110kV Fayans Sütun SF6 Kesicinin Gaz Isıtma Cihazının Tasarımı ve Uygulanması

Yüksək voltajlı avtomatlar, enerji sisteminin ən vacib idarəetmə cihazlarından biridir. Yüksək voltajlı avtomatların işləmə vəziyyəti, enerji sisteminin təhlükəsiz və stabiil işləməsinə doğrudan təsir edir. Bunların arasında, şeşə küləklərli SF₆ avtomatı, yüksək voltajlı avtomatlara aid əsas növlərdən biridir. SF₆, yüksək elektrik dayanımı, çox yaxşı qazı söndürmə imkanı və izolyasiya məqdarına malikdir. Amma praktiki tətbiqdə, Hebei əyalətinin Zhangjiakou Bashang kimi çox soyuq sahələrdə, aşağı temperatur SF₆ qazının sıvlaşmasına səbəb olaraq, bu da onun təzyiqində azalmalara gətirib çıxır. Bu, avtomatın aşağı təzyiq xəbərdarlığını və hətta kilidlənməsinə (avtomatın neytral və ya açmaqda qaldığı) səbəb olur, bu da avtomatın kəsmə imkanını və izolyasiya performansını ciddi şəkildə təsirləyir. Bu problemin həllinə nail olmaq üçün, bu məqalə 110kV şeşə küləklərli SF₆ avtomatı üçün bir qaz isidici cihaz dizayn etmişdir.

1 Şeşə küləklərli SF₆ avtomatının aşağı təzyiq xəbərdarlığı və kilidlənmə vəziyyəti

Zhangjiakou Bashang bölgəsində, qış temperaturu -30 °C-ə çox ola bilər. Bashang bölgəsindəki altmetrelərdə SF₆ avtomatlarının aşağı təzyiq xəbərdarlıkları və hətta kilidlənmələri birdən-birdə baş vermişdir. Yalnız bir ayda, aşağı təzyiq xəbərdarlığı 30-dan çox dəfə, kilidlənmə xəbərdarlığı isə 10-dan çox dəfə baş vermiş, bu da enerji şəbəkəsinin təhlükəsiz və stabiil işləməsinə böyük potensial təhlükə yaratmışdır. Araştırmalar göstərir ki, 110kV şeşə küləklərli SF₆ avtomatında xəbərdarlık və kilidlənmə xəbərdarlıklarının asıl səbəbi, SF₆ qaz isidici cihazın olmamasıdır. SF₆ qaz odası doğrudan xarici mühitə maraqlanır, amma hava temperaturu belə bir səviyyəyə düşdükdə, SF₆ qazı sıvlaşır, bu da qaz odasındakı təzyiqin təyin edilmiş xəbərdarlık və kilidlənmə təzyiqi dəyərlərinin altında olmasına səbəb olur.

2 Tradisional həllərin problemi

Hazırda, şeşə küləklərli SF₆ avtomatının aşağı təzyiq xəbərdarlığı və kilidlənmə problemlərinin həllinə yönəlmiş əsas üsullar aşağıdakı kimi deyilir:
(1) Avtomatı qazla doldurmaq, tankdakı qaz molekullarının ağırlığını artırarak, bu da SF₆ qazının təzyiqini artırır. Amma bu metod, aşırı soğuk hava şəraitində uyğun deyil. Qoşulmuş SF₆ qazı, aşağı temperatur və yüksək təzyiq şəraitində tez sıvlaşacaq, və təzyiqin artırılması mümkün olmayacaq. SF₆ avtomatında nominal təzyiq genelliklə 0.6 MPa, amma -20 °C-da SF₆-nin doymuş buhar təzyiqi 0.6 MPa-dir. Mühit temperaturu azalsa, SF₆-nin doymuş buhar təzyiqi də endir. Başqa bir deyişlə, aşırı soğuk ortamda, hətta avtomat qazla doldurulsa, SF₆ qazının doymuş buhar təzyiqi səbəbindən, qaz tez sıvlaşacaq və təzyiqin artırılması mümkün olmayacaq. Buna görə, hava temperaturu -20 °C-dan aşağı olduğunda, bu metod avtomatın içindəki nominal təzyiqi bərpa edə bilməyəcəkdir.
(2) Elmi qazdan ayırmaq, avtomatın kilidi manuel olaraq açmaq, bu da avtomatın normal şəkildə açmaq və bağlamağa imkan verir. Amma bu metod, avtomatın elektrik kilidinin himayəsindən mahrum edir. Bir də, avtomatın içindəki qaz təzyiqi, qazı söndürmə və hətta izolyasiya tələblərini ödəmirsə, ciddi hadisələr baş verə bilər və işçilik maliyeti nisbətən yüksəkdir.
(3) Soğuk bölgələrdə SF₆ avtomatının qazı söndürmə ortamının sıvlaşması problemini həll etmək üçün SF₆ qazını isidmək metodu. Avtomatın xüsusi strukturu əsasında, uyğun isidici cihaz hazırlanır və isidicilik vasitəsi ilə SF₆ qazının işləmə temperaturu artırılır, bu da aşağı temperatur ortamında SF₆ qazının sıvlaşmasını önəlir. Avtomatın qaz isidici cihazı, mühit temperaturunun dəyişməsinə əsasən avtomatik olaraq aktivləşə və ya deaktivləşə bilər. İşləmə və texniki xidmət personeli, faktiki hava temperaturuna əsasən avtomatik aktivləşmə və deaktivləşmə temperatur dəyərlərini təyin edə bilər. Avtomatın kilidini manuel olaraq açmaq metodu ilə müqayisədə, bu metod, işləmə və texniki xidmət maliyetini azaldır. Amma isidici cihazın quraşdırılması, insani və material maliyetlərə yüksək tələb edir və termal istifadə mənası nisbətən aşağıdır.

3 Şeşə küləklərli SF₆ avtomatı üçün isidici cihaz

Şeşə küləklərli SF₆ avtomatının struktura xüsusiyyətlərinə əsasən, şeşə küləklərli SF₆ avtomatı üçün bir isidici cihaz dizayn edilmişdir, bu cihaz üç hissədən ibarətdir: isidici modul, temperatur idarəetmə modulu və enerji təchizat modulu.

3.1 Isidici Modul

Isidici cihazın quraşdırılma yeri, SF₆ qazının isidilmə effektivliyini doğrudan təsir edir. Şeşə küləklərli avtomat, qazı söndürmə odası, dəstək şeşə fitili, operasiya mekanizmi, dəstək çəvrəsi və s. daxil olmaqla bir çox əsas elementlərdən ibarətdir. Qazı söndürmə odasının altında iki bağlı dəstək şeşə fitili var, bu fitillər SF₆ qazıyla doldurulmuşdur. Dəstək şeşə fitilinin əsas funksiyası, zəminə qarşı izolyasiya təmin etməkdir. Bu səbəbdən, şeşə küləklərli avtomatın dizayn edilməsi zamanı, belə bir izolyasiya məsafəsi saxlanılmalıdır və keramik materialın mexaniki qüvvəsi təmin edilməlidir. Bu, şeşə fitilinin xarici səthində konduktiv isidici cihazın quraşdırılmasının mümkün olmadığını deməkdir [5]. Bu məqalədə, isidici hissə kimi transmisson odası seçilmişdir. Amma transmisson odası düzdürsüz formdadır və tradisional isidici cihazlar burada sabitləşdirilməsi çətin ola bilər. Daha da, transmisson odası şeşə küləklərli avtomatın əsasında yer alır və boşluq darıqdır. Tradisional isidici cihazlar ölçülərə görə böyük olduğu üçün, bu, avtomatın transmisson mekanizminin normal işləməsinə təsir edə bilər.

Zhangjiakou Bashang bölgəsindəki şeşə küləklərli avtomatın xüsusiyyətlərinə əsasən, bir isidici modul dizayn edilmişdir. Isidici modul, isidici lenta və direnç telindən ibarətdir. Isidici lenta, dielektrik silikon kauciuktan hazırlanmışdır və arxa tarafa 3M qızgın-hissəz qovşaq yapışdırılmışdır, öndə çıxış var, Şəkil 1-də göstərilmiştir. Direnç tel, isidici lentanın içində sarılmışdır. Dielektrik silikon kaucukdan hazırlanmış isidici lenta və 3M qızgın-hissəz qovşaq, yüksək temperaturu (gerilim AC220V) dayandıra bilir və isidici lantanın forması və uzunluğu, sahədəki avtomatın transmisson odasının formasına əsasən fleksibil şəkildə seçile bilər.

Şəkil 1 isidici modulun ön və arxa tərəflərini göstərir

3.2 Temperatur Idarəetmə Modulu

Temperatur idarəetmə modulu, sensor və temperatur idarəçisindən ibarətdir. Xüsusi olaraq, sensor, şeşə küləklərli avtomatın B fazasındaki isidici lentaya quraşdırılmışdır. Onun funksiyası, şeşə küləklərli avtomatın transmisson odasının temperaturunu ölçmək və bu temperatur məlumatını temperatur idarəçisine göndərməkdir, Şəkil 2-də göstərilmiştir. Temperatur idarəçisi, JY-260 mikrokompyuter temperatur idarəçisidir. Bu, bu pozisyondakı temperaturu qəbul edir və göstərir, və öncədən təyin edilmiş temperatur limitinə əsasən isidici modulunun işləməsini və durmasını idarə edir, Şəkil 3-də göstərilmişdir.

Şəkil 2 Temperatur sensoru

Şəkil 3 Termostat

3.3 Enerji Təchizat Modulu

Enerji təchizat modulu, temperatur idarə edilən enerji təchizatı və məcburi işə salınan enerji təchizatından ibarətdir, Şəkil 4-də göstərilmiştir. Onlardan, temperatur idarə edilən enerji təchizatı, temperatur idarəçisindən keçirərək isidici modula qoşulur. Bashang bölgəsindəki hava temperaturuna əsasən, temperatur idarə edilən enerji təchizatının işləmə limiti təyin edilmişdir və bu limitin daxilində normallıqla işləyir. Məcburi işə salınan enerji təchizatı, isidici modula doğrudan qoşulur. Hava temperaturu, temperatur idarə edilən enerji təchizatının işləmə limitindən aşağı olduğunda, məcburi işə salınan enerji təchizatı aktivləşir.

Şəkil 4 Temperatur idarə edilən enerji təchizatı

3.4 Isidici Cihazın İşləmə Rejimləri

Şeşə küləklərli SF₆ avtomatı üçün isidici cihaz, iki isidmə rejimindən ibarətdir.
(1) Temperatur idarəetmə rejimi: Isidici cihaz, şeşə küləklərli avtomatın B fazasındaki isidici lentaya quraşdırılmış sensordan, şeşə küləklərli avtomatın transmisson odasının temperaturunu əldə edir və bu məlumatı temperatur idarəçisine göndərir. Temperatur idarəçisi, şeşə küləklərli avtomatın isidici lentasının temperaturunu qəbul edir və göstərir, və öncədən təyin edilmiş temperatur limitinə əsasən isidici modulu idarə edir.
(2) Məcburi işə salma rejimi: Temperatur idarəçisini atlayaraq, transmisson odasının davamlı isidilməsi həyata keçirilir və şeşə küləklərli avtomatın içindəki SF₆ qazı isidilir. Bu sayədə, şeşə küləklərli avtomatın aşağı təzyiq xəbərdarlığı və sıvlaşan SF₆ qazı səbəbindən kəsmə imkanının azalması kimi problemlər qarşısında qorunulur.

4 Nəticə

Zhangjiakou Bashang bölgəsində aşırı soğuk hava şəraitində, avtomatların aşağı təzyiq xəbərdarlıkları və hətta kilidlənmələrinin tez-tez baş verməsinə görə, bu məqalə 110kV şeşə küləklərli SF₆ avtomatı üçün bir qaz isidici cihaz dizayn etmişdir. Bu cihaz, avtomatın təhlükəsiz və stabiil işləməsini təmin edir. Ayrıca, bu cihaz, quraşdırma maliyetinin aşağı olması və quraşdırma zamanının qısaldığı ilə, yaxşı yayılma qiymətini göstərir.