Pagsasanay ng mga Tendensya ng GIS
Modularisasyon ng High-Voltage Switchgear
Dahil sa mga hakbang na inilapat para sa pag-miniaturize ng bawat komponente at bahagi, pati na rin ang kabuuang miniaturized layout, ang laki ng high-voltage switchgear ay patuloy na bumababa. May malawak na uri ng kombinasyon ng switchgear, may paborable at mahusay na kombinasyon ng paraan at napakompaktong estruktura. Ang gas-insulated metal-enclosed switchgear (GIS) ay naglalaman ng karamihan sa high-voltage electrical appliances at protective detecting devices, nag-integrate ng mga punsiyon ng orihinal na hiwalay na electrical appliances sa isang entidad. Kaya, maaari nating sabihing ang disenyo at produksiyon level ng GIS ay kinakatawan ang antas ng gas-insulated metal-enclosed switchgear.
Ang gas-insulated metal-enclosed switchgear (GIS) ay isang bagong uri ng electrical device na lumitaw noong mid-1960s. Dahil ito ay parehong enclosed at modular, ito ay may maliit na footprint, okupado ng mas kaunti ang espasyo, hindi naapektuhan ng panlabas na kapaligiran, walang noise o radio interference, at may ligtas at maaswang operasyon na may kaunti lamang na maintenance work, kaya ito ay nakamit ang malaking pag-unlad. Simula nito ipinasok, ito ay patuloy na umuunlad patungo sa mas mataas na voltage, mas malaking kapasidad, at miniaturization. Sa pamamagitan ng taon ng karanasan sa operasyon sa Indonesia at patuloy na pag-improve ng disenyo, ang GIS ay hindi lamang umunlad sa aspeto ng mas mataas na voltage at mas malaking kapasidad kundi pati na rin ang patuloy na innovasyon.
Pangunahing Katangian at Arc-Quenching Principle ng Sulfur Hexafluoride (SF6) Gas
Sa mga nakaraang taon, ang SF6 gas ay nakamit ang mabilis na pag-unlad bilang arc-quenching medium para sa circuit breakers. Ang SF6 gas ay orihinal na kilala bilang insulating gas na may insulation strength na ilang beses na mas mataas kaysa sa hangin. Ito ay may napakalakas na arc-quenching capabilities, at ang transition mula sa conducting arc patungo sa insulator ay nangyayari sa napakabilis na bilis. Kaya, sa high-voltage circuit breakers, ang SF6 gas ay maaaring gamitin bilang arc-quenching medium at insulating medium. Ang pinaka-kamangha-manghang katangian ng SF6 gas ay ang sumusunod:
Pinakamahusay na Pangunahing Katangian
Ang tuldok na SF6 gas ay isang walang kulay, walang amoy, non-toxic, at non-flammable halogen compound gas. Sa normal na temperatura, i.e., sa 20°C at 0.1MPa, ang densidad nito ay limang beses na mas mataas kaysa sa hangin. Ang heat-transfer coefficient ng SF6 gas, kasama ang convective effects, ay 1.6 beses na mas mataas kaysa sa hangin.
Partikular na Thermochemical Properties
Ang mga eksperimento ay nagpapakita na ang decomposition temperature ng SF6 gas ay mas mababa kaysa sa hangin, habang ang decomposition energy na kinakailangan ay mas mataas. Bilang resulta, ang SF6 gas ay nagsasangkot ng malaking halaga ng enerhiya sa panahon ng decomposition, nagbibigay ng malakas na cooling effect sa arc. Ang SF6 gas ay may affinity para sa free electrons. Kaya, sa hot-zone space, mayroon lamang talaga ang napakaliit na conductivity o wala nang conductivity, ngunit ang thermal conductivity nito ay napakataas. Ang SF6 gas ay nagdecompose nang mabilis sa isang mas mababang temperatura range (2000 - 2500K). Kapag nagdecompose ang SF6 gas sa arc-shroud area, ito ay nagsasangkot ng malaking halaga ng init mula sa arc, nagbibigay ng SF6 gas ng napakamahusay na arc-quenching capabilities. Sa SF6 gas, kapag ang arc current ay lumapit sa zero, mayroon lamang isang napakaliit na arc core na may mataas na temperatura, at ang paligid nito ay binubuo ng non-conducting layers.
Kaya, pagkatapos ang current ay lumipas sa zero, ang dielectric strength ng arc gap ay mabilis na bumabalik at lumampas sa rising speed ng recovery voltage. Sa SF6 gas, isang napakaliit na arc core ay nananatiling magpatuloy kahit sa napakababang current levels. Ito ay isang napakamahusay na katangian sa circuit breaker interruption, dahil ito ay sumasang-ayon sa pangangailangan ng mabilis na transition mula sa good conductor patungo sa insulator kapag ang current ay lumipas sa zero. Tumutugon ito sa mga katangian, kahit sa pag-interrupt ng maliit na current, ang arc core ay nananatiling magpatuloy hanggang sa ang current ay umabot sa zero at maaari pa ring magpatuloy na mag-contract. Ito ay nagpapahintulot na maiwasan ang forced current interruption, i.e., current chopping, at kaya ay binabawasan ang pag-occur ng switching overvoltages.
Malakas na Electronegativity
Ang electronegativity ay tumutukoy sa tendency ng molecules o dissociated atoms na bumuo ng negative ions. Ang SF6 ay may malakas na kakayahan na adsorb electrons, na kilala bilang electronegativity. Ang SF6 at ang halogen molecules at atoms na nabuo sa pamamagitan ng kanyang decomposition ay malakas na adsorb electrons sa arc, bumubuo ng negative ions. Dahil ang mass ng negative ions ay napakalaki kaysa sa electrons, ang bilis ng paggalaw ng negative ions sa ilalim ng epekto ng electric field ay mas mabagal kaysa sa electrons. Sa electric-field movement, madaling muling mag-combine ang negative ions sa positive ions upang bumuo ng neutral molecules. Kaya, ang proseso ng disappearance ng spatial conductivity ay napakabilis. Ang phenomenon na ito ay may parehong epekto bilang napakalakas na cooling capacity sa ionization space, nagreresulta sa napakabilis na pagbabago ng spatial conductivity malapit sa zero-crossing ng arc current. Ang katangian na ito, kasama ang katangian ng arc na bumuo ng napakaliit na core, ay nagsasangkot ng napakaliit na arc time constant. Kaya, ang malakas na electronegativity ay nagbibigay ng SF6 ng napakamahusay na insulation properties.
Ang pangunahing pangangailangan para sa arc-quenching medium ay hindi lamang mataas na dielectric strength kundi, mas mahalaga, ang mataas na recovery speed ng dielectric strength. Dapat din itong may isa pang mahalagang katangian: napakaliit na thermal time constant kapag ang arc current ay lumipas sa zero. Ang SF6 gas, bilang arc-quenching medium, ay may mga katangian na ito. Ito ay umasa hindi lamang sa isentropic cooling effect na nabuo sa pamamagitan ng pressure gradient ng gas flows kundi lalo na sa partikular na thermochemical properties at malakas na electronegativity ng SF6 gas, na nagbibigay ng SF6 gas ng napakalakas na arc-quenching capabilities. Tumutugon ito sa mga katangian, kahit ang SF6 gas ay may napakamahusay na arc-quenching at insulating properties, at ang kanyang chemical properties ay stable at non-toxic, ang application ng SF6 gas sa mga larangan tulad ng power transmission and transformation, transformers, fuses, at contactors ay patuloy na lumalaganap.
Ang gas-insulated metal-enclosed switchgear (GIS) ay patuloy na umunlad batay sa SF6 circuit breakers. Ang GIS ay nag-enclose ng circuit breakers, disconnectors, earthing switches, current and voltage transformers, surge arresters, at connecting busbars sa loob ng metal enclosure at in-fill ito ng SF6 gas, na may napakamahusay na arc-quenching at insulating properties, na gumagamit bilang insulation sa pagitan ng phases at sa ground. Dahil sa kanyang enclosed at modular nature, ito ay okupado ng maliit na footprint at mas kaunti ang espasyo, hindi naapektuhan ng panlabas na kapaligiran, walang noise o radio interference, may ligtas at maaswang operasyon, at may kaunti lamang na maintenance work, kaya ito ay nakamit ang malaking pag-unlad.
Estruktura ng Three-phase Enclosed GIS
Sa three-phase enclosed GIS, ang tatlong phase ng main-circuit components ay in-install sa isang common earthed outer enclosure, suportado at insulated ng epoxy-resin cast insulators. Ang uri ng GIS na ito ay may compact structure, may maliit na bilang ng outer enclosures, na maaaring makapagtipid ng materyales. Bukod dito, dahil sa maliit na bilang ng sealing points at maikling sealing length, ang gas leakage rate ay mababa. Kasama rin ito, maaari itong mabawasan ang circulating current sa panahon ng operasyon at mapagkaisa ang maintenance work. Ang three-phase enclosed GIS ay may maliit na kabuuang laki, mas kaunti ang mga komponente, mas kaunti ang wear and tear sa outer enclosures, at maikling installation cycle. Gayunpaman, ang kanyang drawback ay ang hindi pantay na internal electric field, may mutual phase-to-phase influence, nagpapahilo ito sa inter-phase flashover.
Ang three-phase enclosed type ay kilala rin bilang three-phase-in-common-tank type. Ang three-phase busbars ay naka-fix sa loob ng cylinder sa pamamagitan ng insulators, in-arrange sa triangular pattern. Ang bawat functional unit ng GIS ay binubuo ng ilang compartments. Ang compartment division ay dapat hindi lamang sumunod sa normal na operasyon requirements kundi pati na rin ang maaaring limitin ang arc sa panahon ng internal fault. Ang iba't ibang compartments ay nagbibigay ng iba't ibang gas pressures. Halimbawa, ang disconnector compartment, in-consider ang arc-extinguishing effect, nangangailangan ng gas pressure na humigit-kumulang 0.6 MPa, habang ang iba pang compartments ay may mas mababang pressures.
Key Technologies para sa Intelligence ng High-Voltage Switchgear
Ang teknikal na nilalaman ng intelligent high-voltage switchgear ay napakalawak. Ang kanyang pangunahing teknolohiya ay kinabibilangan ng:
Switching Operation Intelligence: Monitoring at diagnosis ng operating state ng opening at closing devices;
Secondary Control Intelligence: Gumagamit ng distributed architecture, network-connected technology, at comprehensive monitoring technology upang makamit ang signal acquisition - sensor technology, tulad ng Rogowski air-cored toroidal coils para sa composite current at voltage sensors, stroke sensors, at gas density sensors;
Insulation Performance Monitoring: Partial discharge detection, detection ng abnormal conduction, at micro-particle detection;
Fault Diagnosis at Decision-making System: Nag-aanalisa ng mga signal sa pamamagitan ng signal analysis upang gawin ang mga hukuman at desisyon;
Electromagnetic Compatibility (EMC): Mainly suppressing interference mula sa anti-interference coupling paths, i.e., eliminating o weakening ng iba't ibang factors na bumubuo ng coupled common impedance. Ang mga paraan ay kinabibilangan ng shielding, isolation, at filtering;
Special-purpose Microcomputer R & D: Nagdedevelop ng dedicated integrated circuits at software upang mapabuti ang applicability, real-time performance, at operation system ng microcomputers, at mapataas ang operating level at reliability ng high-voltage switchgear.
