UHV GIS dərəcəsindəki elektrikli tranformatorlar üçün Əsas Yoxlama Şəbəkəsinin və Parametr Ölçmələrinin Seçilməsi

UHV GIS-də cürrət transformatorları elektrik enerjisinin ölçməsində kilit rol oynayır. Onların dəqiqliyi enerji ticarəti hesabatlarını müəyyənləşdirir, beləliklə, JJG1021 - 2007 nömrəli standartla yerləşdirmə yeri səhvlərinin yoxlanılması lazımdır. Yerləşdirmə yerdə, enerji mənbələri, voltaj regulyatorları və cürrət artırıcılar istifadə edilir. GIS-in qapalı olmasından dolayı, test lənkərlər açıq zəmlənmiş qılıçlar, bushinglər və geri qayıtma kondüktörları vasitəsilə inkişaf etdirilir; düzgün lənkərlər qoşulmayı sadələşdirir və dəqiqliyi artırır.

Böyük test cürrəti, uzun lənkərlər və yüksək impedans kimi çətinliklər var, amma reaktiv kompensasiya (GIS baş lənkələrinin daha yüksək indüktiv reaktiv dəyərlərinin istifadəsi) ehtiyac olan təchizat kapasitəsini azaldır. Dəqiq baş lənkə parametrlərinin ölçülənməsi vacibdir. Mövcud üsullar GIS baş lənkələri üçün uyğun deyil, beləliklə, bu məqalə: UHV GIS cürrət transformatorlarının baş lənkə strukturlarını və xüsusiyyətlərini seçmək, səhvlərin yoxlanılması üçün lənkələr seçmək, parametr ölçümü üçün intellektual üsulların inkişaf etdirilməsinə diqqət yetirir.

1 UHV GIS Cürrət Transformatorları üçün Baş Lənkə Seçimi
1.1 Struktur və Xüsusiyyətlər

GIS, substantsiya baş təchizatını (transformatorlar istisna olmaqla) metal qutulara qoyur. Bu, miniaturizasiya (SF₆ ilə), az yer kaplaması, yüksək nəzərsizlik (qapalı həyat hissələri mühit və səyləblərə qarşı dayanırlar), təhlükəsizlik (elektrik şoku və yangın riski yoxdur), super performans (EM və statik şəkilləndirici, heç bir təcirlənme yoxdur), qısa quraşdırma (zavod montajı sayəsində yerləşdirmə vaxtı azalır), asan nəzəriyyə və uzun müddət nəzərdə tutma imkanları (yaxşı struktur, modern qazma söndürməsi) təmin edir.

1.2 Lənkə Seçimi

Avtomatlar GIS boru xətlərinin ortasında yerləşir, hər iki tərəfdə cürrət transformatorları var. Ayrıldıcılar xaricində, koruma üçün zəmlənmiş anahtarlar da mövcuddur. Boru xətləri SF₆ istifadə edir, transformatorlar isə epoksit rezin yarı qapanışlıdır. Qapalı olmasından dolayı, açıq zəmlənmiş anahtarlar, bushinglər və geri qayıtma kondüktörları istifadə edilir. Dörd variant mövcuddur: avtomat ucundakı zəmlənmiş anahtarlar, GIS boru xətti qabları, böyük cürrət kondüktörleri və ya bitişik GIS busbarları geri qayıtma kimi. Reaktiv kompensasiya həll edildikdən sonra, bitişik GIS busbarları (təhlükəsiz, sadə, işləyə bilən) yerləşdirmə yeri yoxlanması üçün seçilir.

2 GIS Baş Lənkə Intellektual Ölçüm Sistemi Üzerində Tədqiqatlar
2.1 Parametr Ölçüm Metodu Analizi

GIS baş lənkələri ekvivalent direnc R və indüktiv reaktiv Z_L dəyərlərini özündə birləşdirir. Adi üsullar (R-ni ölçmək, AC tətbiq etmək, kompleks impedans Z-ni sonra Z_L-ni hesablamaq) bir çox cihaz, mürəkkəb emal və ağır hesablamalar tələb edir. Bu məqalə intellektual sistemlərin inkişaf etdirilməsini təklif edir.Əsas tapşırıqlar: sistem dizaynı (elementlərin uyğunlaşdırılması, proses planlaşdırılması); signal toplama nöqtələrini, metodlarını, voltaj/cürrət lənkələrini müəyyənləşdirin; voltaj-cürrət faz fərqinin hesablanması; lənkə parametr metodlarının seçimi (amplitud/faz fərqlərindən, ekvivalent direnc/indüktiv reaktiv dəyərlər alınır); harmoniklər/təcirlənmenin üstəltməsi üçün dəqiqlik.

2.2 Intellektual Ölçüm Sisteminin Ümumi Dizaynı

Intellektual ölçüm sistemi mikroprosessor bazlı kompüter sistemini əsas alır, düymələr, ekran, printer və digər periferik cihazlar ilə təchiz edilmişdir. Voltaj və cürrət signalları signal toplanma sistemi tərəfindən saxlanılır, sonra filtre, çoxluq keçidi, avtomatik signal artımı amplifikatoru və analog-dijital (A/D) çevirməçi vasitəsilə mikroprosessor tərəfindən işlənən formata çevrilir. Aparat prinsipi Şəkil 1-də göstərilir.

Sistem Komponentləri

• Signal Toplama Sistemi: Lənkədən voltaj və cürrət signalını saxlayır.

• Filtre: Təcirlənme signalını silir.

• Çoxluq Keçidi: Voltaj və cürrət signalının bir A/D çevirməçisini paylaşmağa imkan verir, aparat maliyyətini azaldır.

• Avtomatik Signal Artımı Amplifikatoru: Signal gücünə görə avtomatik olaraq artım tənzimləyir, sabit çıxışı təmin edir.

• A/D Çevirməçi: Analog signalı dijital forma çevirmək üçün mikroprosessor tərəfindən işlənən formata çevirir.

• Ekran: Direkt oxunan rəqəmsal ekranı istifadə edir, verilənlərin asan oxunuşunu təmin edir.

• Düymələr: İstifadəçi dostu idarəetmə vasitələri ilə sistem işləməsini sadələşdirir.

• Printer: Ölçmə nəticələrini tələb olunan zaman çap edir.

İşləmə Prosesi

Toplanan signal mikroprosessor tərəfindən işlənir və öncədən yüklənmiş signal işləmə proqramları ilə işlənir. Sistem xüsusi proqram vasitəsilə verilənləri analiz edir, nəticələri hesablayır və ekran üzərində göstərir.

2.3 Signal Toplama Lənkəsinin Dizaynı

Baş lənkə parametrlərini ölçmək üçün yüksək cürrətlərə ehtiyac yoxdur, sistem 200A çıxışlı qayğılı elektrik mənbəsi istifadə edir. Cürrət artırıcıdan keçdikdən sonra, lənkə tərəfindən induksiya cürrəti, GIS nominal cürrətindən ancaq az aşağı olur, ki, bu, geniş kapasiteli təchizat ehtiyacını azaldır. Bu quraşdırma, GIS qapalığı və zəmlənmiş anahtarların təhlükəsiz işləmə aralığını saxlayır.

Lənkə Vəriantları

Signal toplama lənkəsi, daha önce müzakirə olunan üç test lənkəsindən (zəmlənmiş anahtar bazlı lənkə istisna olmaqla, bu, tamamı GIS lənkəsini qamır) istifadə edə bilər. Bir neçə metodu eyni anda istifadə etmək, ölçmə dəqiqliyini artırır. Test zamanı, voltaj və cürrət transformatorları quraşdırılır, ki, bu, yüksək baş tərəf dəyərlərini toplama sistemi üçün idarə edilə bilən ikinci tərəf signalına çevirir.

Bitişik GIS Busbar Geri Qayıtma Kondüktörü üçün Lənkə Dizaynı

Bitişik GIS böyük cürrət busbarını geri qayıtma kondüktöru kimi istifadə etdikdə:

• Cürrət artırıcı lənkə tərəfində paralel olaraq voltaj transformatoru qoşulur.

• Cürrət artırıcı lənkə tərəfi və GIS girişi bushing arasında ardıcıl olaraq cürrət transformatoru quraşdırılır.

• İkinci tərəf voltaj və cürrət signalını toplama sisteminə gedin.

Tasarlanmış signal toplama lənkəsi Şəkil 2-də göstərilir. Toplanan voltaj və cürrət məlumatları, lənkənin ümumi dəyərlərinə uyğundur.

2.4 Voltaj və Cürrət Faz Fərqinin Hesablanması Üçün Metodun Seçimi

Bu ölçüm sistemi, toplanan voltaj və cürrət signaları arasındakı faz fərqini ölçmək üçün sıfır keçmə faz açısı metodunu istifadə edir. Sıfır keçmə faz açısı metodu, toplanan voltaj və cürrət signalının asal dalga komponentlərini kvadrat dalga formasına çevirir, diferensial lənkə vasitəsilə onların sıfır keçmə impulslarını alır, bu iki impuls arasındakı vaxt fərqini ölçür və sonra voltaj və cürrət arasındakı faz fərqini hesablayır.

Voltaj kvadrat dalğasının yüksələn tərəfinin vaxtı τ₁ və cürrət kvadrat dalğasının yüksələn tərəfinin vaxtı τ₂ olduğunu nəzərə alsaq, iki signal arasındakı faz fərqinin hesablanması aşağıdakı kimi olur:

Burada: T voltaj və cürrət periodudur. Voltaj və cürrət frekansı 50 Hz olduğu üçün, periodu 0.02 s-dir. Voltaj və cürrət arasındakı faz fərqinin hesablanması aşağıdakı kimi sadələşdirilir:

2.5 Lənkə Parametrlərinin Hesablanması Üçün Metod

Bu hesab prosessləri, mikroprosessorun yaddaşına proqramlaşdırılmışdır. Xüsusi signal işləmə proqramı, məlumatları avtomatik olaraq işləyir və nəticələr cihazın ekranında göstərilir. Təhlil üçün asanlıq üçün, aşağıdakıda danışılan voltaj və cürrət, default olaraq, baş tərəf voltaj və cürrətə çevrilmiş hesab edilir.

Signal toplama sistemi tərəfindən toplanan ümumi lənkə voltajının amplitudu U və lənkə cürrətinin amplitudu I olduğunu nəzərə alsaq, lənkənin ümumi direnci R₁ və endüktansiya L₁ aşağıdakı formulalardan alına bilər:

Eğer GIS çıxış bushingləri arasındakı bağlayıcı kondüktörün reziyanssı ρ, effektiv kesiti s və kondüktörün uzunluğu l ölçülübse, bu bağlayıcı kondüktörün impedans hesablanması aşağıdakı kimi olur:

Digər bağlayıcı kondüktörler nəzərə alınmadan, GIS boru xəttinin baş lənkəsinin ekvivalent direnci R və ekvivalent endüktansiya L aşağıdakı formulalardan alına bilər:

Səhv Nəzarəti və Optimallaşdırılması

Hər bir ölçmə metodu müxtəlif müddətlərdə 3 dəfə təkrarlanmalıdır, səhvləri azaltmaq üçün. Mümkünsə, bütün 3 metod eyni anda istifadə edilsin və nəticələr müqayisə edilsin:

• Üzvləri eyni nəticələr: Dəyərlərin ortalaması hesablanır.

• Bir aykırı dəyər: Düzlənmiş bağlantılar və ya qoşulma səhvləri yoxlanılır; problemlər davam edərsə, aykırı dəyər atılır.

• Eynidəyiləmə nəticələr: Təcirlənme yenidən yoxlanılır. Gərəkli olduqda, lənkə dəyişdirilir; teorik parametrlər dəyişdirilir, əgər fərqlər qalırsa.

Təcirlənme və harmonikləri azaltmaq üçün:

• Signal toplama lənkəsinə aparat filtrləri quraşdırılır.

• FFT proqramı, asal dalga komponentlərini hesablamak üçün çıxarır.

3. Nəticə

UHV GIS, substantsiya baş təchizatını qapalı metal tanklarda birləşdirir, bu, mühit faktorlarına qarşı dayanıqlılıq, yüksək nəzərsizlik və minimal yer kaplaması təmin edir. Cürrət transformatorlarının yoxlanılması üçün, bitişik GIS busbarları geri qayıtma kondüktörü kimi istifadə edilərsə, qoşulma sadələşdirilir və təhlükəsizlik təmin edilir, bu, baş lənkələrin ideal seçimidir.

Bu tədqiqat, GIS baş lənkələri üçün intellektual ölçüm sistemi təklif edir, bu sistem ekvivalent direnc və endüktansiyanın dəqiq ölçməsini təmin edir. Sistemin istifadəçi dostu interfeysi, yüksək dəqiqlik və güclü təcirlənme qarşıtlığı, GIS yoxlanmasında avtomatlaşdırmanı irəlilətdir. Təsdiq və təkmilləşdirmə üçün daha da sahə testləri təklif olunur.