Истражување на дизајнот и примената на фотоелектричките трансформатори на стројна во GIS

1. Дизајн и пример на примената на фотоелектричниот амперметар во GIS

Оваа статија го зема еден проект за 126кВ GIS како специфичен пример за да дубоко истражи идеите за дизајн и практична примена на фотоелектрични амперметри во системот GIS. Од време кога овој GIS проект беше официјално вработен, електроприводниот систем остана стабилен, без појава на големи повреди, и оперативното состојба е релативно идеална.

1.1 Идеи за дизајн и примената на фотоелектричниот амперметар

Во почетната фаза на проектот, екипата за GIS проект имаше интензивни разговори за планот за распоред на фотоелектричниот амперметар. Ключниот спор се фокусираше на: дали да се распореди во околина на шестфлуориден сулфур SF₆ или во обична воздухна околина.

Шема 1: Распоред во околина на шестфлуориден сулфур

Ако се прифати оваа шема, фотоелектричниот амперметар ќе биде во околина на висок притисок со шестфлуориден сулфур, а електричната врска помеѓу тој и контролната соба треба да зависи од оптички влакна. Меѓутоа, во високопритисочна околина со шестфлуориден сулфур, едва се може да се воведат оптички влакна во контролната кутија. Ако се сака да се направат оптички влакна во форма на терминални порти како код каблите, мора да се користи професионална техника за бесшовна сварка; но процесот на сварка не само што ќе прекине трансмисијата на оптички сигнал, туку и проводничкиот пат формиран од сварката може да влијае на електричната изолационна перформанца на амперметарот, со многу неблагоприятни фактори.

Шема 2: Распоред во воздухна околина

Оваа шема не мора да се заботи за влијанието на високиот притисок, така што нема загрижености поврзани со сварката. Меѓутоа, потребно е да се фокусира на тоа како да се осигура герметичноста на амперметарот, како и влијанието на вихрушки на точноста на мерење и други потенцијални влијанија кои можат да се појават.

После строго анализа и споредба, екипата за GIS проект на крај ја избрала Шема 2. Оваа шема ги става безопасноста, надежноста и стабилноста на оперативниот систем како главна размисла, и целосно ги зема во предвид можностите за реализација при имплементацијата на шемата.

2. Решение на проблемите на шемата
Дизајн на структурата и врска

Кроз споредба и анализа на дизајнската структура на фотоелектричниот амперметар со онаа на традиционалниот електромагнетен амперметар, се одлучи да се распореди фотоелектричниот амперметар во воздухна околина, и да се изведе следната дизајнска работа:

Производство на адаптирани големи фланжи, поставување на фотоелектричниот амперметар внатре во фланжите, и извадување на оптички влакна од страната на фланжите. На овој начин, делот на врската помеѓу оптичките влакна и фотоелектричниот амперметар е локализиран внатре во трансформаторот, и оваа област е соседна со големите фланжи на другите надворешни трансформатори, а фотоелектричниот амперметар и шестфлуоридниот сулфур се изолирани со метал.

Бидејќи во време на работа на амперметарот се создаваат вихрушки, кои ќе ги прекинат точноста на мерење и напонот на фотоелектричниот амперметар. За решавање на овој проблем, се користи електростатско спрејiranje на металните контактни површини на двата големи фланжа, за да се блокира циклусот на вихрушки и да се осигура герметичноста на шестфлуоридниот сулфур.

Симулација и верификација на електричното поле

Збогот на користењето на фланжна структура во дизајнот, распределбата на електричното поле на фотоелектричниот амперметар ќе се промени. За да се верификува ефективноста на шемата, потребно е да се користат зрелите алатки за симулација и пресметка (како што е софтверот ANSYS) за извршување на тестови и анализа. Користете ANSYS за испитување на полетната јачина на металните прстени и проводниците на двата фланжа. Молниевиот импулсниот напон користен во експериментот е 150кВ. Преку прецизна анализа со софтверот ANSYS, заклучуваме дека полетната јачина на рабовите на фланжите и штитниот покров е најголема, и максималната вредност достигнува 20кВ/мм. Овој резултат минувме през испит и прифатување по длабоко истражување и научни и прецизни симулации и пресметки од страна на екипата за проектот.

На момент, овој проект работи стабилно долг период, и ефектот е добар. Тренутно, во истражувањето на фотоелектричните амперметри во Кина се постигнуваат одредени успехи. Меѓутоа, во сценариите на примена на високи напони, уште постојат проблеми како намалување на влијанието на двостраната рефракција причинета од напон и температура, осигурување на долготрајна стабилна работа на системот, и подобрување на точноста на мерење, кои треба да се решиат во продолжение.

3. Заклучок

Кроз дискусијата на целокупниот процес од избор на шема, имплементација до решавање на проблемите на фотоелектричниот амперметар во системот GIS, може да се види дека значајни успехи се постигнуваат во областа на дизајнот и примената на GIS. Споредено со традиционалниот електромагнетен амперметар, фотоелектричниот амперметар има очигледни предности, и неговата област на примена станува все поширока. Многу производители и корисници веќе го прифатиле. Е прогнозирано дека во недалечка будност, фотоелектричниот амперметар се очекува да потполно замени електромагнетниот амперметар, и со непрекинатото развивање и зрејност на технологијата, тоа ќе има голем придонес кон напредокот на технологијата на трансформаторите.