Πλήρης Επισκόπηση των Γραμμών Υψηλής Υπερτάσης και των Σύνθετων Διαχωριστών: Προκλήσεις Σχεδίασης και Εφαρμογές

1 Χαρακτηριστικά και Συνιστώσες των Γραμμών Υψηλής Τάσης

1.1 Χαρακτηριστικά των Γραμμών Υψηλής Τάσης

Οι γραμμές υψηλής τάσης χαρακτηρίζονται από το χαμηλό κόστος τους, λόγω της μικρότερης ποσότητας πληροφοριών που απαιτούν. Συνήθως χρησιμοποιούν δύο διαχειριστές, έναν συνδεδεμένο με το θετικό πόλο και άλλον με τον αρνητικό πόλο. Οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος σε ένταση έχουν διαρκεία και μπορούν να μεταφέρουν ρεύμα επί μεγάλες αποστάσεις. Σε κάποιες εγκαταστάσεις υψηλής τάσης στην Κίνα, η μεταφορά ρεύματος σε εναλλασσόμενη τάση είναι επίσης ευρέως χρησιμοποιούμενη, το οποίο είναι ιδιαίτερα φανερό στην καθημερινή ζωή.

1.2 Οι Γραμμές Υψηλής Τάσης ως Μείζων Συνιστώσα του Ηλεκτρικού Σχεδιασμού

Στη βασική σχεδιαστική εργασία, τα τεχνικά σχέδια που απαιτούνται για την κατασκευή πρέπει να προετοιμαστούν και να ακολουθηθούν προσεκτικά σύμφωνα με τις διαδικασίες εργασίας. Η επιλογή αρώματων για τα κατασκευαστικά σχέδια, καθώς και η λογική σχεδίαση των διαδρομών, μεθόδων και αντίστοιχων προκλήσεων αποθήκευσης από την κατασκευαστική ομάδα, εξασφαλίζουν την κανονική λειτουργία των γραμμών ρεύματος, βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της εργασίας και ενισχύουν την αποτελεσματικότητα της κατασκευής.

2 Ανάπτυξη των Γραμμών Υπερυψηλής Τάσης

Σε σύγκριση με τις κανονικές γραμμές, οι γραμμές υπερυψηλής τάσης (ΥΥΤ) έχουν υψηλότερες απαιτήσεις, όπως επίπεδα εξωτερικής εξοπλισμού, τεχνολογίες ηλεκτροτεχνίας και μέτρα προστασίας γραμμών. Εάν το εξωτερικό επίπεδο εξοπλισμού των γραμμών ΥΥΤ δεν είναι προς τα πρότυπα ή τα μέτρα προστασίας είναι ανεπαρκή, θα αυξηθούν παραβιάσεις όπως ρύπανση, υπερτάση και κατάρρευση. Έτσι, η χρήση συνδυασμένων διαμπερών στις γραμμές ΥΥΤ είναι ουσιώδης και αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης κατασκευής δικτύων.

3 Προβλήματα με τους Συνδυασμένους Διαμπερούς στις Γραμμές ΥΥΤ

3.1 Διασπορά Διασύνδεσης

Τα προβλήματα ηλεκτρικής βλάβης των συνδυασμένων διαμπερών είναι κυρίως προκαλούμενα από χτύπημα κεραυνού, που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το μισό όλων των βλάβων. Παρά τη συνεχή βελτίωση των υλικών, το πρόβλημα της επαναλαμβανόμενης διασποράς διασύνδεσης συνεχίζει να υπάρχει. Κατά την παραγωγή, και οι κύριες βάρες και οι επενδύσεις εμφανίζουν σημαντικά φαινόμενα απόρριψης, και τα διασυνδέσεις των επενδύσεων και των διαμετρών των βάρων μπορεί να εροδιούνται, πιθανόν να οδηγούν σε διασπορά διασύνδεσης και να επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των διαμπερών. Συνεχής βελτιστοποίηση και βελτίωση των προϊόντων είναι απαραίτητες για τη μείωση της πιθανότητας αποτυχίας διασύνδεσης.

3.2 Βρεγματική Διάσπαση της Κύριας Βάρας

Η βρεγματική διάσπαση της κύριας βάρας είναι ένα κοινό είδος παραβίασης συνδυασμένων διαμπερών στις γραμμές ΥΥΤ. Κατά τη διάρκεια της βρεγματικής διάσπασης της κύριας βάρας, λόγω της οξικής ερόσιον, τα νήματα της κύριας βάρας διαλύονται σταδιακά, με δυνατότητα διάσπασης της ολόκληρης κύριας βάρας υπό μικρά βάρη. Οι κύριοι λόγοι είναι οι εξής:

Πρώτον, συνήθως συμβαίνει σε θέσεις όπου η τελική ισχύς υψηλής τάσης είναι σχετικά υψηλή. Η αναστροφή του δακτύλιου κατανομής μπορεί να οδηγήσει σε βρεγματική διάσπαση των συνδυασμένων διαμπερών. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, ο σχεδιασμός και η επεξεργασία των δακτυλίων κατανομής πρέπει να εξασφαλίζουν ότι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου φτάνει στο προσδιορισμένο επίπεδο, αποτελεσματικά αποφεύγοντας τη βρεγματική διάσπαση των υλικών.

Δεύτερον, μπορεί να εμφανιστούν ρωγμές όταν η επένδυση ή το άκρο είναι κατεστραμμένο. Ωστόσο, η χρήση νέων απορρυπαντικών νημάτων χωρίς βόριο σημαντικά βελτιώνει την ολόκληρη αντοχή στην οξική ερόσιον, μεγάλως μειώνοντας αυτό το θέμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι όλα τα νήματα κύριας βάρας δεν έχουν εξαιρετικές αντοχές στην οξική ερόσιον· επομένως, η αξιολόγηση και η επιλογή είναι απαραίτητες. Παρά το γεγονός ότι οι βρεγματικές διασπάσεις έχουν σημαντική επίδραση στις λειτουργίες, η πιθανότητα εμφάνισής τους είναι χαμηλή και μπορεί να μειωθεί μέσω διάφορων παρεμβάσεων.

3.3 Θέματα Γήρανσης

Μετά από ένα διάστημα χρήσης, οι διαμπερείς μπορεί να αντιμετωπίσουν θέματα γήρανσης, κυρίως λόγω των παραγόντων θερμοκρασίας και επιφανειακής αποδόσεως. Παρ' όλο που τα υλικά σιλικόνης έχουν μεγαλύτερο κύκλο γήρανσης, η γήρανση στις πρώιμες φάσεις της λειτουργίας μπορεί να εμφανιστεί λόγω της ρύπανσης του περιβάλλοντος και της τεχνολογίας συστασιμότητας των υλικών. Ενώ στις περισσότερες περιοχές μπορεί να διατηρηθούν καλές συνθήκες και χαρακτηριστικά μέσω της σιλικόνης, η γήρανση είναι αναπόφευκτη. Για να εξασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία των διαμπερών, απαιτείται πρόωρος έλεγχος. Συνεπώς, απαιτούνται περιοδικοί έλεγχοι των συνδυασμένων διαμπερών για την πρόληψη περαιτέρω επιδείνωσης.

3.4 Μηχανικά Θέματα

Οι συνδυασμένες διαμπερείς εμφανίζουν σημαντική μηχανική κατάρρευση κατά τη χρήση. Σήμερα, χρησιμοποιούνται εσωτερικές διαμπερείς τύπου plug, αλλά έχουν υψηλές απαιτήσεις για τις μεθόδους σύνδεσης, με σημαντικές διαφορές στην κλίση creep σε σύγκριση με τον σχεδιασμό των διαμπερών με ξεκρότημα στην άκρη.

4 Ορισμός του Μήκους Σειράς Διαμπερών και Ελάχιστης Αερικής Τρύπας για Γραμμές ΥΥΤ

4.1 Ηλεκτρική Τρύπα Που Λαμβάνεται υπό Όψιν στον Σχεδιασμό Γραμμών ΥΥΤ

Οι απαιτήσεις συμβατότητας εξοπλισμού για γραμμές 1000kV AC ΥΥΤ πρέπει να εξασφαλίζουν ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία υπό διάφορες συνθήκες, όπως συχνότητα, κατακλοπή υπερτάσης και κατακλοπή κεραυνού. Η κατακλοπή συχνότητας των διαμπερών είναι ο κύριος παράγοντας έλεγχου για τις σειρές διαμπερών. Οι εξωτερικές δομές εξοπλισμού υπολογίζονται συνήθως με βάση την αντοχή σε ρύπανση, σε συνδυασμό με υπάρχουσες μηχανικές εμπειρίες, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως υψομέτρια και παγετώσεις. Για την κατακλοπή υπερτάσης, λαμβάνονται υπόψη πολλαπλάσια 1.6p.u. και 1.7p.u.· όταν η υψηλότερη λειτουργική τάση του συστήματος είναι 1100kV, εάν η κατακλοπή υπερτάσης δεν μπορεί να ελέγξει τον αριθμό των διαμπερών και ο υπολογισμός είναι χαμηλότερος από το 50% της υπερτάσης της σειράς διαμπερών, υπάρχει κίνδυνος κατακλοπής. Στα συστήματα ΥΥΤ, η κατακλοπή κεραυνού δεν έχει άμεση σχέση με τη λειτουργική τάση, και το υψηλό εξωτερικό επίπεδο εξοπλισμού κάνει την κατακλοπή κεραυνού έναν μη αποφασιστικό παράγοντα.

4.2 Μήκος Σειράς Διαμπερών

Κατά την ρύπανση, το μήκος της σειράς διαμπερών καθορίζεται με μεθόδους αντιρύπανσης. Αυτό περιλαμβάνει: (1) μέτρηση της τάσης κατακλοπής ρύπανσης διαφορετικών διαμπερών υπό ατμοσφαιρικές συνθήκες για να πάρετε τη σχέση μεταξύ της 50% τάσης κατακλοπής ρύπανσης και της πυκνότητας αλάτων διαφορετικών διαμπερών· (2) μέτρηση της αντοχής των διαμπερών· (3) διόρθωση και υπολογισμός της πυκνότητας λύσιμων αλάτων· (4) διόρθωση της επίδρασης του λόγου σκόνης-αλάτων στην επιφανειακή ρύπανση των διαμπερών· (5) διόρθωση της ανομοιογένειας των επιφανειών ανάποδα και κάτω· (6) διόρθωση σε υψηλό υψόμετρο· και (7) υπολογισμός του αριθμού τμημάτων διαμπερών υπό συνθήκες μέγιστης εργασιακής τάσης.

4.3 Ορισμός της Ελάχιστης Αερικής Τρύπας για Γραμμές ΥΥΤ

4.3.1 Υπολογισμός του Ελάχιστου Αριθμού Διαμπερών για Κανονική Λειτουργία

Αυτό το έγγραφο εστιάζει στο κλειδί επιστημονικό ζήτημα της επιλογής της ελάχιστης απόστασης για γραμμές ΥΥΤ, χρησιμοποιώντας μονοπλήθεις γραμμές μεταφοράς ως αντικείμενο μελέτης. Μελετά την επίδραση της αερικής τρύπας στις διαστάσεις των πύργων μεταφοράς υπό συχνότητα και επίδραση κεραυνού, καθορίζει την ελάχιστη απόσταση των πύργων μεταφοράς με βάση τις μετρημένες αερικές τρύπες, και λαμβάνει υπόψη την επίδραση της κατάρρευσης των διαμπερών στις δομές των πύργων, προτείνοντας μια ελάχιστη απόσταση για πύργους μεταφοράς λαμβάνοντας υπόψη την κατάρρευση των διαμπερών.

4.3.2 Ορισμός της Αερικής Τρύπας για Κατακλοπή Υπερτάσης

Αυτό περιλαμβάνει τον ορισμό του στατιστικού συντελεστή συντονισμού για τη λειτουργία κατακλοπής υπερτάσης με βάση τον υπολογισμό της εργασιακής τάσης U50% για μεμονωμένες αερικές τρύπες.

Σε αυτές, η Us αντιπροσωπεύει την κατακλοπή υπερτάσης, μετρημένη σε kV· η Z είν