Σχεδιασμός Νέου 12kV Περιβαλλοντικά Φιλικού Ατμοσφαιρικά Μειζονικού Κυκλικού Επιμεριστή

1. Συγκεκριμένη Σχεδίαση

1.1 Έννοια Σχεδίασης

Η State Grid Corporation of China προωθεί ενεργά την εξοικονόμηση ενέργειας στο δίκτυο και την χαμηλού άνθρακα ανάπτυξη για την επίτευξη των εθνικών στόχων κορυφής άνθρακα (2030) και ουδετερότητας (2060). Οι φιλικές προς το περιβάλλον αεριοσφαιρικά απομονωμένες κυκλικές κεντρικές μονάδες εκπροσωπούν αυτή την τάση. Σχεδιάστηκε μια νέα 12kV ολοκληρωμένη φιλική προς το περιβάλλον αεριοσφαιρικά απομονωμένη κυκλική κεντρική μονάδα, συνδυάζοντας την τεχνολογία αποστοληγμένων βακουύμ με τριθέσια αποσυνδέστρια και βακουύμ προστατικά. Η σχεδίαση χρησιμοποίησε το SolidWorks για 3D μοντελοποίηση με μοντουλάρη δομή (δεξαμενή αερίου, διαστολικές καμπίνες, σώμα καμπίνας, δωμάτια μετρητών). Η μονάδα αποτελείται από χωριστά μεταλλικά εγκλωβισμένα κομμάτια (δωμάτιο μηχανισμού, δωμάτιο προστατικού, δωμάτιο καλωδίων, δωμάτιο μετρητών), καθένα με ανεξάρτητες διαστολικές διαδρομές. Η σχεδίαση υποστηρίζει τόσο ανεξάρτητες μονάδες όσο και κοινές καμπίνες.

1.2 Ενσωμάτωση Τριθέσιου Αποσυνδέστρια και Βακουύμ Προστατικού

Η ενσωμάτωση των τριθέσιων αποσυνδέστριων και των βακουύμ προστατικών είναι κλειδί για αυτή τη σχεδίαση, συνιστώντας συνδεδεμένα ανώτερα τριθέσια αποσυνδέστρια και κάτω διθέσια προστατικά. Το τριθέσιο αποσυνδέστρι λειτουργεί σε θέσεις σύνδεσης, αποσύνδεσης και απομόνωσης, ενώ το προστατικό λειτουργεί σε κατάσταση ανοιχτού/κλειστού. Το πλαίσιο υποστήριξης της απομονωτικής λεπίδας χρησιμοποιεί υψηλής αντοχής νάϊλον με καλή ευελιξία και θερμοαντοχή. Η τεχνολογία Mubea πίνακα δισκοειδών ελατηρίων παρέχει την πίεση επαφής.

Ένα ομοιόμορφο κάλυμμα στις κινούμενες επαφές εξασφαλίζει την ομοιόμορφη ηλεκτρική πεδίο και μειώνει την μερική εκκένωση. Τα κάλυμμα απομόνωσης στα τριφασικά στην συνδεσμούς ενισχύουν την απομόνωση μεταξύ φασών. Κατά τη δοκιμή, πολλαπλές βελτιώσεις εξασφάλισαν τις κατάλληλες μηχανικές ιδιότητες (βάθος ενσωμάτωσης, αναπήδηση, τριφασική συγχρονισμό, ταχύτητα λειτουργίας). Το βακουύμ προστατικό έχει στερεά σφραγισμένα στήλια με τέσσερα βίτσια.

Το τερματικό του αποστοληγμένου βακουύμ λειτουργεί ως κέντρο περιστροφής για την λεπίδα του αποσυνδέστρι, με Z-μορφη πλαστικό βράχιον που χρησιμοποιεί την αρχή του βράχιου. Τα μπάρα ορυχαλκού με επικολλημένες επιφάνειες συνδέουν τα κάτω τερματικά του προστατικού. Ως φαίνεται στο Σχήμα 1, αυτή η ενσωματωμένη σχεδίαση αναγνωρίζει τον αποστοληγμένο βακουύμ ως κύριο στοιχείο που καθορίζει την συνολική αξιοπιστία, με την δομή επαφής και την μέθοδο εξαφάνισης της θερμικής ως κρίσιμα στοιχεία σχεδίασης.

Για την επίτευξη μικροποίησης και ενισχυμένης αξιοπιστίας, εφαρμόστηκαν κυλινδρικές επαφές με κατασκευή κύκλων και σιδηρούχων. Σε αντίθεση με τα οριζόντια μαγνητικά πεδία, τα κυλινδρικά πεδία αυξάνουν την μεταβατική ροή από διαχειριστικά σε συστηματικά άνωδα, προσφέροντας ελάχιστη ηλεκτρική έρημη, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και καλύτερη ικανότητα διακοπής. Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τριφασική εναλλασσόμενη ροή συνδυάζεται με το κυλινδρικό πεδίο των κυλινδρικών επαφών για την δημιουργία εδδυκτικών ροών που μειώνουν την τάση της θερμικής και διανέμουν την θερμική ομοιόμορφα στην επιφάνεια του ανόδου. Αυτή η σχεδίαση αυξάνει την ικανότητα διακοπής σύντομης σύνδεσης από 20kA σε 25kA σε ταυτόχρονο όγκο.

1.3 Μηχανισμός Λειτουργίας Στροφής

Ο μηχανισμός λειτουργίας στροφής, που εγκαταστάθηκε άμεσα στο μέτωπο της δεξαμενής απομόνωσης, οδηγεί και το βακουύμ προστατικό και το τριθέσιο αποσυνδέστρι μέσω άμεσων συνδέσεων μεταξύ στροφών χωρίς μεσολαβούντα στοιχεία. Αυτή η σχεδίαση μειώνει το χρόνο ανοίγματος του βακουύμ προστατικού για την πρόληψη της ερημοποίησης των επαφών. Ο μηχανισμός υποστηρίζει και χειροκίνητη και ηλεκτρική λειτουργία με αποθήκευση ενέργειας μέσω της αρχής του υπερβολικού συνδέσμου. Το τριθέσιο αποσυνδέστρι χρησιμοποιεί μηχανισμό οδηγού με συντονισμένη περιστροφή που εξασφαλίζει τριφασική συγχρονισμό και αξιόπιστη λειτουργία σύνδεσης στο έδαφος. Τα δύο τρύπια λειτουργίας του ελέγχουν ξεχωριστά την σύνδεση στο έδαφος και την απομόνωση.

1.4 Κύρια Κύκλωμα

Το κύριο κύκλωμα - που περιλαμβάνει τους στην συνδεσμούς καλωδίων, τις λεπίδες αποσυνδέστρι, τις επαφές του αποστοληγμένου βακουύμ, τις ευέλικτες συνδέσεις και τα μπάρα - είναι σφραγισμένο μέσα σε ανοξείδωτη δεξαμενή χρησιμοποιώντας σφραγίδες για τα δυναμικά στοιχεία και O-rings για την στατική σφράγιση, γεμίζοντας με 0.02 MPa αζώτο ή ξηρό αέρα. Η ολοκληρωμένη κυλινδρική σχεδίαση του τριθέσιου αποσυνδέστρι και του βακουύμ προστατικού επιτρέπει μοντουλάρη απόσυρση. Οι αποστάσεις μεταξύ φασών διατηρούνται σε 150mm για κατάλληλη απομόνωση. Το τερματικό του αποστοληγμένου βακουύμ λειτουργεί ως κέντρο περιστροφής για την λεπίδα του αποσυνδέστρι, με Z-μορφη πλαστικά βράχια που μεταφέρουν την κίνηση του μηχανισμού στην κίνηση των επαφών.

1.5 Δεξαμενή Αερίου και Γραμμή Παραγωγής

Η σχεδίαση της δεξαμενής αερίου δίδει προτεραιότητα στην ακριβή κατασκευή και την αδιάρρηστη. Η λέιζερ διακοπή εξασφαλίζει απόψημα στα στοιχεία ανοξείδωτου χάλυβα, ενώ οι ρομποτικές συγκολλήσεις εγγυώνται την ακεραιότητα των συνδέσεων και την μηχανική αντοχή. Η παραγωγή χρησιμοποιεί γραμμική διάταξη με μεταφορικά οχήματα σε οδόν για την βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της εργασίας.

2 Ανάλυση Απομόνωσης

2.1 Απομόνωση Τριθέσιου Αποσυνδέστρι

Η τριθέσια σχεδίαση με τύπο μαχαίρι παρέχει ορατά σημεία διασύνδεσης και αξιόπιστη σύνδεση στο έδαφος. Η χρήση υψηλής αντοχής νάϊλον για τον περιστρεφόμενο άξονα και αλουμινίου ίσων καλύμματων στις κεφαλίδες των λεπίδων ενισχύει την ομοιόμορφη ηλεκτρική πεδίο. Η προσομοίωση και η δοκιμή επιβεβαίωσαν ότι η απομόνωση αντέχει 90kV παρακμή της χαμηλής τάσης.

2.2 Συνολική Απομόνωση Σύνδεσης στο Έδαφος

Η ανάλυση επικεντρώθηκε σε κρίσιμες περιοχές: τις αποστάσεις μεταξύ φασών και μεταξύ φάσης και δεξαμενής (ελάχιστη 125mm κέντρο απόσταση), και τα στοιχεία απομόνωσης. Η στρατηγική τοποθέτησης στερεών απομονωτικών σε υψηλά πεδία και αερίων απομονωτικών σε χαμηλά πεδία βελτιώνει την κατανομή της πεδίου. Πρόσθετα μέτρα περιλαμβάνουν την επένδυση των επαφών με εποξυ, την βελτίωση των υλικών Z-βράχιων, τα ίνες απομονωτικά σκελιά και τα κάλυμμα απομόνωσης στις συνδέσεις μπάρα για την πρόληψη της συγκέντρωσης της πεδίου.

3 Συμπέρασμα

Το νέο περιβαλλοντοφιλὲς κυκλικό μονάδα με αεριωμένη εγκάρσια διασύνδεση συνδυάζει την εξαφάνιση λαμπτήρα υπό βάκου με την αεριωμένη εγκάρσια διασύνδεση, με χαρακτηριστικά ολοκληρωμένης σφραγίσεως, λειτουργίας χωρίς συντήρηση, συμπαγούς μεγέθους και πλήρης εγκάρσιας διασύνδεσης. Όλα τα υψηλής τάσης συστατικά είναι σφραγισμένα μέσα στην εγχάλυκτη σταλαγμένη μετάλλινη δεξαμενή, κάνοντάς το κατάλληλο για εξωτερική και εσωτερική χρήση, συμπεριλαμβανομένων των σταθμών εναλλαγής, των διανεμητικών δωματίων και των κατασκευασμάτων-υποσταθμίων. Σχεδιασμένο για τριφασικά AC 50Hz, 12kV συστήματα, παρέχει αξιόπιστη διανομή ρεύματος για επαγγελματικές, βιομηχανικές, μεταφορικές και υποδομικές εφαρμογές, με εξαιρετικές ιδιότητες αξιοπιστίας, περιβαλλοντικής προσαρμοστικότητας και ασφάλειας.