Fotodiodu strāvas transformatoru dizaina un lietojuma pētīšana GIS sistēmās

1.Fotopārvadātāja dizaina un lietošanas piemērs GIS sistēmā

Šajā rakstā tiek izmantots 126 kV GIS projekts kā konkrēts piemērs, lai gļūbi pētītu fotopārvadātāju dizaina idejas un praktisko lietošanu GIS sistēmā. Kopš šī GIS projekta oficiālā ieviešana, elektroenerģijas sistēma ir palikusi stabila, nav radušās nozīmīgas kļūdas, un darbības stāvoklis ir salīdzinoši ideāls.

1.1 Fotopārvadātāja dizaina un lietošanas idejas

Projekta sākumposmā GIS projektu komanda vieda intensīvas diskusijas par fotopārvadātāja izvietošanas plānu. Galvenais strīds bija saistīts ar to, vai to izvietot šķīdinājuma šķidruma SF₆ gāzes vidē vai parastā gaisa vidē.

Variant 1: Izvietojums šķīdinājuma šķidruma gāzes vidē

Ja tiks izvēlēts šis variants, fotopārvadātājs atrastos augstsprieguma šķīdinājuma šķidruma gāzes vidē, un tā elektriskā savienojuma ar kontroles istabu būtu jānodrošina caur optiskajiem kabēliem. Tomēr, šķīdinājuma šķidruma augspiedura vidē, ir ļoti grūti ievadīt optiskos kabeles kontroles kastē. Ja optiskie kabeles jāizveido līdzīgi kabeliem, tad jāizmanto profesionāla bezsvārstumu miglēšanas tehnoloģija, bet miglēšanas process ne tikai traucēs optisko signālu pārraidīšanai, bet arī veidos elektromagnētisko ceļu, kas var ietekmēt pārvadātāja elektriskās izolācijas spēju, un ir daudz nepielīdzināmu faktoru.

Variant 2: Izvietojums gaisa vidē

Šim variantam nav jāņem vērā augspiedura ietekme, tāpēc nav nekādu bažu saistībā ar miglēšanu. Tomēr, ir jāpievērš uzmanība tam, kā nodrošināt pārvadātāja hermetiskumu, kā arī eddi strāves ietekmei uz mērījumu precizitāti un citiem potenciālajiem ietekmēm, kas var rasties.

Pēc rūpīga analīzes un salīdzinājuma, GIS projekta komanda beidzot izvēlējās Variant 2. Šis variants pieņem drošību, uzticamību un stabilitāti kā galveno apsvērumu, un pilnībā ņem vērā realizācijas procesā notiekošos operatīvos aspektus.

2. Risinājums variantu problēmām
Dizains un savienojums

Salīdzinot un analizējot fotopārvadātāja dizaina struktūru ar tradicionālo elektromagnētisko pārvadātāju, tika nolēmts izvietot fotopārvadātāju gaisa vidē, un veikt šādus dizainu darbus:

Izgatavot pielāgotu lielu flanci, novietot fotopārvadātāju flances iekšpusē un izvest optiskos kabeles pa flances malu. Tādējādi, optiskie kabeles un fotopārvadātāja savienojuma daļa atrodas pārvadātāja iekšpusē, un šī zona atrodas blakus citiem ārējiem pārvadātāju lielajiem flanciem, un fotopārvadātājs un šķīdinājuma šķidruma gāze ir atdalītas ar metālu.

Kamēr pārvadātājs strādā, tiks radītas eddi strāves, kas ietekmēs fotopārvadātāja mērījumu precizitāti un spriegumu. Lai risinātu šo problēmu, divu lielu flancu metāla kontaktvirsmām tika piemērotas elektrostātiskā sprūdes procedūras, lai bloķētu eddi strāves ciklus un nodrošinātu šķīdinājuma šķidruma gāzes hermetiskumu.

Elektriskā lauka simulācija un pārbaude

Tā kā dizainā tika izmantota flance, fotopārvadātāja elektriskā lauka sadalījums mainītos. Lai pārbaudītu šī risinājuma efektivitāti, ir jāizmanto mēreni attīstīti simulācijas aprēķinu rīki (piemēram, ANSYS programmatūra), lai veiktu testēšanu un analīzi. ANSYS tika izmantots, lai veiktu laukstipruma eksperimentus abu flancu metāla gredzeniem un vedniekiem. Eksperimentā tika izmantots 150 kV muguras impulsu spriegums. Precīza ANSYS programmatūras analīze norāda, ka lielākie laukstipruma vērtības ir flances un aizsarguzdens malās, un maksimālā vērtība sasniedz 20 kV/mm. Šis rezultāts ir apstiprināts, pēc projekta komandas gļūbas pētījumiem un zinātniskiem, precīziem simulācijas aprēķiniem.

Pašlaik šis projekts ilgu laiku strādā stabili, un rezultāti ir labi. Pašlaik Kīnā fotopārvadātāju pētniecībā ir panākts noteikts progress. Tomēr, augsta sprieguma līmeņa lietošanas situācijās joprojām ir jārisina tādas problēmas kā stressa un temperatūras izraisītās dvārības samazināšana, sistēmas ilgtermiņa stabila darbība, un mērījumu precizitātes turpmāka uzlabošana, ko vajadzēs atrisināt turpmāk.

3. Secinājums

Apkopojot visu no risinājuma izvēles, realizācijas līdz problēmu risināšanai fotopārvadātāja lietošanā GIS sistēmā, redzams, ka šajā jomā ir sasniegti ievērojami rezultāti. Salīdzinājumā ar tradicionālo elektromagnētisko pārvadātāju, fotopārvadātājam ir acīmredzamas priekšrocības, un tā lietošanas joma kļūst arvien plašāka. Daudzi ražotāji un lietotāji to jau ir pieņēmuši. Var prognozēt, ka tuvākajā nākotnē fotopārvadātājs var pilnībā aizstāt elektromagnētisko pārvadātāju, un ar tehnoloģiju nepārtrauktu attīstību un pilnveidošanos, tas lielā mērā iedrosinās pārvadātāju tehnoloģiju progresā.