Riċerka dwar l-Karatteristiċi tal-Ħalq u l-Interrużjoni ta' Unitajiet Merġa Prinċipali Miftuħa bl-Gas Eko-Friendlu

L-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli huma eċċipiment importanti ta’ distribuzzjoni tal-enerġija f’sistemi elektrika, li jikkaratterizzaw bil-verdure, l-ambjent friendli u r-affidabilità. Fiż-operazzjoni, l-karattristi ta’ formazzjoni u interruzzjoni tal-volta mhux qiegħed influwenza biss is-sigurtà tal-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli. Għalhekk, l-istudju approfondit dwar dawn l-aspetti huwa tal-ħtieġa kbira biex is-sigurtà u l-stabbiltà tal-operazzjoni tas-sistemi tal-enerġija jiġu assicurati. Dan l-artiklu jilħaq is-sigurtà u l-stabbiltà tal-operazzjoni tas-sistemi tal-enerġija permezz ta’ test esperimentali u analisi tad-data, bl-obbjetttiv ta’ tuffira l-modi u l-karattristi, sabiex jipprovdi d-dottier teoriku u l-gwida teknika għall-istudju u l-lanġas tal-eċċipiment.

1.Studju dwar l-Karattristi ta’ Formazzjoni tal-Volta fil-Unitax tal-Maġlubija Ġas-Insulati Eko-Friendli

1.1 Konċetti Bażiċi u Fatturi Influenzanti tal-Gazijiet Eko-Friendli

Il-gazijiet eko-friendli irreferixxu lil gazijiet li ma jidħelfux il-strata tal-ozon. Eżempji komuni inkludux il-nitroġenu (N₂), l-aria mpressa jdida (disinettata u disumidifikata), u gazijiet nuovi speċjalment formulati. L-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli jofru avantaggi kif l-ambjent friendli, is-sigurtà u r-affidabilità, u mhux qiegħed infittxu amministratament fis-sistemi tal-enerġija. L-istudju tal-karattristi ta’ formazzjoni tal-volta rikkiede l-iktar minn konċetti bażiċi u fatturi influenzanti tal-gazijiet eko-friendli.

Il-karattristi fiżiku u kemmiċi, is-struttura molekulari, it-temperatura, l-pressjoni, l-umidità u oħra jinfluwenza l-prestazzjoni tal-insulazzjoni u l-komportament ta’ formazzjoni tal-volta ta’ dawn il-gazijiet, li għandhom jiġu investigati esperimentalment. Hafna sfidi prattika kif l-kwantità ta’ gaz neċessarja u r-riċiklabilità huma daħħala. Għalhekk, l-istudju approfondit dwar il-konċetti bażiċi u l-fatturi influenzanti tal-gazijiet eko-friendli huwa essenzjali għall-istudju tal-karattristi ta’ formazzjoni tal-volta fil-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli.

1.2 Metodi ta’ Riċerka u Setup ta’ Test għal Karattristi ta’ Formazzjoni tal-Volta

L-investigazzjoni tal-karattristi ta’ formazzjoni tal-volta rikkiede l-istabliment ta’ metodoloġija ta’ test standardizzata u setup esperimentali. Il-metodi ta’ test solitament inkludux test elektrika bsieħba mill-fenomeni tal-volta u analisi kemmiċa. Il-setup ta’ test għandu jassigura r-ripetibilità, l-akkuratessa u s-sigurtà, normalment inkludiva sors tal-voltiġġ għoli, kammera tal-volta, strumenti ta’ misurazzjoni u sistema ta’ akkwist tad-data. Il-kammera tal-volta hija komponent kritiku, li simula l-proċess reali ta’ formazzjoni tal-volta fil-unità tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli. Biex l-istudju tal-karattristi tal-volta ikun effiċjenti, il-setup għandu jipprovdi livelli appropriate ta’ volt iġi u kurrent, u jippermetti l-registrazzjoni fit-tmiem tal-parametri kif l-volt tal-volta, il-kurrent, id-durata u l-biprodoti. Misuri ta’ sigurtà adekvati għandhom wkoll jiġu implementati biex ipprevenu l-avvenimenti fl-aħwa tal-test.

1.3 Test u Analisi tal-Kurrent, Volt u Durata tal-Volta
Fis-sutdju dwar l-karattristi tal-volta, il-kurrent tal-volta, il-volt u d-durata huma parametri kritiki. Il-kurrent tal-volta irreferixxu lil kurrent li jirriman fil-reġjun tal-volta waqt il-volta; il-volt tal-volta huwa l-differenza potenzjali fuq il-reġjun tal-volta; u d-durata tal-volta hi l-intervall tat-temps mid-dritt tal-volta sa l-extins. Il-misurazzjoni ta’ dawn il-parametri rikkiede strumenti spesifiks kif l-generatori tal-voltiġġ għoli, il-transformatori tal-kurrent, il-transformatori tal-volt u l-oscilloscopi digitali. It-test esperimentali u l-kollezzjoni tad-data ta’ dawn il-parametri fil-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli, segwiti mill-analisi tad-data, jagħmlu possibli l-identifikazzjoni ta’ trendi u relazzjonijiet, bl-obbjetttiv ta’ l-aqdi tal-komprens jew tas-sodisfażzjoni tal-karattristi ta’ formazzjoni tal-volta u provduċi data fundamentali għal aktar riċerka.

1.4 Analisi tal-Biprodoti tal-Volta waqt il-Volta
Waqt il-volta fil-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli, jingeneraw diversi biprodoti – kif l-oksidu, l-flouridu, l-kloridu u l-fum – li jistgħu jiġu perikolużi għall-ambjent u għall-saħħa tal-ħaddiem. Iż-żmien, jinkludu żewġ approċċi prinċipali għall-analisi tal-biprodoti tal-volta: l-analisi esperimentali u l-simulazzjoni numerika. L-analisi esperimentali tinvolve simulazzjoni tal-proċess tal-volta fid-laboratorju, l-akkwist ta’ sampji tal-biprodoti u l-analisi kemmiċa sabiex tintendi l-distribuzzjoni u l-konċenżarjoni ta’ speċi. L-simulazzjoni numerika tuża modelli kompjutarizzati sabiex titqies l-distribuzzjoni tal-biprodoti u l-mekanismi ta’ reazzjoni.

It-tekniki tal-analisi kif l-kromatografija, l-spektrometria tal-masa u l-mikroskopija tal-elettron jinkludu fid-analisi esperimentali. Fl-analisi numerika, metodi kif l-analisi tal-element tal-finitezza u CFD (Dinamika Fluida Kompjutarizzata) jintużaw biex jimmudelljaw l-distribuzzjoni tal-biprodoti u l-mekanismi ta’ reazzjoni kemmiċa waqt il-volta. Ir-riżultati tal-analisi tal-biprodoti jżammew l-komprens tal-reazzjonijiet kemmiċi u l-konverżjoni tal-enerġija waqt il-volta, provduċi dottier teoriku u tekniku għat-tifxor u l-applikazzjoni tal-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli, kif ukoll data referenzjali għad-dwarjar tal-ambjent u s-sigurtà tal-persunal.

2. Studju dwar l-Karattristi ta’ Interrupzzjoni tal-Unitax tal-Maġlubija Ġas-Insulati Eko-Friendli

2.1 Konċetti Bażiċi u Fatturi Influenzanti ta’ Fenomeni ta’ Interrupzzjoni
2.1.1 Metodi ta’ Test ta’ Interrupzzjoni
It-test ta’ interrupzzjoni huwa pass kritiku fl-istudju tal-karattristi ta’ interrupzzjoni tal-unitàx tal-maġlubija ġas-insulati eko-friendli. Solitament jiġi effettwat permezz ta’ metodi esperimentali tradizzjonali jew permezz ta’ simulazzjoni numerika. Il-metodi tradizzjonali involvu l-istabbiliment ta’ platforma ta’ test ta’ interrupzzjoni u varjazzjoni ta’ kondizzjonijiet tal-test (kif il-kurrent, il-volt) biex tobservaw il-komportament tal-interrupzzjoni u jikolleġaw data esperimentali. L-isimulazzjoni numerika, billa hemm, tuża modelli kompjutarizzati biex tismula l-fenomeni fiżiku waqt l-interrupzzjoni, alliha l-ħolqa ta’ datijiet kbira rapidament u tipprediċi l-prestazzjoni tal-interrupzzjoni.

2.1.2 Test Setup
Biex timxi l-karatteristiċi tal-interrużjon, għandu jiġi disinnat u konstruit setup speċifiċi għal test ta' interrużjon. Dan is-setup jinkludi sors ta' ħiljiet b'voltaġġ għoli, apparatu ta' switċing, u instrumenti ta' misurament. Is-sors ta' ħiljiet b'voltaġġ għoli jfornixxi l-enerġija lil apparatu tas-switċing, li jagħmel il-karatteristiċi tal-interrużjon reali, waqt li l-instrumenti jmislu u jireġistraw l-karatteristiċi tal-interrużjon.

2.1.3 Testing u Analisi ta' Parametri tal-Karatteristiċi tal-Interrużjon

2.2 Metodi ta' Riżerka u Setup ta' Test għal Karatteristiċi tal-Interrużjon

F'differenza mill-testjar tradizzjonali, is-simulazzjonijiet numeriċi joffru aċċessjoni magħrufa fl-imodeljar karatteristiċi tal-interrużjon. Bil-użu ta' tekniki ta' simulazzjoni u modell tal-kompjuter, is-soluzzjonijiet numeriċi jilġisu l-każijiet fiżiċi waħda, kif il-każ elettriku, il-każ magnetiku, il-każ termiku, u l-każ tal-flus, waqt l-interrużjon, waqt li jikkonsidraw diversi fatturi kif il-koxxa, il-voltaġġ, l-ispazju bejn elektrodi, u l-temperatura ambjentali. Fuq id-dinja, is-simulazzjonijiet numeriċi jawnseru l-ottimizazzjoni tal-disinn tal-RMU permezz ta' modifikazzjonijiet tal-proprietajiet tal-materiali u tat-talbiet ġeometriċi.
Għas-setup ta' test, is-sorsi ta' ħiljiet DC b'voltaġġ għoli u unitajiet ta' diskarika ta' kondensaturi b'potenza għoli jistgħu jipprovdu l-kondizzjonijiet neċessarji ta' voltaġġ għoli u koxxa għoli. Sistemi ta' aċċess tad-data b'veloċità għoli u rireġistraturi huma użati biex iġġibu parametri tal-interrużjon preċiżament. Biex tagħti ssigurtà tal-repetibilità u l-aċċessjoni, għandu is-setup ta' test ikun kalibrat u validat.

2.3 Testing u Analisi tal-Koxxa, Voltaġġ, u Tempi tal-Interrużjon
(1) Objettività tal-Test: Li nifhmu l-karatteristiċi tal-interrużjon ta' RMUs insulati b'gass ekoloġiċi permezz it-testjar u t-analisi tal-koxxa, voltaġġ, u tempi tal-interrużjon, uvalora l-prestazzjoni tagħhom fid-dinamika operattiva verament, u tfornixxi bażis għad-difuzjoni u l-abbażament tal-equipament.
(2) Equipament tal-Test: Ammetri digitali, transformatori ta' voltaġġ, instrumenti ta' misurament ta' tempi, oscilloscopi, u sistemi ta' aċċess tad-data huma użati biex jgarantu l-aċċessjoni ta' misurament tal-koxxa, voltaġġ, u tempi waqt l-interrużjon.
(3) Proċeduri tal-Test:

• Test tal-Koxxa tal-Interrużjon: Ippura l-interrużjon taħt kondizzjonijiet standard ta' test, rireġistra l-formi tal-onda tal-koxxa, u assigura l-konnessjoni korretta bejn l-equipament tal-tes u l-RMU. Immisla l-varjazzjonijiet tal-koxxa bil-ħsara ta' ammetri digitali u transformatori ta' koxxa.

• Test tal-Voltaġġ tal-Interrużjon: Fi mod similar, ippura l-interrużjon taħt kondizzjonijiet standard, rireġistra l-formi tal-onda tal-voltaġġ, u immisla l-bidliet fil-voltaġġ bil-ħsara ta' transformatori ta' voltaġġ u voltmetri digitali.

• Test tal-Tempi tal-Interrużjon: Uża instrumenti ta' misurament ta' tempi biex irreġistra l-intervall ta' tempi minn l-ebda sal-aħħar tal-operażjoni tal-interrużjon preċiżament.

• Test tal-Processi Transjenturi: Uża oscilloscopi u sistemi ta' aċċess tad-data biex ikaptaw l-formi tal-onda transjenturi tal-koxxa u voltaġġ waqt l-interrużjon għal analisi tal-karatteristiċi transjenturi.

(4) Rireġistrazzjoni u Analisi tad-Data: Rireġistra l-formi tal-onda tal-koxxa, l-formi tal-onda tal-voltaġġ, id-data tal-tempi tal-interrużjon, u l-formi tal-onda transjenturi. Analiza jekk il-koxxa tal-interrużjon toqgħod ma' rekwirimenti inġenieristici, jekk il-voltaġġ tal-interrużjon toqgħod ma' spesifikazzjonijiet, u jekk it-tempi tal-interrużjon toqgħod ma' kriteriji ta' disinn. Evalwa l-impat tal-processi transjenturi fuq l-prestazzjoni u stabilità tal-equipament. Mit-proċeduri dettagljati tal-tes hawn fuq, konsiderazzjoni komprensiva ta' kull fattur relevant tasegura l-aċċessjona ta' aċċess tad-data u analisi approfondita. Ir-riżultati jmuraw f'Tabell 1.

Tabell 1: Testjar u Analisi ta' Parametri ta' Koxxa, Voltaġġ, u Tempi

Mit-talba ta' Tabella 1, is-silġ bejn dawn il-konklussjonijiet:

• Hemm relazzjoni ċerta bejn il-kurrent tal-interruzzjoni u l-volttagġ; ġenerali, il-kurrent tal-interruzzjoni jiżdied meta l-volttagġ jiżdied.

• Il-ħin tal-interruzzjoni huwa relatat ma' kurrent u volttagġ; iktar kurrent u volttagġ, iktar qis il-ħin tal-interruzzjoni.

• Waqt it-talb, għandu jkun magħmula l-attenzjoni biex tkun kontroljata s-silġ tal-kurrent u tal-volttagġ waqt l-interruzzjoni biex tivvitja l-inakkurati fil-risultati tal-talb minħabba valuri li huma iktar jew inqas. B'mod addizzjonali, għandhom ikunu mikkonsidrati l-oħra fatturi influenti - bħal l-temperatura u l-umidità tal-ambjent.

2.4 Analisi tal-Fidd Elettrika waqt it-Process ta' Interruzzjoni
Għall-analisi tal-fidd elettrika waqt it-process ta' interruzzjoni ta' unitajiet centrali insulati bl-gass ekoloġiku, għandu jistabbelixxwa settup ta' esperimenti biex jikseb rilieġi u analisi tal-fidd elettrika. Fil-prova, sistema ta' misurament tal-fidd elettrika tista' tikseb setta biex titibqa' u tirda l-fidd elettrika waqt it-process ta' interruzzjoni, kif jipperċieħ fi Tabella 2.

Tabella 2: Analisi tal-Fidd Elettrika waqt it-Process ta' Interruzzjoni

Analizz għal varjazzjonijiet fil-kamp elettromagnetiku waqt il-proċess ta’ interruzzjoni bażat fuq Tavola 2 turi li f’waqt tal-interruzzjoni, il-kurrent jidherb sew issa u l-forza tal-kamp magnetiku mbaġħad tiddimin drasticament. Wara dawk, l-forza tal-kamp magnetiku tirkupra gradwalment lejn l-istat pre-interruzzjoni. L-analizz tal-kamp elettromagnetiku jista’ jipprovdi data riferiment importanti għad-disinn u l-ottimizazzjoni tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi.

3.Analizz tal-Risultati tad-Diġà tar-Rikerk għal Karatteristiċi ta’ Arku u Interruzzjoni
3.1 Analizz u Proċessjar tal-Parametri waqt il-Proċess tal-Arku u tal-Interruzzjoni
Waqt it-tibdil u l-interruzzjoni, parametri kif il-kurrent, il-voltatt, u l-ħin kienu misurati separatament biex jiġi analizzati l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni. Fil-proċessjar tad-data, metodi statistiċi kienu emplikati biex jiġi kalkolati l-medja, l-standard deviation, u l-koefiċjent ta’ varjazzjoni għal kull parametru.

① Id-data tal-prova tal-arku kienu analizzati u proċessati. Il-valuri medja tal-kurrent tal-arku, il-voltatt, u l-ħin kienu rispettivament 8.5 kA, 4.2 kV, u 2.5 ms. Il-standard deviation u l-koefiċjenti ta’ varjazzjoni kienu wkoll kalkolati biex jiġi fihmu l-distribuzzjoni u l-stabilità tad-data tal-prova. Ir-riżultati wasslu li l-standard deviation tal-kurrent tal-arku kien 0.8 kA bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 9.4%; l-standard deviation tal-voltatt tal-arku kien 0.4 kV bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 9.5%; u l-standard deviation tal-ħin tal-arku kien 0.2 ms bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 8.0%. Dan jindika li l-data tal-prova tal-arku kienu distribwiti relativament stabili u mhux tajbin minn affidabilità.

② Id-data tal-prova tal-interruzzjoni kienu analizzati u proċessati. Il-valuri medja tal-kurrent tal-interruzzjoni, il-voltatt, u l-ħin kienu rispettivament 3.5 kA, 3.8 kV, u 3.0 ms. Fl-istess mod, il-standard deviation u l-koefiċjenti ta’ varjazzjoni kienu kalkolati. Ir-riżultati wasslu li l-standard deviation tal-kurrent tal-interruzzjoni kien 0.5 kA bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 14.3%; l-standard deviation tal-voltatt tal-interruzzjoni kien 0.3 kV bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 7.9%; u l-standard deviation tal-ħin tal-interruzzjoni kien 0.1 ms bl-koefiċjent ta’ varjazzjoni ta’ 4.4%. Dan jisallied li l-data tal-prova tal-interruzzjoni kienu relativament iktar instabili u ma ħadux affidabilità qabel.

Bazat fuq dan l-analizz tad-data, tista’ tintuħas li l-affidabilità tad-data tal-prova tal-arku hija ikbar mill-affidabilità tad-data tal-prova tal-interruzzjoni, possibilment għal effett tal-kamps elettromagnetiku kompliċati involuti fl-interruzzjoni, li jiġi ftit in-investigatur aktar. Awi, ir-ralazzjoni bejn l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni tista’ tiġi esplorata akkor iktar bazat fuq id-data tal-prova.

3.2 Analizz tal-Ralazzjoni Bejn l-Karatteristiċi tal-Arku u tal-Interruzzjoni
Bi analizz u proċessjar tal-parametri minn tkemm il-proċess tal-arku u tal-interruzzjoni, tista’ jiġi studjat aktar l-ralazzjoni bejn l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni. L-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni huma indikaturi prinċipali tal-prestazzjoni tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi, u fihmu l-ir-relazzjoni bejnhom jiġi provdat guidan żgħażagħ għad-disinn u l-ottimizazzjoni.

Mill-perspektiva tal-arku u tal-interruzzjoni, parametri kif il-kurrent, il-voltatt, u l-ħin influenzaw iż-żewġ proċessi diffrenti. Waqt l-arku, il-kurrent tal-arku u l-ħin huma l-parametri prinċipali, wara l-voltatt wkoll influenzaw. F’dan il-kontrast, waqt l-interruzzjoni, il-kurrent tal-interruzzjoni huwa l-parametru dominanti, meta l-ħin u l-voltatt wkoll jagħmlu parti. Għalhekk, meta tiftaħ l-arku u l-interruzzjoni, l-ir-relazzjoni bejn l-karatteristiċi, l-parametri prinċipali għal kulhadd huma jkunu jkonsidraw separatament.

L-analizz tad-data wassal għal ralazzjoni certa bejn l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni:

• L-aument tal-kurrent tal-arku u tal-voltatt jiġi mgħadda b’produkti tal-arku iktar u konsum għall-enerġija tal-arku, li jiżżidu l-għażla tal-interruzzjoni.

• L-aument tal-kurrent tal-interruzzjoni jiġi mgħadda b’enerġija tal-arku iktar waqt l-interruzzjoni, li jiżżidu l-għażla tal-interruzzjoni.

F'dan is-silġ, l-analizz tal-kamp elettromagnetiku waqt l-arku u l-interruzzjoni turi li l-kamps elettromagnetiku influenzaw iż-żewġ proċessi b'mod significanti. Waqt l-arku, il-kamp elettromagnetiku japplika forza konstrittiva li tlimita t-tfassil tal-arku. Waqt l-interruzzjoni, il-kamp elettromagnetiku japplika forza repulsiva li tispinta l-arku barra, li taffettwaw l-prestazzjoni tal-interruzzjoni.

Dan l-istudju jindika li l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni huma interrelatati, prinċipalment influenzati mill-parametri operattivi prinċipali u l-effetti tal-kamp elettromagnetiku. Għalhekk, fid-disinn u l-ottimizazzjoni tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi, l-ir-relazzjoni bejn l-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni għandha tkun kunsiderata komprensalment, u s-sistema għandha tidisegna skont is-skenari speċifiċi ta’ applikazzjoni biex tiġi raggiunta l-prestazzjoni ommija.

4.Konkluzzjoni

Fl-istudju tal-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi, tista’ tintuħas li dawn l-karatteristiċi huma differenti signifikantement mill-karatteristiċi tas-sistema prinkipali insulati b’SF₆ tradizzjonali. Is-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi imponixxu requisiti strikti akkor iktar għal parametri kif il-kurrent, il-voltatt, u l-ħin, neċessita disinn u ottimizazzjoni aktar preċiża. Awi, l-distribuzzjoni tal-kamp elettromagnetiku waqt l-arku u l-interruzzjoni hi differenti: waqt l-arku, il-kamp elettromagnetiku huwa akkor konċentrat u intens, whila waqt l-interruzzjoni, huwa akkor uniformi.

Bħala l-applikazzjoni tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi tsegwi tispandu, l-istudji futuri jistgħu jikkonsidraw aspetti kif:

• Ottimizazzjoni tad-disinn tas-sistema prinkipali insulati b’gass ekoloġiċi permezz ta’ analisi simulazzjoni.

• Studju tal-karatteristiċi tal-arku u tal-interruzzjoni taħt diversi kondizzjonijiet operattivi.

• Esplorazzjoni tal-potenzjali tal-applikazzjoni ta’ gass ekoloġiċi novi fis-sistema prinkipali insulati.

Flissijiet ta' dan l-istudju huma tal-ħal qabel għal l-avansament u l-ottimizzazzjoni ta' unitajiet prinċipali ġeografici isolati b'gas ekoloġiċi.