Pag-aaral ng disenyo at aplikasyon ng mga photoelectric current transformers sa GIS

1.Pagdidisenyo at Halimbawa ng Pagsasangkot ng Photoelectric Current Transformer sa GIS

Ang artikulong ito ay gumagamit ng isang 126kV GIS na proyekto bilang espesipikong halimbawa upang malalim na pag-ugnayin ang mga ideya sa disenyo at praktikal na pagsasangkot ng photoelectric current transformer sa sistema ng GIS. Dahil nang ipatupad ang proyektong GIS na ito, ang sistema ng kuryente ay nananatiling matatag, walang malubhang pagkasira, at ang kalagayan ng operasyon ay relatibong ideal.

1.1 Mga Ideya sa Pagdidisenyo at Pagsasangkot ng Photoelectric Current Transformer

Sa unang yugto ng proyekto, ang team ng proyektong GIS ay may matinding talakayan tungkol sa plano ng layout ng photoelectric current transformer. Ang pangunahing kontrobersiya ay nakatuon sa: kung dapat ito ilokasyon sa sulfur hexafluoride SF₆ na kapaligiran ng gas o sa regular na kapaligiran ng hangin.

Pamamaraan 1: Ilagay sa Kapaligiran ng Sulfur Hexafluoride Gas

Kung ang pamamaraang ito ay tatanggapin, ang photoelectric current transformer ay magiging bahagi ng mataas na presyur na sulfur hexafluoride gas environment, at ang elektrikal na koneksyon nito patungo sa control room ay kailangan mag-asa sa optical fibers. Gayunpaman, sa mataas na presyur na kapaligiran ng sulfur hexafluoride, mahirap ipasok ang optical fibers sa control box. Kung ang optical fibers ay gagawing terminal ports na katulad ng anyo ng cables, kailangan ng propesyonal na seamless welding technology; ngunit ang proseso ng pagweld ay hindi lamang makakapag-interfere sa transmisyon ng optical signals, kundi ang conductive path na nabuo dahil sa pagweld ay maaari ring makaapekto sa electrical insulation performance ng current transformer, na may maraming di-paborable na mga factor.

Pamamaraan 2: Ilagay sa Kapaligiran ng Hangin

Ang pamamaraang ito ay hindi kailangan isipin ang epekto ng mataas na presyur, kaya walang alamin tungkol sa pagweld. Gayunpaman, kailangan suriin kung paano tiyakin ang tightness ng current transformer, pati na rin ang epekto ng eddy currents sa accuracy ng pagsukat at iba pang potensyal na epekto na maaaring mangyari.

Matapos ang masusing analisis at paghahambing, pinili ng team ng proyektong GIS ang Pamamaraan 2. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-diin sa seguridad, reliabilidad, at estabilidad ng operasyon ng sistema, at lubos na inisip ang operability sa implementasyon ng pamamaraan.

2. Solusyon sa mga Problema ng Pamamaraan
Disenyo ng Struktura at Konseksyon

Sa pamamagitan ng paghahambing at pag-aanalisa ng disenyo ng struktura ng photoelectric current transformer sa tradisyonal na electromagnetic current transformer, itinutukoy na ilagay ang photoelectric current transformer sa kapaligiran ng hangin, at gawin ang mga sumusunod na disenyo:

Gumawa ng isang napakalaking flange, ilagay ang photoelectric current transformer sa loob ng flange, at ilabas ang optical fiber mula sa gilid ng flange. Sa ganitong paraan, ang konektado na bahagi ng optical fiber at photoelectric current transformer ay nasa loob ng transformer, at ang lugar na ito ay malapit sa mga malalaking flanges ng iba pang panlabas na transformers, at ang photoelectric current transformer at ang sulfur hexafluoride gas ay hiwalayin ng metal.

Dahil ang eddy currents ay maaaring lumitaw sa panahon ng operasyon ng current transformer, na maaaring makapag-interfere sa accuracy ng pagsukat at voltage ng photoelectric current transformer. Upang solusyunan ang problema, ginagamit ang electrostatic spraying treatment sa mga metal contact surfaces ng dalawang malalaking flanges, upang mapigilan ang eddy current loop at tiyakin ang tightness ng sulfur hexafluoride gas.

Simulasyon at Pagpapatotoo ng Electric Field

Dahil sa paggamit ng disenyo ng flange structure, ang electric field distribution ng photoelectric current transformer ay magbabago. Upang ipatotoo ang effectiveness ng pamamaraan, kinakailangan gamitin ang mature simulation calculation tools (tulad ng ANSYS software) upang gawin ang testing at analysis work. Gamitin ang ANSYS upang gawin ang field strength experiments sa metal rings at conductors ng dalawang flanges. Ang lightning impulse voltage na ginamit sa eksperimento ay 150kV. Sa pamamagitan ng precise analysis ng ANSYS software, natuklasan na ang field strength sa edge parts ng flange at shielding cover ay ang pinakamalaki, at ang maximum value ay umabot sa 20kV/mm. Ang resulta na ito ay lumampas sa test at acceptance matapos ang malalim na pagsasaliksik at siyentipikong at precise simulation calculations ng project team.

Sa kasalukuyan, ang proyektong ito ay tumatakbo nang matatag sa mahabang panahon, at ang epekto ay maayos. Sa kasalukuyan, mayroon nang tiyak na mga tagumpay sa pagsasaliksik ng photoelectric current transformers sa Tsina. Gayunpaman, sa mga application scenarios ng mataas na lebel ng kuryente, mayroon pa ring mga problema tulad ng pagbawas ng epekto ng birefringence dulot ng stress at temperatura, tiyakin ang matagal na stable operation ng sistema, at paunlarin ang measurement accuracy, na kailangan pang lutasin sa susunod.

3. Kasunod

Sa pamamagitan ng pagtalakay sa buong proseso mula sa pagpili ng pamamaraan, implementasyon, hanggang sa paglutas ng mga problema ng photoelectric current transformer sa sistema ng GIS, makikita na mayroong kahanga-hangang mga tagumpay sa larangan ng pagdidisenyo at pagsasangkot ng GIS. Sa paghahambing sa tradisyonal na electromagnetic current transformer, ang photoelectric current transformer ay may malinaw na mga abante, at ang sakop ng pagsasangkot nito ay patuloy na lumalaganap. Maraming manufacturers at users na nag-adopt na nito. Makikitang sa malapit na hinaharap, inaasahan na ang photoelectric current transformer ay maaaring ganap na palitan ang electromagnetic current transformer, at sa patuloy na pag-unlad at maturity ng teknolohiya, ito ay magbibigay ng mas malaking kontribusyon sa kaunlaran ng teknolohiya ng transformer.