Dearbhadhúcháin Óptach ar Ghais-Insulated Switchgear do Thíortha Ard-altaithe
Is iad na ranná gas-chosúil ring main a bhfuil iad comhacta agus leathnaithe in ann chun córais uathoibríochta rialacháin fhuinnimh meánvoltage. Tá na húirlí seo á n-úsáid do thaispeántas fuinneamha anfhaisce 12~40.5 kV, córais fuinnimh dháshléibh, agus feidhmchláir fuinnimh teirmeach, ag obair mar úirlí rialú agus cosanta fuinneamha eilectraí. Is féidir leo a shuiteáil i stáisiúin spásach.
Trí fuinneamh eilectraí a díol agus a srianta, cinntíonn siad oibriú stabhail córas fuinnimh. Úsáideann na príomhchuid de na húirlí seo scuabaireacha nó comhbhainte brúite lucht agus sciobtháin, ag tarlú roinnt buntáistí mar struchtúr símplí, méid beag, costas íseal, paramaithe agus feidhmiú fuinnimh forleathan, agus slándacht fuinnimh forleathan. Tá a gús go forleathan i stáisiúin réamhsraithe agus stáisiúin spásach ag lárionaid lucht mar phobail cathracha, foirgnimh ard, modhanna poiblí móra, agus gnólachta tionsclaíocha. Tá gaol éadrom, aer ghlan, nitréigin, nó gaolaimhcháin mar mheadhan cosúil, ag soláthar ardchaighdeán cosúil agus béim ar an timpeallacht, ag tabhairt dóibh úsáid forleathan i gcórais fuinnimh.
Tá na príomhchuid den seán ring main seo suite isteach i mbac sealte lasmuigh le gaol cosúil (má tá sé sin leantha "an bac gaol"). Is é an bac gaol an príomhchuid de na ranná gas-chosúil ring main. Is é a príomhfheidhm a chinntiú nach ndéantar tionchar ar an bhfeidhmiú de na hioncháil airgeadúla taobh amuigh de choinsiasa amharcais, fliuchas, agus cailliúint. Cinntíonn sé an timpeallacht oibre na n-ioncháil agus feidhmiú eilectraí normálta. Tá gach rud isteach sa mbac gaol sealte. Tá an bac lonnaithe le heochtraí monatóireachta brú nó míréad gaol, mar shampla brúmetair nó míréadmetair, measúnach brú difríochta idir an taobh isteach agus amach den bhac.
Is é an príomhábhar den alt seo na ceisteanna a bhfuil tionchar orthu ar feidhmiú meicniúil agus eilectraí ranná ring main i dtimpeallachtaí airde.
1. Scéimeanna Deseáil Airde Coitianta do Ranná Ring Main Gas-Chosúil agus Ceisteanna atá ann
Tá dearadh go hiomlán cosúil le ranná gas-chosúil ring main, lena n-áirítear a gciúr codach airgeadúil suite agus córas go hiomlán cosúil a bhfuil sé sealte leis an mbac gaol, busáin go hiomlán cosúil don iontráil/amach, agus deireadh cábail go hiomlán cosúil. Mar gheall ar an dtimpeallacht isteach sa mbac gaol a bheith neamhiontaofa ag coinsiasa amharcais, fanann an míréad gaol agus an fliuchas conspóideach. Teoiriciúil, is é a chosúlacht neamhiontaofa ag coinsiasa amharcais mar fliuchas, amharcais, nó gaolaimhcháin. Chomh maith, is é a chosúlacht busáin agus deireadh cábail - deartha le hábhair cosúla mar ginoid resin agus silicon rubber - neamhiontaofa ag an dtimpeallacht amharcais. Go tuairisciúil, is féidir le ranná gas-chosúil ring main a ndearadh coitianta a bheith oiriúnach do thimpeallachtaí pláitín, ag cur roinnt déantóirí ar a smaoineamh go bhfuil siad aige cruthú do riachtanais oibre airde agus a díol go díreach i ndearnacha sin.
Anois, tá dhá príomhscéim teicneolaíoch ag úsáid do ranná gas-chosúil ring main i dtimpeallachtaí airde:
1.1 Díol Díreach i Ndearnacha Airde
Céim Deseáil: Leanann an dheimhneach an prionsabal gur suite go hiomlán an ciúr codach airgeadúil leis an gcóras cosúil (bac gaol sealte, busáin go hiomlán cosúil, agus deireadh cábail), ag déanamh cosúlacht neamhiontaofa ag coinsiasa amharcais airde.
Ceisteanna atá ann: I oibriú fíor, is éard a dhéanann an laghdú brú atmosfair i ndearnacha airde ná an brú difríochta idir an taobh isteach agus amach den bhac gaol a mhéadú. Seo a dhéanann an bac gaol a bheith as dhorcha agus a bheith ag tionchar ar an bhfeidhmiú meicniúil ioncháil eilectraí mar scuabaireacha agus disconncetóirí. D'fhéadfadh sé seo a bheith ag cur isteach ar an oibriú agus athruithe ar charachtar meicniúil.
1.2 Laghdú ar Sheol Brú Gaol san Fhábrach
Céim Deseáil: Chun an brú difríochta idir an taobh isteach agus amach den bhac gaol a laghdú i ndearnacha airde, laghdóidh an scéim seo an brú gaol isteach sa mbac san fhábrach. Nuair a thagann an rann anocht i ndearnacha airde, cuireann an laghdú brú atmosfair an brú difríochta suas go luach a bhfuil sé de dhíth ar an spéisifica teicneolaíoch, ag déanamh an brúmetair a thaispeáint an brú oibre.
Ceisteanna atá ann: Déanann an dearadh seo laghdú ar an míréad gaol isteach sa mbac. Cé go taispeánann an brúmetair an luach deartha i ndearnacha airde, tá an cosúlacht gaol intrinsiach an gaol láidir leis an míréad gaol de réir an Paschen curve (féach Fig. 1) a scríobh an fisiceoir Gearmánach Friedrich Paschen. Taispeánann an Paschen curve an fheidhm a bhfuil sé bunaithe ar Paschen’s Law. A chiall físeach: An brú buille U (kV) is é a fheidhm de réir an t-airgeadúil d (cm) agus an brú gaol P (Torr), léirítear mar U = apd / [ln(Pd) + b] (féach Fig. 1), áit a bhfuil a agus b conspóideach.
Príomhshíniúis an cur: Do scéimeanna cosúil conspóideach, is féidir an brú a mhéadú nó an laghdú ar an brú chuig vacuüm (mar shampla 10⁻⁶ Torr) a mhéadú ar an brú buille an t-iasc. Ag brúí chun vacuüm, is éard a dhéanann an laghdú vacuüm (mar shampla, an méid air a mhéadú) ná an brú buille eilectraí a shoshaint. Thar theshline, is éard a dhéanann an cosúlacht gaol a mhéadú mar a mhéadaíonn an brú. Sa tréimhse seo (thar an pointe a i Fig. 1), is éard a dhéanann an laghdú ar an brú - agus an míréad gaol - an brú buille a laghdú, agus mar sin, is éard a dhéanann an cosúlacht gaol a laghdú. Tá an raon oibre brú ranná gas-chosúil ring main go hiomlán sa réigiún seo (an cuid thar an pointe a i Fig. 1).
1.3 Achoimre ar na Ceisteanna le Deiseáil Coitianta Airde
Meastar gur éard a dhéanann an brú difríochta idir an taobh isteach agus amach den bhac gaol ná an bac gaol a bheith as dhorcha, ag tionchar ar an oibriú meicniúil agus ar an feidhmiú scuabaire.
I gcónaí, is éard a dhéanann an brú difríochta idir an taobh isteach agus amach den bhac gaol ná na héochtraí laghdú brú a bheith níos mó ag dul i bhfeidhm.
Méideann gaethriúil an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh agus amuigh den ghrúpa gaisteach. Cuireann meastóirí tiograis an gaisteach feidhmiú teicniúil chun cur chuige teicniúil do ghaisricheanna. Ní féidir le haon cheann de na dhuine dá mbaineann sé go cruinn an tiograis fíorchaoin sa ghrúpa gaisteach ag altitudes arda, cion go bhfuil an tiograis gaisteach go foréigneach comhcheangailte le feidhm insuláide.
Réiteach an aerla atá ar altitudes arda laghdóidh an feidhm insuláide iomlán ar chuidí insuláide amuigh den ghrúpa gaisteach.
2. Scéim Dearaidh do Ringe Príomhbhallacha Inscloiche Gaisteacha ar Altitudes Arda
Ar chúl an anailísis seo, cé go ndéantar struchtúr ina dhiaidh go forleathan inscloatheach do ringe príomhbhallacha inscloathe gaisteacha (leis an rathaire córas cathrach iomlán incloite ag grúpaí gaisteacha seasta, busáin inscloithe go forleathan, agus críochnaithe cabhlach inscloithe go forleathan) ina choinne is é a choimeád gan athrú ar feidhm insuláide, tá sé tionchartha ag factair a bheith ann ar altitudes arda: méadú ar an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh agus amuigh den ghrúpa gaisteach, an neamhféidhmíocht a chur ar an tiograis gaisteach sa ghrúpa, agus an riachtanas chun léiriú cruinn ar theicniúil an tiograis. Mar sin, is é an príomhchluich dearaidh do ringe príomhbhallacha inscloathe gaisteacha ar altitudes arda ná dearadh an ghrúpa gaisteach agus an t-uisceal scuabach, chun réitigh an spéise don timpeallacht ar altitudes arda do ghasricheanna bríomhaireachta, agus chun réiteach a dhéanamh ar an laghdú ar feidhm insuláide iomlán ar chuidí insuláide amuigh ar altitudes arda.
2.1 Dearadh Ghrúpa Gaisteacha agus Uisceal Scuabach do Chásanna ar Altitudes Arda
Chun na ceisteanna teicniúla roinntear a réiteach, cuireann an t-alt seo concept dearaidh nua chun cinn do ringe príomhbhallacha inscloathe gaisteacha ar altitudes arda, a bhfuil difríocht ón uile-rinne gan dearadh speisialta nó a úsáid a dhéanamh ar an scuabadh bríomhaireachta simplí. Tá an ringe príomhbhallacha seo deartha go sonrach ina cuid de na gnéithe seo:
(1) Méadú ar an Nirt Struchtúrtha den Ghrúpa Gaisteach
Chun an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh agus amuigh a chur i gcoinne, is éard atá déanta ná an nirt struchtúrtha den ghrúpa gaisteach a mheadaíodh. Seo a chinntíonn nach mbeidh an deifir sa ghrúpa ar altitudes arda lasmuigh den saincheap, agus a chinntíonn nach mbeidh tionchar ar feidhm meicniúil na gcórais high-voltage istigh.
De réir an Meastacháin Aimsiúil Idirnáisiúnta, is féidir an bríomhaireacht aimsiúil a ríomh ar altitudes áirithe leis an fhoirmle:
P = P₀ × (1 – 0.0065H/288.15)^5.256
áit P is ea an bríomhaireacht aimsiúil ar altitudes áirithe; P₀ is ea an bríomhaireacht aimsiúil ar leibhéal na mara; H is ea an altitudes.
Mar shampla, ag altitudes 4000 m:
P = P₀ × (1 – 0.0065 × 4000 / 288.15)^5.256 ≈ 0.064 MPa.
Ag brúthu ar an tsampla 10 kV SF₆ gas-insulated ring main unit, is 0.07 MPa an bríomhaireacht dearaidh do ghrúpa gaisteacha i réigiúin nach raibh altitudes arda. Ag smaoineamh ar an laghdú ar an bríomhaireacht aimsiúil ar altitudes arda, is féidir an bríomhaireacht dearaidh fíor do ghrúpa gaisteacha ag 4000 m altitudes a ríomh mar:
P₁ = P₀ – 0.064 + 0.07 = 0.107 MPa.
(2) Dearadh Uisceal Scuabach do Chásanna ar Altitudes Arda
De réir an caighdeán náisiúnta is déanaí GB/T 3906—2020 "AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 3.6 kV and up to and including 40.5 kV", Déanann Searbh 7.103 saincheisteanna go bhfuil an ghrúpa gaisteacha ringe príomhbhallacha inscloathe gaisteacha a bheith in ann 1.3 uair an chéad bríomhaireacht dearaidh (P₁) a choinneáil ar feadh 1 noiméad gan an t-uisceal scuabach a chur i bhfeidhm. Má leanann an bríomhaireacht ar aghaidh idir 1.3 uair (P₁) agus 3 uair (P₂) an chéad bríomhaireacht dearaidh, is féidir leis an t-uisceal scuabach a bheith i bhfeidhm. Is féidir é seo a glacadh chomh maith leis an saincheap dearaidh an tionscal. Tar éis an tástáil, d'fhéadfadh an ghrúpa gaisteacha a bheith deifir, ach ní mór dó a bheith gan scríobh.
Déanfadh an dearadh den nirt an ghrúpa gaisteacha agus an t-uisceal scuabach de réir na saincheisteanna seo an caighdeán náisiúnta a shástú. Is féidir grúpaí gaisteacha agus uisceala scuabach do altitudes éagsúla a ríomh agus a dhéanamh de réir an modh seo:
P₁ = 0.107 × 1.3 = 0.139 MPa
P₂ = 0.107 × 3 = 0.321 MPa
Tríd an nirt struchtúrtha an ghrúpa gaisteacha a mheadaíodh - mar shampla trí pláta staíle níos mó a úsáid nó trí stífíní a chur leis - is éard atá déanta ná an ghrúpa a chur i bhfeidhm go forleathan leis na riachtanais nirt a chuirtear ar an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh agus amuigh ar altitudes arda. Seo a choscann tionchar ar feidhm meicniúil agus leictreach na gcórais high-voltage istigh san ghrúpa de bharr an deifir, ag cinntiú oibriú stabhla ag an bríomhaireacht dearaidh agus ag soláthar an feidhm meicniúil agus leictreach cothroimeach cosúil leis an réigiún plandach.
Tríd an ríomh dearaidh agus an tástáil, is féidir an stiúracht agus an nirt an t-uisceal scuabach a mhéadaíodh, ag cur i bhfeidhm a chumas bríomhaireachta. Seo a chinntíonn gur freagrach an réimse scuabach bríomhaireachta an ghrúpa leis an réimse bríomhaireachta riachtanais, ag cosc an t-uisceal scuabach a bheith i bhfeidhm go luath de bharr an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh agus amuigh ar altitudes arda. Seo a choscann an leibhéal insuláide istigh agus a chinntíonn an feidhm leictreach an ringe príomhbhallacha.
2.2 Dearadh Córais Léiriú Tiograis Gaisteacha do Chásanna ar Altitudes Arda
Úsáideann an t-uisceal léiriú tiograis gaisteacha an t-uisceal tiograis sealadach. Gan tionchar a bheith aige ar athruithe teochta nó ar athruithe bríomhaireachta aimsiúil amuigh, is í an luach a léirítear go forleathan.
Do ringe príomhbhallacha inscloathe gaisteacha ar altitudes arda, is é an t-uisceal tiograis roghnaithe do ghrúpa gaisteacha an t-uisceal tiograis sealadach, gan tionchar teochta nó altitudes. Is é an modh oibre aige ná a chur i bhfeidhm an t-uisceal tiograis a chur chuige teicniúil chun cur chuige teicniúil (gan tionchar teochta). Go cothrom, tá an t-uisceal agus an sruth sealadach a choimeád ar an bríomhaireacht aimsiúil. An luach bríomhaireachta a léirítear ag an t-uisceal tiograis is é an difríocht bríomhaireachta idir an taobh istigh den ghrúpa gaisteach agus an bríomhaireacht aimsiúil.
Is díolas an deartháireacht seo go bhfuil scála an méadair tiogaid atá suite ar an gcomharcheoil anailís a chuirtear ar an rathúil gas in ann an luach fíor tiogaid sa choimheilt a léiriú go cruinn i gcónaí. Ní thagann athruithe ar an luach léirithe mar gheall ar teocht nó alt, agus críochnaíonn sé na riachtanais oibriúla do réigiúin áirde.
2.3 Deartháireacht Buisín Iomlána Insaithe Do Rathaíl Gas Insaithe I Réigiúin Áirde
Mar thoradh ar an aeráid áirde, baintear úsáid as comharcheoil gas agus uirlisí mheastacháin, ach tá tionchar ag an aeráid áirde freisin ar chuidi insaithe iomlána amach cosúil le buisín isteach/amach agus comhcheangal deirfiúr cable. Tá feidhmiúlacht insaithe na ndeileáil iomlána seo faoi thionchar ó dhromthsabhálú an t-ionsaithe agus ón ndromthsabhálú cnuasaigh le haghaidh talamh. Sa réigiún áirde, laghdóidh an teocht airgeadach an ndromthsabhálú cnuasaigh le haghaidh talamh. In ainneoin an tsaincheapadh traidisiúnta, ní thugann rathaíl gas insaithe go minic torthaí sásuisceacha nuair a dhéantar testí dromthsabhálú acmhainneachta freisin ar chuidi insaithe amach (mar shampla, buisín insaithe nó busbar forleathan) tar éis a dhoirteadh i réigiúin áirde.
Chun an fhadhb seo a réiteach, molann an páipéar ceannach nua do deartháireacht buisín iomlána don rathúil gas insaithe i réigiúin áirde: cuardaigh le tabhairt ar an taobh amuigh den ionsaithe seo. Cuirtear an deartháireacht seo i bhfeidhm chun cothromacht réimse idirchreidmheachta a fheabhsú agus chun stop a chur le seachadadh talamh ón mbusbar príomhchiorcal.
In ainneoin an tsaincheapadh traidisiúnta, ní thugann rathaíl gas insaithe go minic torthaí sásuisceacha nuair a dhéantar testí dromthsabhálú acmhainneachta freisin ar chuidi insaithe amach (mar shampla, buisín insaithe nó busbar forleathan) tar éis a dhoirteadh i réigiúin áirde. I gcomhthéacs staidéar praiticiúil i Nagqu, Tibet, bhí sampla áirithe ina raibh an t-equipment in ann pasáil trí thástáil dromthsabhálú acmhainneachta 29 kV/1 nóiméad le linn an tástáil déantais. Tar éis cúrsaí cuardaigh a chur ar an taobh amuigh den ionsaithe buisín isteach/amach agus busbar amach, chomhlíon an t-equipment riachtanais an caighdeán náisiúnta do thástáil dromthsabhálú acmhainneachta 42 kV/1 nóiméad le linn an tástáil déantais.
2.4 Achoimre Ar Phríomhphointí Teicniúla
Príomhdhíolais deartháireachta do rathaíl gas insaithe i réigiúin áirde:
Cuir cumas struchtúrtha an comharcheoil gas ar fáil trí mhéadú ar spiorad pláta cruinne nó trí chur stiffeners leis chun riachtanais do thréimhse dóchúil agus do theorainní modhú a shásamh mar gheall ar an difríocht brú isteach-amach a mhéadaíonn ag aeráid áirde.
Féach ar an deartháireacht láidir diaphragm siombalach san úrscéal siombalach an comharcheoil gas. Tar éis an réiteach seo, is féidir leis an t-úrscéal siombalach sásamh riachtanais do thréimhse dóchúil agus do theorainní modhú a shásamh mar gheall ar an difríocht brú isteach-amach a mhéadaíonn ag aeráid áirde.
Úsáid méadair tiogaid sealda chun cur síniú ar an t-úrscéal siombalach. Is féidir leis an luach léirithe gan a bheith faoi thionchar ó théarmachan nó ó athruithe brú atmosfair amach, rud a dhéanann iad oiriúnach do réigiúin áirde.
Cuir deartháireacht cuardaigh le tabhairt ar an taobh amuigh de chuidi insaithe amach an comharcheoil gas chun cothromacht réimse idirchreidmheachta a fheabhsú agus chun stop a chur le seachadadh talamh ón mbusbar príomhchiorcal.
3. Tábhacht Deartháireachta Rathúil Gas Insaithe I Réigiúin Áirde
Tá an deartháireacht seo ag díriú ar chur ar fáil rathaíl gas insaithe a chomhlíonann riachtanais oibriúla do réigiúin áirde. Le hathbhuíochas a chur ar cumas struchtúrtha an comharcheoil gas, ag feabhsú ar an gcumas siombalachta an úrscéala siombalach, ag cur síniú cruinn ar an tiogaid inti, agus ag deartháireacht réasúnta ar chuidi insaithe cothrom, níl aon rud ina choinne nach bhféadfaí a dhéanamh chun a chinntiú go mbeadh an rathúil gas insaithe oiriúnach do réigiúin áirde. Sin é a chinntíonn feidhmiúlacht meictheic agus deilctheic an rathúil gas insaithe agus a dhéanann í oiriúnach do réigiúin áirde.
Tá an t-árdach an-mheánach sa Chine ag cruthú iarraidh mór ar sheicmeanna cumhachta oiriúnacha do réigiúin áirde. Tá an riachtanas go forleathan ar an saincheapadh agus ar an deartháireacht réasúnta. Tá riachtanais nua ag teacht ar an saincheapadh mar gheall ar athruithe timpeallachta réalaí i réigiúin áirde. Tá an téarma teicniúil seo ag soláthar theoiric agus modh nua deartháireachta, rud a chuireann aghaidh ar an t-iarracht.
