Karatteristiċi ta' Deteriorament tal-Performanġ u Prevżjoni tal-Ħajja ta' Kondensaturi tal-Elettriku taħt Kondizzjonijiet ta' Temperatura Wusxa

Karatteristiċi tal-Degradazzjoni tal-Arrendament u Prevżjoni tal-Ħajja ta' Kondensaturi tal-Elettricità taħt Kondizzjonijiet tal-Ġimgħa

Fl-ħin li l-sistemi tal-elettricità qed jiżvaddaw waħda wara l-oħra u l-domand tat-talb għaddejhom qed jżidu, l-ambjent operattiv għall-apparati elettriki saret aktar komplikat. L-erġa’ fit-temp tad-dinja ġie bħala fattur moħtiem li jaffettwara l-operazzjoni affidabbli tal-kondensaturi tal-elettricità. Bħala komponenti moħtiema fis-sistemi tal-trasferiment u distribuzzjoni tal-elettricità, id-degradazzjoni tal-arrendament tal-kondensaturi taffettwa direttament is-sigurtà u l-stabilità tas-silġ. Taħt kondizzjonijiet tal-ġimgħa, il-materjali dieletri fikondensaturi jagħmlu in-nisbu rapijkam, li jgħodd iffrankjaw importanti fil-prestazzjoni elettrika, servizz ta’ ħajja qasir, u possibilment falliment tas-sistema.

1. Studju dwar il-Karatteristiċi tal-Degradazzjoni tal-Arrendament
1.1 Setup Eksperimentali

Kondensaturi tal-elettricità paralelli bl-oltrepass ta' volt 10 kV u kapassità ta' 100 kvar kienu selezzjonati bħal sampji, li jissoddisfaw ir-reqwiżiti ta' GB/T 11024.1—2019, Kondensaturi paralelli għas-sistemi tal-elettricità alterna ta' oltrepass ta' volt 1000 V – Parte 1: Generali. Is-sistema tal-prova inkluwa testjar tal-kapassità OMICRON CP TD1 u analizzatur tal-pierdita dieletrika ME632, bil-temperatura kontrolata minn kammera tal-aging tal-ġimgħa KSP-015. Tlet livelli ta' temperaturi —70 °C, 85 °C, u 100 °C— kienu settjati, b'cinqu sampji magħluqin għal kulhoss livell. Il-proċedura tal-prova segwiet IEC 60871-2, bi l-oltrepass ta' volt ratifikat applicat kontinwament waqt it-aging sabiex is-simula l-kondizzjonijiet reali tal-operazzjoni.

1.2 Karatteristiċi tal-Degradazzjoni tal-Pierdita Dieletrika

Taħt l-ġimgħa, il-pierdita dieletrika (tanδ) żvelget dipendenza signifikanti mill-temperatura. Fl-70 °C, tanδ żviluppa bil-mod braxx fit-tmien, rimanen f’limiti operattivi, indikanti prestazzjoni isolanti stabili. Fl-85 °C, l-affariġ ikkelimx, meta l-inclinazzjoni tal-kurva saret aktar ċavetta; xi sampji superaw il-limiti standard fl-ewwel parti. Fl-100 °C, tanδ żviluppa skont kurva ċavetta, li turi karatteristiċi tipiċi tal-aging termiku.

1.3 Karatteristiċi ta' Varjazzjoni tal-Kapassità

L-erġa’ fit-temp affektaw sempliċement istabbiltà tal-kapassità, b'kumportament dependenti mis-silġ. Fl-temperaturi bassi, id-devjazzjoni tal-kapassità rimanet f’limiti permessi, turi stabilità tajba. Fl-temperaturi medja, il-kapassità ibda tdimnu notevolment, b'devjazzjoni qrib limiti operattivi. Fl-temperaturi alti, il-kapassità dimnet rapidament, superant il-devjazzjoni permessa, indikanti deteriorazzjoni accelerata.

2. Svilupp tal-Model ta' Prevżjoni tal-Ħajja
2.1 Analisi tal-Data tal-Degradazzjoni tal-Arrendament

Bil-mqassma tal-affariġ tal-degradazzjoni bejn l-levelli differenti tal-temperatura, analizzat relazzjoni bejn it-temperatura u l-fattur tal-accelerazzjoni. Stabilit kriterju tal-falliment komprendevojn parametri moħtiem kif pierdita dieletrika, devjazzjoni tal-kapassità, u rezistanza isolanti. Ir-riżultati indikaw li l-degradazzjoni tal-arrendament accelerat signifikantament fit-temperaturi alti, bil-fattur tal-accelerazzjoni juri relazzjoni esponenzjali mal-temperatura. Id-data tal-fit inkluzet koefiċjent ta' korrelazzjoni ħafi, konfermat importanza statistika forte. L-equazzjoni Arrhenius tuża biex tkalkula l-fattur tal-accelerazzjoni, inkorporand l-enerġija tal-attivazzjoni derivata mill-eksperiment u l-kostanti ta' Boltzmann, sa l-aħħar stabilix relazzjoni quantitativa bejn it-temperatura u l-accelerazzjoni.

2.2 Applikazzjoni tal-Model Arrhenius

Kif mur fil-Figura 1, id-data tal-eksperiment ifittjaw f'sistema ta' koordinati log-lifetime vs. inversa tal-temperatura (1/T), li prodotta korrelazzjoni linear forte. L-inclinazzjoni tal-kurva fitta turi l-enerġija tal-attivazzjuni EaEa (fil-kJ/mol), rappresenta barriera tal-enerġija tal-proċess tal-aging, u turi intesa teoretika. Koefiċjent ta' korrelazzjoni ħafi konferma intesa perfetta bejn id-data tal-eksperiment u l-model Arrhenius. L-analiżi tal-intervall tal-ko nfidenza 95% turi prevżjonijiet statistikament fideli. Ir-riżultati tal-eksperiment iżżelmu li, fil-limiti tal-temperaturi provati, l-affariġ tal-degradazzjoni tal-arrendament hu relazjonat esponenzjalment signifikantament mal-temperatura. Basat fuq id-data tal-ħajja għal punti differenti tal-temperatura, stabilix model matematiku relazjonat mal-temperatura u l-ħajja tas-servizz.

2.3 Implementazzjoni tal-Prevżjoni tal-Ħajja
Il-prevżjoni tal-ħajja hija basata fuq teorija tal-dannu kumulativ, li superpo effetti tal-dannu taħt kondizzjonijiet differenti tal-temperatura. Il-metodu ta' prevżjoni ikonsidra fatturi kif l-affariġ tal-materiali, varjazzjonijiet tal-temperatura tal-ambjent, u varjazzjonijiet tal-talb. Il-ciklu operattiv hu diviż f'n intervalli ta' ħin, b'dannu f'kull interval determinat mill-temperatura u l-durata tal-operazzjoni. Id-data tal-temperatura jiġu akkwirita permezz ta' sistema ta' monitoraġġ online b'interval tal-prova ta' 1 h biex is-siguraw kontinuità u aċċuratagg. It-temperaturi misura huma immettu fil-equazzjoni Arrhenius biex ikalkulu l-ħin ekwivalent tal-operazzjoni għal kull interval. Il-dannu kumulativ għal kull interval jiġi kalkulat biex ipprovdut il-ħajja tas-servizz restant [4]. L-aċċuratagg tal-prevżjoni tivverifikat permezz ta' riżultati ta' provi ta' aging accelerat, meta l-devjazzjoni meċja bejn il-kalkuli tal-model u d-data tal-eksperiment hi mantenha f'±8%.

3. Applikazzjoni u Verifikazzjoni
3.1 Analisi tal-Aċċuratagg tal-Prevżjoni

Il-model ta' prevżjoni hu verifikat permezz approċċ kombinat ta' provi ta' aging accelerat u data operattiva reali. Selezzjonati gruppuri multipli ta' kondensaturi tal-elettricità b'periodi differenti tas-servizz għal prova tal-arrendament, u l-riżultati inkunu mibgħat jew ma' prevżjonijiet tal-model. Kif mur f'Tavola 1, għal gruppu ta' 5 sni, il-medja misura tal-ħajja hi 4.8 sni u l-valur prevżut hu 5.2 sni, li turi erġa relattiv 7.7%; għal gruppu ta' 8 sni, il-valur misuratu hu 7.6 sni u l-valur prevżut hu 8.3 sni, b'erġa relattiv 8.4%; għal gruppu ta' 10 sni, il-valur misuratu hu 9.5 sni u l-valur prevżut hu 10.2 sni, b'erġa relattiv 6.9%. L-analiżi tas-sors tal-erġa turi li l-varjazzjonijiet tal-temperatura tal-ambjent huma l-fattur prinċipali li jaffettwara l-aċċuratagg tal-prevżjoni. Meta l-varjazzjoni tal-temperatura ta' kurnal issolpi 20 °C, l-erġa tal-model ta' prevżjoni tizdi 12%. Huwa ukoll juri li l-varjazzjonijiet tal-temperatura minn varjazzjonijiet tal-talb ikontribwixxi bi zid ta' 4.2% fil-erġa tal-prevżjoni.

3.2 Rikommandazzjonijiet għal Aplikazzjonijiet Inġiniżju

Kif mur f'Tavola 2, meta l-temperatura tal-ambjent hi mantenha taħt 75 °C, l-affariġ tal-degradazzjoni tal-ħajja tas-silġ tdimni 58%. Għal kull 5 °C ta' diminuzzjoni fi l-temperatura tal-lokalità tal-instalazzjoni, l-ħajja tas-servizz attenduta tizdi 18.5%. Bil-bettera tal-ventilazzjoni, l-temperatura tal-ambjent fil-post ta' prova tdimni mediament 7.2 °C, li prodotta mill-32% ta' aġġornament fil-stabilità tal-parametri tal-arrendament tal-kondensaturi. Id-data tal-temperatura mil-sistema ta' monitoraġġ online turi li wara l-implementazzjoni tal-ventilazzjoni intelligenti, it-temperatura massima ħafna l-apparati tdimni 11.3 °C u l-temperatura mediament 8.7 °C. Il-model ta' prevżjoni tal-ħajja ġie applikat f'sottostazzjoni ta' 500 kV għal sena, b'suċċess jgħollel avvisi prevenzivi għal sis potenzjali falliment, bil-effiċjenza tal-manutenzjoni prevenziva tizdi 43%. L-analiżi tad-data tal-manutenzjoni turi li l-deċiżjonijiet tal-manutenzjoni u sostituzzjoni bażati fuq prevżjonijiet tal-model raggiunġew aċċuratagg ta' 87%, b'zid ta' 35% fuq manutenzjoni tradizzjonali bsissa fuq il-ħin. Il-strategija ta' gestjoni tal-apparati guidata mill-model tdimni l-kusti tal-manutenzjoni 27% u zid disponibilità tal-apparati 15%.

4. Konkluzzjoni

Meta tmexxeħ provi sistematika ta' aging accelerat u analisi tad-data, dan studju irevela l-inflluwenza tal-ambjenti tal-ġimgħa fuq id-degradazzjoni tal-arrendament tal-kondensaturi tal-elettricità u stabilix model ta' prevżjoni tal-ħajja bsissa fuq l-equazzjoni Arrhenius. Ir-riżultati tal-eksperiment turi li l-temperatura tal-ambjent hija fattur moħtiem li jaffettwara l-ħajja tas-servizz tal-kondensaturi: għal kull 10 °C ta' zid fit-temperatura, l-ħajja tas-servizz tdimni 42.5% ± 2.5%. Il-parametri moħtiem tal-arrendament kif pierdita dieletrika, kapassità, u rezistanza isolanti jagħmlu in-nisbu signifikantament mal-erġa’ fit-temp. Il-model ta' prevżjoni sviluppata raggiunġi aċċuratagg ta' pji 90%, providi bażi scientifica għal deċiżjonijiet tal-manutenzjoni u sostituzzjoni tal-kondensaturi tal-elettricità.