उच्च तापक्रम की स्थिति में पावर कैपसिटर्सको प्रदर्शन गिरावट विशेषताहरू र जीवनानुमान

उच्च तापक्रमको परिस्थितिमा विद्युत क्षमता टेन्को प्रदर्शन अपक्षय विशेषताहरू र जीवनानुमान

विद्युत प्रणालीहरूको लगातार विस्तार र बढेको भार आवश्यकताहरूसँगै, विद्युत उपकरणहरूको संचालन परिवेश धेरै जटिल भएको छ। वातावरणीय तापक्रम बढ्ने विद्युत क्षमता टेन्को विश्वसनीय संचालनमा प्रभाव गर्ने मुख्य कारक भएको छ। विद्युत प्रसारण र वितरण प्रणालीहरूका महत्वपूर्ण घटकहरूको रूपमा, विद्युत क्षमता टेन्को प्रदर्शन अपक्षय सीधै ग्रिडको सुरक्षा र स्थिरतामा प्रभाव पार्छ। उच्च तापक्रमको परिस्थितिमा, क्षमता टेन्को भित्रका आइलेक्ट्रिक मिडियाहरू तीव्र रूपमा वृद्ध हुन्छन्, जसले विद्युत प्रदर्शनमा ठूलो अपक्षय, सेवा जीवनको संक्षिप्त हुनु, र संभावित प्रणाली विफलता ल्याउँछ।

1. प्रदर्शन अपक्षय विशेषताहरूको अध्ययन
1.1 प्रयोगशाला रचना

10 kV रेटेड वोल्टेज र 100 kvar क्षमता भएका समान्तर विद्युत क्षमता टेन्कोलाई परीक्षण नमूना रूपमा चयन गरिएको थियो, जसले GB/T 11024.1—2019, 1000 V भन्दा उच्च रेटेड वोल्टेजको एसी पावर प्रणालीका लागि शुन्ट क्षमता टेन्को - भाग 1: सामान्यको आवश्यकता पूरा गर्दछ। परीक्षण प्रणाली OMICRON CP TD1 क्षमता परीक्षक र ME632 डाइएलेक्ट्रिक नुक्सान विश्लेषक समावेश गरेको थियो, जसको तापक्रम KSP-015 उच्च तापक्रम अग्लिङ चैम्बर द्वारा नियन्त्रण गरिन्थ्यो। 70 °C, 85 °C, र 100 °C तीन तापक्रम स्तर निर्धारण गरिएका थिए, प्रत्येक स्तरमा पाँच नमूनाहरू परीक्षण गरिएका थिए। परीक्षण प्रक्रिया IEC 60871-2 अनुसार गरिएको थियो, जसमा अग्लिङ दौरा दौरा रेटेड वोल्टेज लगाइ दिइएको थियो जसले वास्तविक संचालन परिस्थितिलाई सिमुलेट गर्दछ।

1.2 डाइएलेक्ट्रिक नुक्सान अपक्षय व्यवहार

उच्च तापक्रममा, डाइएलेक्ट्रिक नुक्सान (tanδ) तापक्रम परिभाषित थियो। 70 °C मा, tanδ समयसँग धीरे धीरे बढ्यो, जसले संचालन सीमामा रहियो, जसले स्थिर इन्सुलेशन प्रदर्शन देखायो। 85 °C मा, वृद्धि दर तीव्र भयो, जसले वक्रको ढाल धेरै धेरै टेक्यो; अन्तिम चरणमा केही नमूनाहरू स्थान्य सीमाहरू पार गर्यो। 100 °C मा, tanδ तीव्र रूपमा बढ्यो र वक्र धेरै धेरै टेक्यो, जसले थर्मल अग्लिङको विशिष्ट विशेषताहरू देखायो।

1.3 क्षमता परिवर्तन विशेषताहरू

तापक्रम बढ्ने क्षमता स्थिरतामा ठूलो प्रभाव पार्यो, जसमा स्पष्ट चरणगत व्यवहार देखिन्थ्यो। निम्न तापक्रममा, क्षमता विचलन अनुमत सीमामा रहियो, जसले राम्रो स्थिरता देखायो। मध्यम तापक्रम रेंजमा, क्षमता धेरै धेरै घट्यो, जसको विचलन संचालन सीमामा पहुँच्यो। उच्च तापक्रममा, क्षमता तीव्र रूपमा घट्यो, अनुमत विचलन अतिक्रम गर्यो, जसले तीव्र अपक्षय देखायो।

2. जीवनानुमान मॉडेल विकास
2.1 प्रदर्शन अपक्षय डाटा विश्लेषण

विभिन्न तापक्रम स्तरहरूबीच अपक्षय दरहरूको तुलना गरी, तापक्रम र त्वरण गुणांकको बीचको सम्बन्ध विश्लेषण गरियो। डाइएलेक्ट्रिक नुक्सान, क्षमता विचलन, र इन्सुलेशन प्रतिरोध जस्ता मुख्य परामितिहरू आधारमा एक समग्र विफलता मानक स्थापना गरियो। नतिजाहरूले देखायो कि उच्च तापक्रममा प्रदर्शन अपक्षय तीव्र रूपमा त्वरित हुन्छ, त्वरण गुणांक तापक्रमको अनुसार एक्सपोनेन्शियल सम्बन्ध देखायो। डाटा फिटिङ एक उच्च सहसंबंध गुणांक दियो, जसले मजबूत सांख्यिकीय महत्त्व देखायो। अर्रेनियस समीकरण उपयोग गरी त्वरण गुणांक गणना गरियो, जसमा प्रयोगात्मक रूपमा व्युत्पन्न एक्टिवेशन ऊर्जा र बोल्ट्जमनको स्थिरांक समावेश गरियो, यसरी एक मात्रिक तापक्रम-त्वरण सम्बन्ध स्थापना गरियो।

2.2 अर्रेनियस मॉडेलको उपयोग

फिगर 1 देखि, प्रयोगात्मक डाटालाई लोग-जीवनकाल विरुद्ध व्युत्क्रम तापक्रम (1/T) निर्देशांक प्रणालीमा फिटिङ गरियो, जसले एक मजबूत रैखिक सहसंबंध दियो। फिटिङ गरिएको रेखाको ढाल एक्टिवेशन ऊर्जा EaEa (किजूल/मोलमा) जस्ता अग्लिङ प्रक्रियाको ऊर्जा बाधा देखाउँछ, र सैद्धान्तिक अपेक्षाका साथ अच्छो सामंजस्य राख्छ। उच्च सहसंबंध गुणांकले प्रयोगात्मक डाटा र अर्रेनियस मॉडेल बीचको अच्छो सामंजस्य देखाउँछ। 95% आत्मविश्वास अन्तराल विश्लेषणले सांख्यिकीय रूपमा विश्वसनीय अनुमान देखाउँछ। प्रयोगात्मक नतिजाहरूले देखाउँछ कि, परीक्षित तापक्रम रेंजमा, प्रदर्शन अपक्षय दर तापक्रमको अनुसार तीव्र रूपमा एक्सपोनेन्शियल सम्बन्ध देखाउँछ। विभिन्न तापक्रम बिन्दुहरूको जीवन डाटाको आधारमा, तापक्रम र सेवा जीवन बीचको गणितीय मॉडेल स्थापना गरियो।

2.3 जीवनानुमान अनुप्रयोग
जीवनानुमान एकत्रित नुक्सान सिद्धान्त आधारमा आधारित छ, जसले विभिन्न तापक्रम परिस्थितिहरूमा नुक्सान प्रभावहरूलाई सुपरिमित कर्यो। अनुमान विधि यो उपकरण अग्लिङ दर, पर्यावरणीय तापक्रम झुकाव, र भार विचरण जस्ता तत्वहरूलाई समग्र रूपमा विचार गर्छ। संचालन चक्रलाई n समय अन्तरालमा विभाजन गरियो, जहाँ प्रत्येक अन्तरालमा नुक्सान संचालन तापक्रम र अवधि द्वारा निर्धारण गरिन्थ्यो। तापक्रम डाटा एक ऑनलाइन मानक निगर्न सिस्टम द्वारा 1 h नमूनाकरण अन्तरालमा प्राप्त गरियो, जसले डाटा निरन्तरता र सटीकता सुनिश्चित गर्छ। मापिएको तापक्रमहरूलाई अर्रेनियस समीकरणमा इनपुट गरी प्रत्येक अन्तरालको तुल्य संचालन समय गणना गरियो। सबै अन्तरालहरूमा एकत्रित नुक्सानले अनुमानित बाँकी रहेको सेवा जीवन [4] दियो। अनुमान सटीकता त्वरित अग्लिङ परीक्षण नतिजाहरू द्वारा प्रमाणित गरियो, जहाँ मॉडेल गणना र प्रयोगात्मक डाटाबीचको औसत विचलन ±8% भित्र राखियो।

3. अनुप्रयोग र प्रमाणीकरण
3.1 अनुमान सटीकता विश्लेषण

अनुमान मॉडेल त्वरित अग्लिङ परीक्षण र वास्तविक संचालन डाटाको संयुक्त दृष्टिकोण द्वारा प्रमाणित गरियो। विभिन्न सेवा अवधि भएका बहु स्तरीय विद्युत क्षमता टेन्कोहरूलाई प्रदर्शन परीक्षणका लागि चयन गरियो, र नतिजाहरूलाई मॉडेल अनुमानहरूसँग तुलना गरियो। टेबल 1 देखि, 5-वर्ष संचालन समूहको लागि, मापिएको औसत जीवनकाल 4.8 वर्ष र अनुमानित मान 5.2 वर्ष, जसले 7.7% अनुपातिक त्रुटि दियो; 8-वर्ष समूहको लागि, मापिएको मान 7.6 वर्ष र अनुमानित मान 8.3 वर्ष, जसले 8.4% अनुपातिक त्रुटि दियो; 10-वर्ष समूहको लागि, मापिएको मान 9.5 वर्ष र अनुमानित मान 10.2 वर्ष, जसले 6.9% अनुपातिक त्रुटि दियो। त्रुटि स्रोत विश्लेषणले देखायो कि पर्यावरणीय तापक्रम झुकाव अनुमान सटीकताको प्रमुख कारक हुन्छ। जब दैनिक तापक्रम विचलन 20 °C भन्दा बढ्दै गर्दा, मॉडेल अनुमान त्रुटि 12% बढ्छ। अतिरिक्त, भार विचरणले उत्पन्न तापक्रम झुकावले अनुमान त्रुटिलाई 4.2% बढाउँछ।

3.2 अभियान्त्रिक अनुप्रयोगका सिफारिश

टेबल 2 देखि, जब पर्यावरणीय तापक्रम 75 °C भन्दा निम्न राखिन्छ, तब उपकरणको जीवनकाल अपक्षय दर 58% घट्यो। स्थापना स्थानको तापक्रम प्रत्येक 5 °C घट्ने अनुसार, अपेक्षित सेवा जीवन 18.5% बढ्छ। वेतास व्यवस्थाको सुधार गरी, परीक्षण स्थानमा औसतन 7.2 °C तापक्रम घटाइयो, जसले क्षमता टेन्को प्रदर्शन परामितिहरूको स्थिरतामा 32% सुधार दियो। ऑनलाइन मानक निगर्न सिस्टमको तापक्रम डाटाले देखाउँछ कि बुद्धिमत्तापूर्ण वेतास लागू गर्दा, उपकरणको आसपासको अधिकतम तापक्रम 11.3 °C र औसत तापक्रम 8.7 °C घट्यो। जीवनानुमान मॉडेललाई 500 kV सबस्टेशनमा एक वर्षको लागि लागू गरियो, जसले सफलतापूर्वक छ टा संभावित विफलताको पूर्व सूचना दियो, र प्रतिरक्षित रखरखाल सुविधा 43% बढायो। रखरखाल डाटा विश्लेषणले देखाउँछ कि मॉडेल अनुमान आधारित रखरखाल र बदल्न निर्णयहरू 87% सटीकता प्राप्त गर्यो, जसले परम्परागत समय-आधारित रखरखालबाट 35% सुधार दियो। मॉडेल-निर्देशित उपकरण प्रबन्धन रणनीतिले रखरखाल खर्च 27% घटाउँदै उपकरण उपलब्धता 15% बढायो।

4. निष्कर्ष

सिस्टेमेटिक त्वरित अग्लिङ परीक्षण र डाटा विश्लेषणको माध्यम दिए, यो अध्ययनले उच्च तापक्रमको परिस्थितिमा विद्युत क्षमता टेन्कोको प्रदर्शन अपक्षयको प्रभाव उजागर गरेको छ र अर्रेनियस समीकरण आधारित जीवनानुमान मॉडेल स्थापना गरेको छ। प्रयोगात्मक नतिजाहरूले देखाउँछ कि पर्यावरणीय तापक्रम क्षमता टेन्कोको जीवनकाल प्रभाव गर्ने मुख्य कारक हुन्छ: प्रत्येक 10 °C तापक्रम वृद्धिले जीवनकाल 42.5% ± 2.5% घट्छ। डाइएलेक्ट्रिक नुक्सान, क्षमता, र इन्सुलेशन प्रतिरोध जस्ता महत्वपूर्ण प्रदर्शन परामितिहरू तापक्रम बढ्ने साथ ठूलो अपक्षय दिशा देखाउँछन्। विकसित जीवनानुमान मॉडेलले 90% भन्दा बढी सटीकता प्राप्त गर्यो, जसले विद्युत क्षमता टेन्कोको रखरखाल र बदल्न निर्णयहरूको लागि वैज्ञानिक आधार प्रदान गर्छ।