Analyse av sikkerhets- og pålitelighetsgarantier for mellomspenningsutstyr
Som en profesjonell innen kraftsystemoperasjoner, anerkjenner jeg at mediumspennings (MV) skruvedemål har en sentral rolle i kraftdistribusjon, måling og beskyttelse. Det er viktig å sikre driftssikkerheten og -påliteligheten til dette utstyret—enhver feilfunksjon kan alvorlig forstyrre hele kraftsystemet. For å øke påliteligheten, må vi prioritere optimaliseringer på designnivå, slik at MV-skruvedemålet kan utføre sine funksjoner og sikre nettets stabilitet.
1. Definisjon av mediumspennings skruvedemål
I min praksis refererer MV-skruvedemål til metallbelagt skruvedemål som definert i GB 3906—2020 Vekselstrøm metallbelagt skruvedemål og styring for spenningsklasser fra 3,6 kV til 40,5 kV: utstyr fullstendig omsluttet av metallkasser unntatt for inngående/utgående ledere.
I kraftsystemer utfører MV-skruvedemål nøkkelroller: skruving, måling, kraftdistribusjon og beskyttelse over generasjon, overføring og distribusjon. Under drift justerer jeg konfigurasjonen basert på nettets behov—kobler eller kobler fra utstyr/forbrukere for å opprettholde stabilitет. Når det oppstår feil i nettverksenheter eller linjer, bruker jeg MV-skruvedemål til å raskt isolere den defekte delen, for å sikre ubrudt strømforsyning til urelaterte områder.
2. Viktigheten av å sikre MV-skruvedemålets pålitelighet
MV-skruvedemål er bredt anvendt i kraftsystemer. Med Kinas nettuvekst og økte kompleksitet, bærer nettene nå tyngre belastninger for å møte samfunnsbehov. Ifølge min erfaring, kun ved å sikre MV-skruvedemålets pålitelighet, kan det effektivt håndtere kraftdistribusjon, måling og beskyttelse, og dermed opprettholde nettets stabilitет.
Enhver sikkerhetsincident eller driftsfeil i MV-skruvedemål vil destabilisere distribusjonssystemet, noe som svekker strømforsyningen. I alvorlige tilfeller kan det føre til store strømnedssettelser, som fører til betydelige økonomiske tap for samfunnsproduksjon. Derfor legger jeg stor vekt på å forbedre MV-skruvedemålets pålitelighet gjennom flerfacettere tiltak, for å sikre stabil funksjon og nettstøtte.
3. Strategier for å forbedre MV-skruvedemålets pålitelighet
3.1 Rettferdig design av kassestruktur
Vitenskapelig kassedesign er grunnleggende for å sikre MV-skruvedemålets pålitelighet, noe jeg prioriterer i ingeniørfaglig praksis. For eksempel:
Disse designoptimaliseringene samsvarer med bransjens beste praksis, sikrer at MV-skruvedemål oppfyller sikkerhets- og ytelseskrav i reell drift.
3.2 Rettferdig design av isolasjonsstruktur
For å forbedre sikkerheten og påliteligheten til mediumlavspennings skruvedemål, er det essensielt å styrke isolasjonsdesign. I praktisk design, i tillegg til å oppfylle isolasjonskrav, må faktorer som designekostnad og miljøvern også tas i betraktning.
3.2.1 Rettferdig valg av isolerende gasser
I mediumspennings skruvedemål har SF₆-gass vært hovedisolasjonsmedium. Imidlertid er det ikke bare giftig, men har også et ekstremt høyt GWP (Global Warming Potential). Mens CO₂ er en drivhusgass med høyt GWP, har SF₆-gass et GWP 23 900 ganger høyere enn CO₂, som understreker dets betydelige skade på naturlig miljø. For mediumlavspennings skruvedemål med ikke-kritiske avbrytningskrav, kan vi forsøke å erstatte SF₆-gass med N₂ eller tørr luft i design. Sammenlignet med SF₆-gass, kan isolasjonsytelsen til N₂ og tørr luft når 30% av SF₆-gass. Ytelsesjuxtaposisjon mellom N₂, tørr luft og SF₆-gass vises i Tabell 1.
Som vist i Tabell 1, er N₂ og tørr luft ikke-drivhusgasser, som ikke truer økosystemet. De har også lav kokepunkt, som eliminerer bekymringer om flytting under normal bruk, selv i ekstremt kalde regioner. Merk at N₂, som hovedkomponenten i luften, har stabile kjemiske egenskaper. Imidlertid kan for høyt N₂-konsentrasjon føre til kvælning på grunn av mangel på oksygen. Når man designer med N₂ som isolerende gass, må ventilasjon og beskyttelsesutstyr konfigureres. I motsetning til dette, unngår bruk av tørr luft som isolerende gass slike problemer. Gjennom en helhetlig sammenligning, kan tørr luft adopteres for å erstatte SF₆ som isolerende gass i skruvedemåls-isolasjonsdesign.
Når man bruker tørr luft som isolerende gass, må minimumluftavstanden i design vurderes. Ifølge relevante standarder, for en spenningsklasse på 12 kV, skal minimumluftavstanden mellom faser og fra fase til jord være 125 mm. Hvis kondensasjonstesten bestås, kan minimumluftavstanden være litt mindre enn 125 mm. Bruk av tørr luft som isolerende gass tillater en passende reduksjon i minimumluftavstanden.
3.2.2 Forbedring av nedbrytningspanning i gasslommer
Under designprosessen, for å sikre sikkerheten og påliteligheten til mediumlavspennings skruvedemål, bør nedbrytningspanningen i gasslommer også forbedres, med spesifikke metoder som følger:
Forbedring av elektrisk feltfordeling i mediumlavspennings skruvedemål. Dette kan oppnås ved å optimalisere elektrodform basert på reelle forhold eller ved å benytte romladninger for å forbedre elektrisk feltuniformitet. Hvis elektrisk feltuniformitet er ekstremt dårlig, er det også mulig å legge til barriereelementer.
Demping av ioniseringsprosess i tørr luft. Anvendelse av høytrykk i mediumspennings skruvedemål kan svække ioniseringsprosessen i tørr luft. Alternativt kan høyvakuum i mediumspennings skruvedemål oppnå samme effekt.
Når man bruker høytrykk eller høyvakuum, kreves det at gassbeholderens styrke er ekstremt høy, og lekkasje problemer er lett til å oppstå i praksis, som fører til alvorlige konsekvenser. Derfor, i reelt design, er forbedring av elektrodform og legging til barrierelementer i ekstremt uhomogene elektriske felt mer realistiske metoder for å øke nedbrytningspanningen i gasslommer.
3.3 Rettferdig valg av komponenter
Kjernekomponentene i mediumspennings skruvedemål, inkludert vakuumavbrytere, vakuuminterruptrere og kontakter, påvirker direkte utstyrets driftssikkerhet og pålitelighet, som krever streng kvalitetskontroll.
Ta ABB-skruvedemål som eksempel. Dets vakuuminterruptrere gjennomgår strenge forsendelsesinspeksjoner: automatiske høyspenningsprøver verifiserer isolasjonstyrken, mens spiral magnetron-enheter måler intern trykk i kammer fylt med inert gass. Etter en angitt isolasjonstid, blir en andre trykkprøve gjennomført, og resultater sammenlignes for å sikre at tetningsytelsen oppfyller standarder.
I produksjon, krever ABB-vakuuminterruptrere streng miljø- og prosesskontroll. De produseres på CalorEmags tyske fabrikk, de profesjonelt monteres av regionale mediumspennings skruvedemål-bedrifter før sentralisert leveranse. Høytydige legeringer som Cu-Cr og W-C-Ag prioriteres for komponentmateriale for å sikre holdbarhet.Montering foregår i dedikerte renrom ved hjelp av en "én gang tetning og utspent" prosess: under 800°C høy temperatur, oppnås først høyvakuum, etterfulgt av samtidig svetting og tetning for å sikre prosesspålitelighet.
R&D-evolusjonen av vakuuminterruptrere reflekterer kontinuerlig ytelsesoptimalisering: tidlig montasje utsatt for luft avhengte seg bare av isolerende partisjoner for isolasjon. Senere forbedringer inkluderte isolerende sleever over interruptrere og kontakter for å balansere elektrisk felt, fulgt av integral støping for interruptrere og kontakter for å forbedre fase til fase isolasjon og slåskadestrøm, mens bruk av miljøvennlige materialer integrerer ytelse med miljøhensyn.
3.4 Rettferdig planlegging av designvalideringstester
Etter at designet av mediumspennings skruvedemål er fullført, blir eksperimentell validering en kritisk fase. Den faktiske valideringen må strengt overholde relevante standarder, som GB 3906—2020 Vekselstrøm metallbelagt skruvedemål og styring for spenningsklasser fra 3,6 kV til 40,5 kV, GB/T 11022—2020 Felles tekniske krav for høyspennings vekselstrøm skruvedemål og styringstandarder, og GB/T 1984—2014 Høyspennings vekselstrøm avbrytere.
Hovedpunkter for typetest
Komplette ytelsesverifikasjoner skal gjennomføres for elektriske komponenter og hjelpemiddel i mediumspennings skruvedemål for å sikre at tekniske parametere oppfyller krav. Når designprosesser eller produksjonsforhold endres, må typetester gjennomføres på nytt for å sikre utstyrs sikkerhet og pålitelighet. For normalt produsert utstyr, kreves vanligvis en temperaturstigningstest hvert 8. år; mekaniske driftstester utføres for å inspisere driftsyte; samtidig er sikkerhetsverifikasjoner som kortvarig standfast strøm og toppstandfast strømtest også nødvendig.
Ta ABB mediumspennings skruvedemål som eksempel, det har bestått eksperimentelle valideringer i flere land under de strengeste standardene til dato, demonstrerer fremragende sikkerhet og pålitelighet. Ta intern arcing test som eksempel, som verifiserer:
4 Konklusjon
Som et kjernekomponent i kraftsystemet, har driftsrelibiliteten til mediumspennings skruvedemål direkte innvirkning på nettets sikkerhet. Derfor er det nødvendig å styrke sikkerhets- og pålitelighetsdesignet av utstyret, strengt optimalisere tekniske parametere i samsvar med standarder, og bygge en solid sikkerhetsforsvar gjennom systematisk valideringstester, for å sikre at mediumspennings skruvedemål stabil utfører distribusjon, beskyttelse og kontrollfunksjoner i kraftsystemet.
