Indarren Eragisteko Karakteristikak eta Bizi-Izenbertasuna Altu Tenperatura-baldintzetan

Indar-hondarren Prestazioen Hobekuntza eta Lehenagoko Aurreikuspena Altu Temperaturatan

Elektrizitate-sistema batzordeak hedatzen direla eta kargua handitzen denean, elektrizitateko tresnak dituen ingurumen erabiltzailea oso konplexuago bihurtzen da. Inguruko tenperatura altuak indar-hondarren funtzionamendu fiablearen faktor garrantzitsua da. Elektrizitate transmititzeko eta banatzeko sistemetan elementu nagusi diren indar-hondarrek, prestazioen hobekuntza zuzen du erdigunearen segurtasuna eta estabilitatea eragiten. Altu temperaturatan, hondarreko dielektriko materialak azkarrago enpresautzen dira, elektrizitateko prestazioen oso handi baten hobekuntzari, zerbitzu-egoeraren murrizketari eta sistema-konponbide posibleei eraman arren.

1. Indar-hondarren Prestazioen Hobekuntza Ezaugarriak Ikertzea
1.1 Esperimentuaren Konfigurazioa

10 kV tensio-zehaztun eta 100 kvar kapazitateko paraleloko indar-hondarrek aukeratu ziren proba laguntzeko, GB/T 11024.1—2019 eskaintzen duen, AC elektrizitate-sistemarako paraleloko indar-hondarrak 1000 V baino gehiago - Parte 1: Orokorra. Proba-sistema OMICRON CP TD1 kapazitate probagailu bat eta ME632 dielektriko galduko analisadorea barne izan zuen, KSP-015 altu-tenperatura enpresatze-kamarra kontrolean. Hiru tenperatura-mailak—70 °C, 85 °C, eta 100 °C—ezarri ziren, bakoitzetan 5 laginketa egin ziren. Probatzeko prozedura IEC 60871-2 jarraitu zuen, enpresatze-an bitartean tensio-zehaztuna aplikatuz eguneroko erabiltzailearen simulazioa egiteko.

1.2 Dielektriko Galduko Hobekuntza Portaera

Altu tenperaturatan, dielektriko galdua (tanδ) tenperaturarekin oso mendekorra izan zen. 70 °C-n, tanδ denbora luzean askatuta handitu zen, erabiltzailearen muga barruan mantentzen zena, isolamendu-prestazioen estabilitatea adierazten duena. 85 °C-n, handitze-renborra azkarrago bihurtu zen, kurba-ospea sendotu zen; proba-laginketa batzuek muga gainditu zituzten amaieran. 100 °C-n, tanδ oso askatuta handitu zen, kurba ospea adierazten zuen termiko enpresatzearen ezaugarri tipikoak.

1.3 Kapazitate Aldaketaren Ezaugarriak

Tenperatura-altuak kapazitatearen estabilitatean oso eragina izan zuen, etapa-en mendeko portaera adierazten zuen. Tenperatura baxuan, kapazitate-deviazioa onartutako muga barruan mantentzen zen, estabilitate ona adierazten duena. Tenperatura erdian, kapazitatea oso askatuta murriztu zen, deviazioa erabiltzailearen muga kolpatzen doala. Altu tenperaturatan, kapazitatea oso askatuta murriztu zen, onartutako deviazioa gaindituz, hobekuntza azkarra adierazten duena.

2. Lehenagoko Aurreikuspen Modeloa Garatzea
2.1 Prestazioen Hobekuntza Datuen Analisia

Desberdintasun-mailen arteko hobekuntza-renborren alderatzean, tenperatura eta azelerazio-faktorearen arteko harremana analizatu zen. Dielektriko galdua, kapazitate-deviazioa, eta isolamendu-erresistentzia parametro nagusi batzuen oinarrian, hondarrak faltsu egiteko kriterio orokorrak ezarri ziren. Emaitzetan ikus daiteke prestazioen hobekuntza altu tenperaturatan oso azkarra izan dela, azelerazio-faktoreak tenperaturarekin esponentzialki loturik. Datu-fit-etan korrelazio-koefiziente altu bat lortu zen, estatistika-handitasun oso handia adierazten duena. Arrhenius ekuazioa erabili zen azelerazio-faktorea kalkulatzeko, esperientziak emandako aktibazio-energia eta Boltzmannen konstanteak sartuz, horrela tenperatura-azelerazio erlazio kuantitatiboa ezarrita.

2.2 Arrhenius Modelaren Aplikazioa

Irudi 1-n ikusten da, proba-datuak log-lifetime eta tenperatura-kontsultoaren (1/T) koordenatu sisteman fit eginda, korrelazio lineal oso handia lortu da. Fit egindako lerroaren jatorrizko neurria aktibazio-energia EaEa (kJ/mol-tan), enpresatze-prozesuaren energia barrura adierazten du, eta teoria-esparruarekin oso bat datoz. Korrelazio-koefiziente altuak proba-datuak eta Arrhenius modela oso ondo batzen direla adierazten du. 95% fidagarritasun tartean, aurreikuspen estatistikoki fiableak lortu dira. Proba-emaitzetan ikus daiteke, probatutako tenperatura-tarte guztietan, prestazioen hobekuntza-renborra tenperaturarekin esponentzialki loturik dagoela. Desberdintasun-puntu desberdinetako bizitza-datuetan oinarrituta, tenperatura eta zerbitzu-egoeraren arteko matematika-model bat ezarri da.

2.3 Lehenagoko Aurreikuspenaren Implementazioa
Lehenagoko aurreikuspena dañoen teoria akumulatiboan oinarrituta, non desberdintasun-estatuetan dañoen efektuak superposatzen diren. Aurreikuspen metodoak materialaren enpresatze-renborra, inguruko tenperatura aldaketak eta karga-aldaketak kontsideratzen ditu. Erabiltzaile-zikloa n tarteetan zatitzen da, eta bakoitzeko tartearen dañoa erabiltzailearen tenperatura eta iraunkortasuna esleitzen ditu. Tenperatura-datuak 1 orduko proba-intervaluarekin lineko monitorizatze-sistema batez lortzen dira, datu-en jarraitasuna eta zehaztasuna bermatzeko. Neurritako tenperatura Arrhenius ekuaziora sartzen dira, tarte bakoitzeko erabiltzaile-denbora baliokidea kalkulatzeko. Tarte guztien dañoen batuketa lehenagoko aurreikuspena ematen du [4]. Aurreikuspen-zehaztasuna azkarra enpresatze proben emaitzetan berreskuratzen da, modelu-kalkuluak eta proba-datu arteko batezbesteko desbiderapena ±8% mantentzen denean.

3. Aplikazioa eta Balidazioa
3.1 Aurreikuspen-zehaztasunaren Analisia

Aurreikuspen-modelua azkarra enpresatze proben eta erabiltzaile errealen datuen arteko konbinazio-bidez balidatzen da. Prestazio-probatzeko indar-hondar multzo anitz hautatu dira, eta emaitzak modelu-aurreikuspenekin alderatzen dira. Taula 1-n ikusten da, 5 urteko erabiltzaile-taldearentzat, neurtutako batezbesteko bizitza 4.8 urte da, eta aurreikusitako balioa 5.2 urte, hondarrarekin 7.7%; 8 urteko taldearentzat, neurtutako balioa 7.6 urte da, eta aurreikusitako balioa 8.3 urte, hondarrarekin 8.4%; 10 urteko taldearentzat, neurtutako balioa 9.5 urte da, eta aurreikusitako balioa 10.2 urte, hondarrarekin 6.9%. Hondarraren iturriaren analisiak adierazten du inguruko tenperatura-aldaketak aurreikuspen-zehaztasunaren faktor nagusia direla. Egunean tenperatura-aldaketa 20 °C baino handiagoa denean, modelu-aurreikuspenaren hondarra 12%ra igotzen da. Gainera, karga-aldaketak eragindako tenperatura-aldaketak aurreikuspen-hondarrari 4.2% gehitzen dizkie.

3.2 Ingeniaritzako Aplikazio Iradokizunak

Taula 2-n ikusten da, inguruko tenperatura 75 °C baino behera mantentzen bada, tresnaen bizitza-hobekuntza-renborra 58% gutxiago da. Instalazio-lekuaren tenperatura 5 °C behera gehitzen bada, espero beharreko zerbitzu-egoera 18.5% gehiago da. Ventilazioa hobetzeko, proba-lekuaren inguruko tenperatura bataz besteko 7.2 °C gutxitu da, indar-hondarren prestazio-parametroen estabilitatea 32% hobetu da. Lineko monitorizatze-sistemaren tenperatura-datuak adierazten dute inteligente ventilazioa garatzean, tresna inguruko tenperatura maximoa 11.3 °C eta bataz bestekoa 8.7 °C gutxitu dira. Lehenagoko aurreikuspen-modelua 500 kV subestazio batean urte bat erabili da, sei faltsu potentzialen aurretasun-eskubideak arrakastaz eman ditu, aurretasun mantentza-efizientzia 43% gehitu da. Mantentza-datu-analisiak adierazten du modelu-aurreikuspenen oinarrian hartutako mantentza eta ordezkapen erabakitzeak 87% zehaztasuna lortu duela, denbora-oinarritako mantentza tradizionalarekin alderatuta 35% hobetu da. Modeluaren bidezko tresna-kudeaketa estrategia mantentza-kostuak 27% gutxitu ditu eta tresna-disponibilitatea 15% gehitu da.

4. Kontklusioa

Sistemak azkarra enpresatze probak eta datu-analisi osoaren bidez, lan honetan altu-tenperatura ingurumenen indar-hondarren prestazioen hobekuntza eraginak aurkitu dira, eta Arrhenius ekuaziora oinarritutako lehenagoko aurreikuspen-modeloa ezarri da. Proba-emaitzetan ikus daiteke inguruko tenperatura indar-hondarren bizitza-renborren faktor garrantzitsua dela: tenperatura 10 °C gehiago denean, zerbitzu-egoera 42.5% ± 2.5% gutxitu da. Dielektriko galdua, kapazitatea eta isolamendu-erresistentzia parametro garrantzitsuak tenperatura handiagotan hobekuntza tendentzia oso handiak dituzte. Garatutako lehenagoko aurreikuspen-modeluak 90% baino gehiago zehaztasuna lortu du, indar-hondarren mantentza eta ordezkapen erabakitzeentzako oinarri zientifikoa ematen duena.