110kV Porcelanatzatikoa duen SF6 Iturritzailearen Gas Eramangailuaren diseinua eta exekuzioa
Altas tensioaren iturriak dira sistema elektrikoan dauden kontrolo tresnei dagozkien garrantzitsuenen artean. Altas tensioaren iturrin batereko egoera eragiten du sistema elektrikoaren egurkeria eta estabilitatea. Horietako bat da kanpo-kolontzoko porcelana-zilarreko SF₆ iturriak. SF₆-ek ulertzeko gaitasuna handia du, arkua ezabatzeko prestaskuntza onena eta isolamendu-onetsua. Hala ere, praktikan aurkitu da Hebei goi mailako Zhangjiakou-n, hainbat herrialde kolduetan, tenperatura baxukoak SF₆ gasa likidatu dezakeela, horrek SF₆ gasaren presioa jaitsiz. Honek aktibatu dezake iturrinaren presio baxuko alarma edo blokeoa (iturri-blokeoa inoiz itxi edo ireki ezin dela esan nahi du), horrek eragin handia izaten du iturrinaren egurketarako eta isolamendu-prestasunari. Araztik hau konpontzeko, lan honetan diseinatzen da 110kV porcelana-zilarreko SF₆ iturrin baterako gasaren sorrerako tresna.
1 Porcelana-zilarreko SF₆ iturrinaren presio baxuko alarma eta blokeo egoera
Zhangjiakoren goi mailan, udako tenperatura -30 °C-ra iritsi daiteke. Goi mailako taldeetan SF₆ iturrinak behin eta berriz prezio baxuko alarma eta blokeo arazoak sortu dituzte. Ezagutzen da alarma presio baxukoak hilabete batean 30 baino gehiagotan agertu direla, eta blokeo arazoak 10 baino gehiagotan, honek arrisku handia sortzen du sistema elektrikoaren egurkeriarekin. Ikerketak adierazten dute 110kV porcelana-zilarreko SF₆ iturrinaren alarma eta blokeo arazoen arrazon nagusia SF₆ gasaren sorrerako tresnaren falta dela. SF₆ gasaren gelaxka zeharra ingurunearen tenperaturara zuzendu egon da, eta tenperatura askoz baxukoan, SF₆ gasa likidatzen da, gelaxkan presioa alarma eta blokeo balioen azpitik uzten duena.
2 Soluzio tradizionalen arazoak
Une honetan, porcelana-zilarreko SF₆ iturrinaren presio baxuko alarma eta blokeo arazoak konponatzeko metodo nagusiak hauek dira:
(1) Iturrinari gasa eman eta gelaxkan gasaren molekulak gehitu, horrek SF₆ gasaren presioa handitzen du. Baina metodorik hau ez da aplikagarria tenperatura oso baxuan. Aldiz, osatutako SF₆ gasa azkar likidatzen da tenperatura baxu eta presio altuaren ingurunean, eta ezin da gasaren presioa handitu. SF₆-ren presio indarrizkoa oinarriz 0.6 MPa da, eta SF₆-ren presio saturatu 0.6 MPa da -20 °C-n. Tenperatura ingurunea jaitsita, SF₆-ren presio saturatu jaitsiko da. Esan hau, tenperatura oso baxuan, iturrinari gasa eman badugu, SF₆ gasaren presio saturatuagatik, emandako gasa azkar likidatuko da, eta presioa handitzeko helburua lortu ez daiteke. Beraz, tenperatura ingurunea -20 °Cren azpitik dagoenean, metodorik hau ezin du iturrinaren presio indarrizkoa leheneratu.
(2) Iturrinaren blokeo-zirkuitua eskuz deskonexatu, horrek iturrinak normalki itxi edo ireki ahal izango du. Baina metodorik hau iturrinak elektrikoki blokeatzeko babesa galduko du. Gasaren presioa iturrinaren barruan arkua ezabatzeko edo isolamendu-esanguratsuak bete ezin badira, oso serioak izan daitezke, eta langile-kostua oso altua da.
(3) SF₆ gasa sorrerako tresna erabiliz, frioaren eremuetan SF₆ iturrinen arkua ezabatzeko materiala likidatzeko arazoa konpondu. Iturrinaren egitura espesifikari dagozkion, tresna sorrerako pertsonalizatua egin, eta SF₆ gasaren tenperatura sorrerako tresnarekin handitu, horrek SF₆ gasa frioaren ingurunean likidatzeko saihesteko. Iturrinaren tresna sorrerak, ingurunearen tenperaturaren aldaketari erreaginduz, automatikoki aktibatu edo desaktibatu dezake sorrerako funtzioa. Mantenimentuaren laguntzaileek, tenperatura aktibazio eta desaktibazio balioak ezar dezakete tenperatura ingurunerari erreaginduz. Eskuz deskonexatu iturrinaren blokeo-zirkuitua baino, metodorik hau mantentze kostua txikitzen du. Baina, sorrerako tresna instalatzeko garrantzi handia duten gaiak beharrezkoak dira, eta termika erabilgarritasuna oso baxua da.
3 Porcelana-zilarreko SF₆ iturrinaren sorrerako tresna
Porcelana-zilarreko SF₆ iturrinaren egitura arakteristikoei dagozkien, porcelana-zilarreko SF₆ iturrin baterako sorrerako tresna diseinatzen da, hiru zati ditu: sorrerako modulua, tenperatura kontrol-modulua eta energia modulua.
3.1 Sorrerako modulua
Sorrerako tresnen kokapena oso garrantzitsu da, zuzen SF₆ gasaren sorrerako efizientzia eragiten du. Porcelana-zilarreko iturrinak unitate askoren osatua dago, arkua ezabatzeko gelaxka, porcelana kolontzoi sostengatzailea, mekanismo operatiboak, sostengatzaile marroiak, etab. Arkua ezabatzeko gelaxkan behean bi porcelana kolontzoi sostengatzaile konektatuta daude, SF₆ gasarekin beteta. Porcelana kolontzoien funtzio nagusia da isolamendu-lurreko burutzeko. Beraz, porcelana-zilarreko iturrinak diseinatzerakoan, isolamendu distantzia jakin bat mantentzea beharrezkoa da, eta keramikaren materialaren indarra aseguratzea. Honek esan nahi du ezin dela sorrerako tresna konduktiboa porcelana kolontzoaren aurpegian instalatu [5]. Lan honetan, sorrerako zatia hautatzen da transmitizio-gelaxka. Baina, transmitizio-gelaxka forma irregularrak ditu, eta sorrerako tresna tradizionalak ez dira erraz finkatzeko. Gainera, transmitizio-gelaxka porcelana-zilarreko iturrinen oinarrian kokatuta dago, eta espazioa estua da. Tresna sorrerako tradizionalak neurri handikoak dira, eta iturrinaren transmitizio-mekanismoaren funtzionamendu normala eragin dezakete.
Zhangjiakoren goi mailako porcelana-zilarreko iturrinei dagozkien arakteristikei dagozkien, sorrerako modulu bat diseinatzen da. Sorrerako modulua sorrerako banda eta resistentzia-kableetatik osatuta dago. Sorrerako banda isolamendu-siliko berotzetik egin da, eta atzeko kolapea 3M tenperatura-altu kolapea da, aurretik irteera duena, irudian ikusten den bezala. Resistentzia-kablea sorrerako bandaren barruan birabiltzen da. Isolamendu-siliko berotzetik egin den sorrerako banda eta 3M tenperatura-altu kolapeak tenperatura altuak suporta dezakete (intentsitatea AC220V da), eta sorrerako bandaren forma eta luzera transmitizio-gelaxken formari erreaginduz hautatu daitezke.
Irudia 1 sorrerako moduluaren aurretik eta atzetik erakusten ditu
3.2 Tenperatura kontrol-modulua
Tenperatura kontrol-modulua sensor eta tenperatura kontrolagailuetatik osatuta dago. Zehazki, sensora porcelana-zilarreko iturrinaren fase B-ren sorrerako bandan instalatzen da. Funtzioa porcelana-zilarreko iturrinaren transmitizio-gelaxkan tenperatura neurtzea eta tenperatura datuak tenperatura kontrolagailura bidaltzea da, irudian ikusten den bezala. Tenperatura kontrolagailua JY-260 mikroordenagailu tenperatura kontrolagailua da. Hona hemen dagoen tenperatura jaso eta bistaratzea, eta aurrez ezarritako tenperatura muga pean sorrerako moduluaren hasiera eta amaitzea kontrolatzea da, irudian ikusten den bezala.
Irudia 2 Tenperatura sensora
Irudia 3 Termokontrolagailua
3.3 Energia modulua
Energia modulua tenperatura kontrolatutako energia-eremua eta forzatutako hastapena duen energia-eremua ditu, irudian ikusten den bezala. Hauen artean, tenperatura kontrolatutako energia-eremua sorrerako moduluari tenperatura kontrolagailuaren bidez konektatuta dago. Zhangjiakoren goi mailako tenperatura ingurunerari erreaginduz, tenperatura kontrolatutako energia-eremuaren aktibazio muga ezarrita da, eta tenperatura kontrolatutako energia-eremua mugarren horretan funtzionatzen du. Forzatutako hastapena duen energia-eremua zuzen sorrerako moduluari konektatuta dago. Tenperatura tenperatura kontrolatutako energia-eremuaren aktibazio mugaren azpitik dagoenean, forzatutako hastapena duen energia-eremua aktibatzen da.
Irudia 4 Tenperatura kontrolatutako energia-eremua
3.4 Sorrerako tresnen lan moduak
Porcelana-zilarreko SF₆ iturrinen sorrerako tresnak bi sorrerako modu ditu.
(1) Tenperatura kontrol modua: Sorrerako tresna porcelana-zilarreko iturrinaren fase B-ren sorrerako bandan instalatutako sensorraren bidez porcelana-zilarreko iturrinaren transmitizio-gelaxkan tenperatura lortzen du eta tenperatura kontrolagailura bidaltzen du. Tenperatura kontrolagailuak porcelana-zilarreko iturrinaren sorrerako bandaren tenperatura jaso eta bistaratzen du, eta ondoren aurrez ezarritako tenperatura muga pean sorrerako moduluaren kontrola egiten du.
(2) Hastapen forzatua: Tenperatura kontrolagailuari biderkatuz, transmitizio-gelaxkan sorrerako jarraitzailea egiten da, eta porcelana-zilarreko iturrinaren barruan dagoen SF₆ gasa sorritzen da. Modu honetan, porcelana-zilarreko iturrinen presio baxuko alarma eta arkua ezabatzeko prestaskuntza jaitsiak SF₆ gasa likidatuta izateagatik saihesteko ahal izango dira.
4 Iraultza
Zhangjiakoren goi mailan, tenperatura oso baxuan, iturrinak behin eta berriz prezio baxuko alarma eta blokeo arazoak sortzen dituzte. Lan honetan, 110kV porcelana-zilarreko SF₆ iturrin baterako gasaren sorrerako tresna diseinatzen da. Tresna horrek iturrinaren egurkeria eta estabilitatea seguru eta estaldia garantizatzen ditu. Gainera, instalazio kostua baxua eta instalazio denbora laburra ditu, eta hobetzeko balio handia du.
