११०किवी चीनी स्तंभ SF6 सर्किट ब्रेकरको लागि एउटा ग्यास हीटिङ डिभाइसको डिझाइन र अमल

उच्च वोल्टेज कर्किरा ब्रेकर पावर सिस्टमको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण नियंत्रण उपकरणहरूको एक हुन्। उच्च वोल्टेज कर्किरा ब्रेकरको संचालन स्थिति पावर सिस्टमको सुरक्षित र स्थिर संचालनलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभावित गर्छ। उनीहरूमध्ये, बाहिरी शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकर उच्च वोल्टेज कर्किरा ब्रेकरको मुख्य प्रकारहरूको एक हुन्। SF₆ उच्च विद्युत धारण शक्ति, उत्तम आर्क नष्ट गर्ने क्षमता र अवरोधक क्षमता छ। तर, वास्तविक अनुप्रयोगमा, हेबेई प्रांतको झाङजियाको बशाङ जस्ता अत्यधिक ठंडो क्षेत्रहरूमा, ठंडो तापमानले आसानीले SF₆ गैसलाई तरल बनाउँदछ, जसले SF₆ गैसको दबाव घटाउँछ। यो ब्रेकरको निम्न दबाव चेतावनी वा यो तोक गर्न (ब्रेकर तोक गर्न भनेको ब्रेकर निकाल्न सक्दैन वा बंद गर्न सक्दैन) जनाउन सक्छ, जसले ब्रेकरको निर्माण र अवरोधक क्षमतालाई गम्भीर रूपमा प्रभावित गर्छ। यस समस्यालाई समाधान गर्न, यस लेखले 110kV शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको लागि एक गैस तपाउने उपकरण डिजाइन गरेको छ।

1 शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको निम्न दबाव चेतावनी र तोक गर्ने स्थिति

झाङजियाको बशाङ क्षेत्रमा, सर्दीको मौसममा तापमान -30 °C पुग्न सक्छ। बशाङ क्षेत्रका उप-स्टेशनहरूमा SF₆ कर्किरा ब्रेकरहरूमा निम्न दबाव चेतावनी र यस्तो तोक गर्ने दोषहरू बारम्बार घटेको छ। केवल एक महिनामा, निम्न दबाव चेतावनी 30 बार भन्दा बढी घटेको र तोक गर्ने दोष 10 बार भन्दा बढी घटेको छ, जसले पावर ग्रिडको सुरक्षित र स्थिर संचालनलाई ठूलो संभावित धमकी दिन्छ। अनुसन्धान देखाएको छ कि 110kV शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको चेतावनी र तोक गर्ने दोषको प्रमुख कारण SF₆ गैस तपाउने उपकरणको अनुपस्थिति हो। चूँकि SF₆ गैस चेम्बर बाहिरी वातावरणसँग सीधा संपर्कमा छ, जब वातावरणीय तापमान एक निश्चित स्तरमा घट्छ, SF₆ गैस तरल बन्छ, जसले गैस चेम्बरमा दबावलाई निर्धारित चेतावनी र तोक गर्ने दबाव मानहरू भन्दा निम्न बनाउँछ।

2 परम्परागत समाधानहरूको समस्याहरू

वर्तमानमा, शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको निम्न दबाव चेतावनी र तोक गर्ने समस्याहरूलाई समाधान गर्ने प्रमुख तरिकाहरू यस प्रकार छन्:
(1) कर्किरा ब्रेकरलाई फुक्ने गरी टंकीमा गैसको अणुभार बढाउने, जसले SF₆ गैसको दबाव बढाउँछ। तर, यो तरिका अत्यधिक ठंडो मौसममा लागू गर्न सकिँदैन। किनभने थपिएको SF₆ गैस निम्न तापमान र उच्च दबावको वातावरणमा तेजीले तरल हुन्छ, र गैसको दबाव बढाउन सकिँदैन। SF₆ कर्किरा ब्रेकरमा निर्धारित दबाव सामान्यतया 0.6 MPa छ, र -20 °C मा SF₆ को अधिकतम वाष्प दबाव 0.6 MPa छ। जब वातावरणीय तापमान घट्छ, SF₆ को अधिकतम वाष्प दबाव घट्छ। यानी, अत्यधिक ठंडो वातावरणमा, यदि कर्किरा ब्रेकरलाई फुक्ने गर्ने गरिन्छ, SF₆ गैसको अधिकतम वाष्प दबावको कारणले फुकिएको गैस तेजीले तरल हुन्छ, र दबाव बढाउने उद्देश्य पूरा नहुन्छ। त्यसैले, जब वातावरणीय तापमान -20 °C भन्दा निम्न छ, यो तरिका कर्किरा ब्रेकरमा निर्धारित दबाव फर्काउन सकिँदैन।
(2) कर्किरा ब्रेकरको तोक गर्ने परिपथलाई मान्यताहीन गरी ब्रेकरलाई सामान्य रूपमा बंद गर्न र खुलाउन सकिँदैन। तर, यो तरिका ब्रेकरलाई विद्युतीय तोक गर्ने सुरक्षा निकाल्न दिन्छ। यदि कर्किरा ब्रेकरको अन्दरूनी गैसको दबाव आर्क नष्ट गर्न वा यदि अवरोधक क्षमता लिन अनुरूप नहुन्छ, गम्भीर दुर्घटना घट्न सक्छ, र श्रम लागत अपेक्षाकृत उच्च छ।
(3) ठंडो क्षेत्रमा SF₆ कर्किरा ब्रेकरको आर्क नष्ट गर्ने माध्यमको तरलीकरण समस्यालाई समाधान गर्न SF₆ गैस तपाउने तरिका प्रयोग गर्ने। कर्किरा ब्रेकरको विशिष्ट संरचनामा आधारित एक उपयुक्त तपाउने उपकरण विनिर्माण गर्ने, र तपाउने गरी SF₆ गैसको संचालन तापमान बढाउने जसले ठंडो वातावरणमा SF₆ गैसको तरलीकरण रोक्न सक्छ। कर्किरा ब्रेकरको गैस तपाउने उपकरण सामान्यतया वातावरणीय तापमानको परिवर्तनको आधारमा तपाउने क्षमता स्वचालित रूपमा सक्रिय वा निष्क्रिय गर्न सक्छ। संचालन र रखरखाहरू वास्तविक वातावरणीय तापमानको आधारमा स्वचालित सक्रिय र निष्क्रिय तापमान सेटिङ मानहरू सेट गर्न सक्छ। कर्किरा ब्रेकरको तोक गर्ने परिपथलाई मान्यताहीन गर्न तुलनामा, यो तरिका संचालन र रखरखामा श्रम लागत घटाउँछ। तर, तपाउने उपकरण लगाउन लागत र सामग्री लागत उच्च छ, र तापीय उपयोग दर अपेक्षाकृत निम्न छ।

3 शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको तपाउने उपकरण

शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको संरचनात्मक विशेषताहरूको आधारमा, एक शिलामयी स्तंभ प्रकारको SF₆ कर्किरा ब्रेकरको तपाउने उपकरण डिजाइन गरिएको छ, जसमा तीन भागहरू समावेशित छन्: तपाउने माड्युल, तापमान नियन्त्रण माड्युल, र शक्ति स्रोत माड्युल।

3.1 तपाउने माड्युल

तपाउने उपकरणको स्थापना स्थान धेरै महत्त्वपूर्ण छ, जसले सीधा SF₆ गैसको तपाउने क्षमतालाई प्रभावित गर्छ। शिलामयी स्तंभ प्रकारको कर्किरा ब्रेकर धेरै आधारिक युनिटहरू समावेश गर्दछ, जसमा आर्क नष्ट गर्ने चेम्बर, समर्थन शिलामयी बुशिंग, संचालन यन्त्र, समर्थन फ्रेम, आदि छन्। आर्क नष्ट गर्ने चेम्बरको तलमा दुई जोडिएको समर्थन शिलामयी बुशिंगहरू छन्, जसमा SF₆ गैस भरिएको छ। समर्थन शिलामयी बुशिंगको मुख्य फर्क भूमिका गैसको अवरोधक क्षमता दिने हो। त्यसैले, शिलामयी स्तंभ प्रकारको कर्किरा ब्रेकर डिजाइन गर्दा, एक निश्चित अवरोधक दूरी राख्नुपर्छ, र सिरामिक सामग्रीको यान्त्रिक बललाई सुनिश्चित गर्नुपर्छ। यो अर्थ छ कि शिलामयी बुशिंगको बाहिरी सतहमा चालक तपाउने उपकरण लगाउन सकिँदैन [5]। यस लेखमा, तपाउने भाग ट्रान्समिशन चेम्बर चयन गरिएको छ। तर, ट्रान्समिशन चेम्बरको आकार अनियमित छ, र परम्परागत तपाउने उपकरणहरूलाई आसानीले टाइटल गर्न सकिँदैन। अत्यन्त, ट्रान्समिशन चेम्बर शिलामयी स्तंभ प्रकारको कर्किरा ब्रेकरको आधारमा छ, र ठाउँ संकीर्ण छ। परम्परागत तपाउने उपकरणहरू अत्यधिक ठूलो छन्, जसले कर्किरा ब्रेकरको ट्रान्समिशन यन्त्रको सामान्य संचालनलाई प्रभावित गर्छ।

झाङजियाको बशाङ क्षेत्रको शिलामयी स्तंभ प्रकारको कर्किरा ब्रेकरको विशेषताहरूको आधारमा एक तपाउने माड्युल डिजाइन गरिएको छ। तपाउने माड्युल तपाउने टेप र प्रतिरोध तारको समावेश गर्दछ। तपाउने टेप अवरोधक सिलिकोन रबर बाट बनेको छ, र पीछे 3M तापीय अवरोधक चिपकाउने छ, जसको आउटलेट आगे छ, जस्तै चित्र 1 मा देखाएको छ। प्रतिरोध तार तपाउने टेपको अन्दर लपेटिएको छ। तपाउने टेप अवरोधक सिलिकोन रबर र 3M तापीय अवरोधक उच्च तापमान (वोल्टेज AC220V) धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेरै धेर......