar anailís ar an díolúine reatha agus a chothromacht timpeall air, ag measúnú an fógra insuláide ag an bpointe seo, agus trí uathbhreathnú struchtúrtha, é a lorg a laghdú agus an fógra insuláide a ardú, ag tarraingt ar an mBuiséad do dheitheanna insuláide den chineál céanna.

1 Struchtúr Air-Insulated Ring Main Unit

Tá an modúil struchtúrach trí-diminsiúnta den RMU air-insulated atá á staidéar sa léirmheas seo léirithe in Ardán 1. Úsáidtear comhbhunadh a bhunaíonn switch vácuim le switch trí-shuíomh, agus tá an switch trí-shuíomh suite ar an busbar láthair - i.e., tá an switch trí-shuíomh suite ar an gcuid ós mo chionn den RMU, agus tá an switch vácuim suite sa chuid íseal i struchtúr pól solíde-sealed. Ó tá an switch vácuim incapsulated laistigh den phól, tá a taobh amuigh clúdaithe le résein epóxi, atá le ráite go bhfuil a chuid propartacha insuláide go mór níos fearr ná aer, agus mar sin, freastalaíonn sé ar riaghais insuláide.

Chomh maith leis, úsáidtear forainmneacha agus díolúine arc-shaped ag an bpunt sínithe den busbar sa pól solíde-sealed, le hamhras silicone rubber, chun na ceisteanna partial discharge sa réigiún seo a laghdú go héifeachtach. Tá na spásanna insuláide idir busbars agus go dtí talamh dearbhte de réir na nriaghais insuláide cothroime agus freastalaíonn siad ar an riail.

Bhíonn an scian sonraithe trí-shuíomh ag brath ar aer mar meán insuláide. Mar chomhcheilg móibíl, tá a struchtúr lán de na codarsná metalacha cosúil le pins, springs, disc springs, agus circlips chun an t-ionchúis brú idir na pointí sonraithe a mhéadú. Ach, mar gheall ar an ngné shonrach agus casta na ndearga metalacha seo, is féidir leis an díolúine reatha a bheith go mór neamhchothrom, ag cur isteach ar partial discharge agus riscaí buailte, rud a thugann tionchar diúltach ar an fógra insuláide ag an bpointe seo.

Mar sin, tá an dearadh leictreach den struchtúr seo go háirithe tábhachtach. De réir riaghais dearachta na feirc, caithfidh an break sonraithe a dhéanamh faoi voltage seasta gearr-amach AC 50kV, le spás leictreach dírithe 100mm. Mar gheall ar an castacht an scian sonraithe, cuireann gradú shields ar an dá thaobh den scian le chéile chun cothromacht an díolúin reatha a ardú agus partial discharge a laghdú. Tá an modúil trí-diminsiúnta den switch trí-shuíomh léirithe i Ardán 2. Déantar anailís módúil reatha ar an gbreak sonraithe sa léirmheas seo.

2 Anailís Módúil

Úsáidtear bogearraí feidhmíochta deacrachta chun anailís módúil reatha a dhéanamh ar an ring main unit, ag anailís an díolúin reatha ag an break sonraithe faoin 50 kV rated short-time power-frequency withstand voltage speisialta. Bhí dhá chás simuláid eilecstaic field i gcoinne:

Cás 1: Tá an láthair busbar (taobh an teagmhais sonraithe) ag potensial íseal (0 V), agus an láthair líne (taobh barr an scian sonraithe) ag potensial ard (50 kV).
Cás 2: Tá an láthair busbar (taobh an teagmhais sonraithe) ag potensial ard (50 kV), agus an láthair líne (taobh barr an scian sonraithe) ag potensial íseal (0 V).

Fuair an díolúin reatha ag an bpointe is airde don dá chás trí módúil. Tá an díolúin reatha ag barr an scian sonraithe faoin Cás 1 léirithe i Ardán 3, agus an díolúin ag an teagmhas sonraithe faoin Cás 2 léirithe i Ardán 4. Sa Chás 1, fuarthas an díolúin reatha is airde ag deireadh an gradú shield, ag 7.07 kV/mm; sa Chás 2, fuarthas an díolúin is airde ag an gcomharra chamfered den teagmhas sonraithe, ag 4.90 kV/mm.

Is 3 kV/mm an t-ardtús reatha criticiúil tíocha do aer. Mar a léirítear i nArdáin 3 agus 4, cé go bhfuil an díolúin reatha i formhór na n-áiteanna ag an break sonraithe lasmuigh de 3 kV/mm - nach leor chun buailte a chur ar bun - os cionn de réimsí áitiúla an treochoipe, ag cur isteach ar partial discharge. Nuair a athraíonn an aer ó tionscalach go haimhe, laghdáil a chumas insuláide [10], ag laghdú ar an t-ardtús reatha criticiúil go híomháíochta lú ná 3 kV/mm. Comh maith leis, is féidir le díolúin reatha go mór neamhchothrom an t-ardtús buailte aer a laghdú, ag ardú ar an gcosaint agus ar an gcríoch buailte. Chun éifeacht na rudaí comhshaoil amach ar an meán insuláide aer a laghdú agus cothromacht an díolúin a ardú, déantar measúnú ar an díolúin reatha agus ar an leibhéal withstand voltage ar fud an break sonraithe, ag tarraingt ar an mBuiséad do ardú ar an gcumas insuláide an break.

3 Carachtair Insuláide Aer

3.1 Measúnú Co-fhactor Neamhchothromachta Díolúin Reatha

I mbreiso, níl díolúin reatha go hionracaithe ann; tá gach díolúin reatha go hanraithe neamhchothrom. Bunaithe ar an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha f, roghnaítear díolúin reatha in dhá chineál: nuair atá f ≤ 4, tá an díolúin reatha go mór neamhchothrom; nuair atá f > 4, tá an díolúin reatha go mór neamhchothrom. Is é an co-fhactor neamhchothromachta f = Eₘₐₓ / Eₐᵥ, áit a bhfuil Eₘₐₓ an t-ardtús reatha áitiúil is airde, a fhágtar ón luas forleathan sa torthaí simuláid, agus Eₐᵥ an t-ardtús reatha meán, a ríomhtar mar an t-oltage a chuirtear i bhfeidhm roinnte ar an spás leictreach is lú.

Ó Ardán 3, Eₘₐₓ = 7.07 kV/mm agus Eₐᵥ = 0.5 kV/mm. Mar sin, is é an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha ag an break sonraithe f = 14.14 > 4, rud a léiríonn díolúin reatha go mór neamhchothrom. I réigiúin le díolúin reatha go mór neamhchothrom, is féidir le partial discharge stiúrtha a tharla, agus is minic a bheith níos conspóideach an partial discharge agus níos mó an méid an discharge. Do RMU 12 kV, is gá go mbeadh an suim iomlán partial discharge ar fud an chiste níos lú ná 20 pC [5,11]. Mar sin, laghdú ar an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha cabhrann le laghdú ar an leibhéal partial discharge.

3.2 Measúnú Ar Voltage Withstand Aer

Tá an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha ag éifeachtaí ar an withstend voltage aer seosta. Nuair atá an díolúin reatha go mór neamhchothrom, is é an withstend voltage:

áit a bhfuil U an withstend voltage; d an spás leictreach is lú idir electrodes; k an facteur ionsaitheach, gnách a bheith idir 1.2 agus 1.5 de réir taithí; agus E₀ an t-ardtús reatha buailte gas. In iontaofacht, tá an t-ardtús reatha buailte seo ag brath ar an cuma speisialta de dhá electrode, agus an t-ardtús reatha buailte aer ag athrú le helectrode structures agus spás leictreach éagsúla. Le haghaidh anailís cothrom, asumtar sa léirmheas seo gur 3 kV/mm é E₀. Mar a léirítear i Samhla (1), is féidir an spás leictreach is lú d a mhéadú agus an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha f a laghdú chun an withstend voltage an meán insuláide aer a ardú.

Nuair a bhíonn díolúin reatha go mór neamhchothrom, do electrodes le spás leictreach is lú laistigh den réimse 100 mm, is é an withstend voltage a ríomhtar mar leanas:

Sa samhla, tá U50%(d) a léiriú ar an 50% breakdown voltage de electrode faoi spás leictreach d leictreach speisialta lightning impulse tests. I díolúin reatha go mór neamhchothrom, tá an t-ardtús reatha buailte go mór instiochtach, agus tá an t-am lag ag an t-discharge níos faide, ag cur isteach ar an stabilitate an t-ardtús reatha buailte. I réimsí innealtóireachta praiticiúla, déantar U50%(d) a aimsiú trí multiple lightning impulse tests a dhéanamh agus an t-oltage a chuirtear i bhfeidhm a aithint áit a bhfuil 50% dóchas buailte. Tá an t-ardtús reatha buailte seo go dlúth gaol le struchtúr an feirc agus le cothromacht an díolúin reatha. Tá sé dearbhte gur laghdú ar an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha cabhrann le laghdú ar an spás leictreach, ag ardú ar an t-ardtús reatha buailte, agus mar sin, ag ardú ar an withstend voltage. Mar sin, is féidir le laghdú ar an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha cabhrú le laghdú ar an withstend voltage an break sonraithe.

4 Uathbhreathnú Struchtúr

Chun cothromacht an díolúin reatha timpeall barr an scian sonraithe a ardú agus an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha a laghdú, déantar uathbhreathnú ar struchtúr an gradú shield. Tá modhail gradú shield roimh agus tar éis uathbhreathnú léirithe i Ardán 5, agus tuairisc ar a chloiche i Ardán 6. Mar a léirítear i nArdán 6, i gcomparáid leis an dearadh roimh uathbhreathnú, tá an gradú shield uathbhreathnithe le taobh níos tiubha le coinneáil rounded, ag ardú an raidhse corner ó 0.75 mm go 4 mm. Tá an t-ardú seo ag cur isteach ar an raidhse curvature, ag iarraidh ar an díolúin reatha a bheith níos cothrom. Tá an díolúin reatha timpeall barr an scian sonraithe uathbhreathnithe léirithe i Ardán 7. Ón Ardán 7, is é an t-ardtús reatha is airde a laghdú go 3.66 kV/mm, go leor níos lú ná a luas forleathan, ag léiriú ar an t-ardú.

De réir an tsamhla roinntar $f = E_{ma x} / E_{a v}$ , is é an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha tar éis uathbhreathnú 7.32, a laghdú go leor níos lú ná roimh uathbhreathnú.

Léiríonn sé seo go bhfuil an t-ardú go mór ar an díolúin reatha timpeall barr an scian sonraithe, ag léiriú go raibh an uathbhreathnú struchtúrtha éifeachtach. Tá comparáid na dta abair roimh agus tar éis uathbhreathnú an gradú shield léirithe i Bhoráil 1. Mar a léirítear i Bhoráil 1, tá an gradú shield uathbhreathnithe ag laghdú ar an gcríoch buailte discharge idir na breaks sonraithe. Ach, fós tá an díolúin reatha idir na breaks sonraithe go mór neamhchothrom, rud a léiríonn go bhfuil a withstend voltage fós á aimsiú ag $U_{50%} (d)$ . Is féidir an t-ardú ar an withstend voltage a chur i bhfeidhm trí thástáil áit.

Tá an t-ar aghaidh seo ag coimeád na dtábhachtachtaí teicniúla agus na gcomhthéacs a chuirtear ar fáil sa téacs dúchasach, ag cur cinneachta agus cruinneasa ar fáil do lucht labhartha an Bhéarla.

5 Tástáil Éifeachtaí

Chun éifeacht anailís módúil a chur i bhfeidhm, rinneadh tástáil partial discharge ar 12 kV air-insulated ring main unit. Rinneadh trí phróitóip (Uimhir 1 go 3) a ullmhú. Rinneadh tástáil partial discharge ar dtús leis na gradú shields dúchasacha (roimh uathbhreathnú) suite ar scian sonraithe na trí phróitóip. Ina dhiaidh sin, cuireadh na gradú shields uathbhreathnaithe suite, agus rinneadh na tástáil arís. Tá na sonraí partial discharge atá i Bhoráil 2.

Mar a léirítear sa Bhoráil, bhí na leibhéal partial discharge roimh uathbhreathnú ar fad os cionn 20 pC, agus tar éis uathbhreathnú, bhí siad laghdaithe go thíosa ná 4.5 pC. Léiríonn sé seo go raibh an struchtúr gradú shield uathbhreathnaithe éifeachtach ag ardú ar an gcumas insuláide an ring main unit, ag tabhairt geallúin ar an anailís módúil roimhe.

6 Conasú

Bunaithe ar an anailís díolúin reatha ag an break sonraithe i 12 kV air-insulated ring main unit, tá na conasúí seo a leanas:

Ó tá an cumas insuláide aer níos lú ná SF₆, is tábhachtach an díolúin reatha a ardú chun an gcumas insuláide a ardú nuair a úsáidtear aer mar meán insuláide i switches trí-shuíomh ring main units.
De bharr an castacht struchtúrtha na ndearga móibíle (scian sonraithe) i switches trí-shuíomh ring main units air-insulated, is féidir le díolúin reatha a bheith go mór neamhchothrom ag áiteanna áirithe. Chun an t-neamhchothromacht seo a laghdú, is féidir le gradú shields a chur ar an dá thaobh den scian sonraithe chun na réigiúin high-field ag an scian sonraithe a chosaint, ag cur isteach ar an áit is airde an t-ardtús reatha ag deireadh na nguardaí gradú. Sa léirmheas seo, ag ardú an raidhse curvature ag deireadh an shield ó 0.75 mm go 4 mm, laghdú ar an t-ardtús reatha áitiúil is airde agus an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha go leor níos lú ná a luas forleathan, ag cur isteach ar an t-ardú.
Tá an cothromacht díolúin reatha, nó an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha, ag éifeachtaí ar partial agus buailte discharges. Is féidir le díolúin reatha go mór neamhchothrom stable partial discharge (corona discharge) a chur ar bun. I díolúin reatha go mór neamhchothrom, is minic a bheith níos conspóideach an partial discharge agus níos mó an méid an discharge. I díolúin reatha go mór neamhchothrom, tá an co-fhactor neamhchothromachta díolúin reatha ag éifeachtaí ar an withstend voltage idir na electrodes.