Ανάλυση της Ασφάλειας και Διασφάλισης της Εμπιστοσύνης των Μεσημβρινών Τόξων
Ως επαγγελματίας που ασχολούμαι με τις επιχειρήσεις συστημάτων ηλεκτρισμού, αναγνωρίζω ότι τα μεσαίας τάσης (MV) σειριακά κίνητρα διαδίδουν κρίσιμο ρόλο στην κατανομή, τη μέτρηση και την προστασία της ενέργειας. Η εξασφάλιση της λειτουργικής ασφάλειας και αξιοπιστίας είναι βασική—κάθε αποτυχία μπορεί να διαταράξει σοβαρά το σύνολο του συστήματος. Για να ενισχύσουμε την αξιοπιστία, πρέπει να δώσουμε προτεραιότητα σε βελτιώσεις στο επίπεδο σχεδιασμού, επιτρέποντας στα MV σειριακά κίνητρα να εκτελούν τις λειτουργίες τους και να εγγυώνται τη σταθερότητα του δικτύου.
1. Ορισμός των Μεσαίας Τάσης Σειριακών Κινητήρων
Στην πρακτική μου, τα MV σειριακά κίνητρα αναφέρονται σε μεταλλικά κίνητρα όπως ορίζονται στο GB 3906—2020 AC Μεταλλικά Σειριακά Κίνητρα και Εξοπλισμός Έλεγχου για Προδιαγραφές Τάσης από 3.6 kV έως 40.5 kV: εξοπλισμός πλήρως εγκλωβισμένος σε μεταλλικές κάψουλες εκτός από τα εισερχόμενα/εξερχόμενα συνδέσμια.
Στα συστήματα ηλεκτρισμού, τα MV σειριακά κίνητρα εκτελούν βασικές λειτουργίες: κίνηση, μέτρηση, κατανομή ενέργειας και προστασία σε όλες τις φάσεις παραγωγής, μεταφοράς και κατανομής. Κατά τη λειτουργία, προσαρμόζω την διάταξή τους με βάση τις απαιτήσεις του δικτύου—συνδέωντας ή διασυνδέωντας εξοπλισμό/παραγωγούς για τη διατήρηση της σταθερότητας. Όταν παρουσιάζονται σφάλματα σε συστήματα ή γραμμές, χρησιμοποιώ τα MV σειριακά κίνητρα για να απομονώσω τον επηρεασμένο τομέα, εξασφαλίζοντας την αναριθμητή παροχή ενέργειας στις μη επηρεασμένες περιοχές.
2. Η Σημασία της Εξασφάλισης της Αξιοπιστίας των MV Σειριακών Κινητήρων
Τα MV σειριακά κίνητρα είναι ευρέως εφαρμοσμένα στα συστήματα ηλεκτρισμού. Με την επέκταση του δικτύου και την αυξανόμενη πολυπλοκότητα στην Κίνα, τα δίκτυα τώρα φέρουν βαρύτερες φορτίες για να εξυπηρετήσουν τις κοινωνικές ανάγκες. Από την εμπειρία μου, μόνο με την εξασφάλιση της αξιοπιστίας των MV σειριακών κινητήρων μπορούν να διαχειρίζονται αποτελεσματικά την κατανομή, τη μέτρηση και την προστασία, διατηρώντας έτσι την συνολική σταθερότητα του δικτύου.
Κάθε ατυχηματική περίπτωση ή λειτουργική αποτυχία σε MV σειριακούς κινητήρες θα διαταράξει το σύστημα κατανομής, υπονομεύοντας την παροχή ενέργειας. Σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει ευρείες αποσυνδέσεις, οδηγώντας σε σημαντικές οικονομικές απώλειες για την κοινωνική παραγωγή. Συνεπώς, τονίζω την ανάγκη να ενισχυθεί η αξιοπιστία των MV σειριακών κινητήρων μέσω πολυεπίπεδων μέτρων, εξασφαλίζοντας σταθερή λειτουργία και υποστήριξη του δικτύου.
3. Στρατηγικές για την Ενίσχυση της Αξιοπιστίας των MV Σειριακών Κινητήρων
3.1 Λογικό Σχεδιασμός της Δομής της Κάψουλας
Ο επιστημονικός σχεδιασμός της κάψουλας είναι βασικός για την εξασφάλιση της αξιοπιστίας των MV σειριακών κινητήρων, το οποίο προτεραιοποιώ στην μηχανική πρακτική. Για παράδειγμα:
Αυτές οι βελτιώσεις σχεδιασμού συμβαδίζουν με τις καλύτερες πρακτικές της βιομηχανίας, εξασφαλίζοντας ότι τα MV σειριακά κίνητρα εκπληρώνουν τις απαιτήσεις ασφάλειας και απόδοσης στην πραγματική λειτουργία.
3.2 Λογικό Σχεδιασμός της Δομής Απομόνωσης
Για να ενισχύσουμε την ασφάλεια και την αξιοπιστία των σειριακών κινητήρων μεσαίας-χαμηλής τάσης, είναι βασικό να ενισχύσουμε τον σχεδιασμό της απομόνωσης. Στην πρακτική σχεδίαση, εκτός από την εξασφάλιση των απαιτήσεων απομόνωσης, πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως το κόστος σχεδιασμού και η προστασία του περιβάλλοντος.
3.2.1 Λογική Επιλογή Αερίων Απομόνωσης
Στα σειριακά κίνητρα μεσαίας τάσης, το SF₆ αέριο ήταν η κύρια μεσίτης απομόνωσης. Ωστόσο, είναι τοξικό και έχει εξαιρετικά υψηλό GWP (Παγκόσμιο Προσδιοριστικό Ποσοστό). Παρόλο που το CO₂ είναι ένα θερμοκηπιακό αέριο με υψηλό GWP, το SF₆ αέριο έχει GWP 23.900 φορές το CO₂, το οποίο υπογραμμίζει τη σημαντική βλάβη που προκαλεί στο φυσικό περιβάλλον. Για σειριακούς κινητήρες μεσαίας-χαμηλής τάσης με μη κρίσιμες απαιτήσεις διακοπής, μπορούμε στο σχεδιασμό να προσπαθήσουμε να αντικαταστήσουμε το SF₆ αέριο με N₂ ή ξηρό αέρα. Σε σύγκριση με το SF₆ αέριο, η απομονωτική απόδοση του N₂ και του ξηρού αέρα μπορεί να φτάσει στο 30% της απόδοσης του SF₆ αέριου. Οι συγκρίσεις απόδοσης μεταξύ N₂, ξηρού αέρα και SF₆ αερίου εμφανίζονται στο Πίνακα 1.
Όπως δείχνει ο Πίνακας 1, το N₂ και ο ξηρός αέρας δεν είναι θερμοκηπιακά αέρια, δεν αποτελούν απειλή για το οικολογικό περιβάλλον. Επίσης, έχουν χαμηλό σημείο κατάληξης, εξαλείφοντας τις ανησυχίες για υγροποίηση κατά την κανονική χρήση, ακόμη και σε πολύ κρύες περιοχές. Σημαντικό είναι ότι το N₂, ως κύριο συστατικό του αέρα, έχει σταθερές χημικές ιδιότητες. Ωστόσο, υπερβολικά υψηλή συγκέντρωση N₂ μπορεί να προκαλέσει ασφυξία λόγω έλλειψης οξυγόνου. Κατά τον σχεδιασμό με N₂ ως απομονωτικό αέριο, πρέπει να προστεθούν συστήματα αερισμού και προστασίας. Σε αντίθεση, η χρήση ξηρού αέρα ως απομονωτικού αερίου αποφεύγει αυτά τα ζητήματα. Μέσω ολοκληρωμένης σύγκρισης, ο ξηρός αέρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντικαταστήσει το SF₆ ως απομονωτικό αέριο στο σχεδιασμό απομόνωσης σειριακών κινητήρων.
Κατά τη χρήση ξηρού αέρα ως απομονωτικού αερίου, πρέπει να ληφθεί υπόψη ο σχεδιασμός της ελάχιστης αερικής διαστάσης. Σύμφωνα με σχετικές προδιαγραφές, για προδιαγραφή τάσης 12 kV, η ελάχιστη αερική διαστάση μεταξύ φάσεων και από φάση στη γη πρέπει να είναι 125 mm. Εάν περάσει το τεστ συμπυκνωμένης υγροποίησης, η ελάχιστη αερική διαστάση μπορεί να είναι ανεπτυγμένη από 125 mm. Η χρήση ξηρού αέρα ως απομονωτικού αερίου επιτρέπει την κατάλληλη μείωση της ελάχιστης αερικής διαστάσης.
3.2.2 Ενίσχυση της Τάσης Διάσπασης σε Αεριούς Χώρους
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού, για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία των σειριακών κινητήρων μεσαίας-χαμηλής τάσης, η τάση διάσπασης σε αεριούς χώρους πρέπει επίσης να ενισχυθεί, με συγκεκριμένες μεθόδους όπως:
Βελτίωση της κατανομής του ηλεκτρικού πεδίου σε σειριακούς κινητήρες μεσαίας-χαμηλής τάσης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την βελτίωση των σχημάτων των ηλεκτρόδων με βάση τις πραγματικές συνθήκες ή με την πλήρη χρήση χώρων φορτίων για την ενίσχυση της ομοιογένειας του ηλεκτρικού πεδίου. Εάν η ομοιογένεια του ηλεκτρικού πεδίου είναι εξαιρετικά κακή, μπορεί να είναι επιλογή η προσθήκη φραγμών.
Επιβολή της διαδικασίας ιονίσης του ξηρού αέρα. Η εφαρμογή υψηλής πίεσης σε σειριακούς κινητήρες μεσαίας τάσης μπορεί να αδυναμώσει τη διαδικασία ιονίσης του ξηρού αέρα. Εναλλακτικά, η χρήση υψηλής κενοτοπίας σε σειριακούς κινητήρες μεσαίας τάσης μπορεί να επιτύχει το ίδιο αποτέλεσμα.
Κατά τη χρήση υψηλής πίεσης ή υψηλής κενοτοπίας, η αντοχή της αερικής δοχείους πρέπει να είναι εξαιρετικά υψηλή, και στην πραγματική εφαρμογή είναι πιθανό να παρουσιαστούν προβλήματα διαρροής, οδηγώντας σε σοβαρές συνέπειες. Συνεπώς, στην πραγματική σχεδίαση, η βελτίωση των σχημάτων των ηλεκτρόδων και η προσθήκη φραγμών σε εξαιρετικά μη ομοιογενή ηλεκτρικά πεδία είναι πιο εφικτές μεθόδους για την αύξηση της τάσης διάσπασης σε αεριούς χώρους.
3.3 Λογική Επιλογή Συστατικών
Τα κύρια συστατικά των σειριακών κινητήρων μεσαίας τάσης, περιλαμβανομένων των βακουούμ κινητήρων, των βακουούμ διακόπτων και των επαφών, επηρεάζουν άμεσα την λειτουργική ασφάλεια και αξιοπιστία του εξοπλισμού, απαιτώντας αυστηρή ελεγχούς ποιότητας.
Πάροντας ως παράδειγμα τον ABB switchgear. Οι βακουούμ διακόπτες του υποβάλλονται σε αυστηρούς ελέγχους πριν από την αποστολή: αυτόματα δοκιμές υψηλής τάσης επαληθεύουν την αντοχή απομόνωσης, ενώ σπείρα μαγνητρόνια μέτρησης την εσωτερική πίεση μέσα σε δοχείο που είναι γεμάτο αδρανές αέριο. Μετά από μια καθορισμένη περίοδο απομόνωσης, διεξάγεται μια δεύτερη δοκιμή πίεσης, και τα αποτελέσματα συγκρίνονται για να εξασφαλίσουν ότι η απομονωτική απόδοση συμβαδίζει με τα πρότυπα
