การวิจัยเกี่ยวกับอุปกรณ์ตรวจจับและการเติมแก๊สสำหรับวงจรตัดไฟ SF6 ที่ไม่ต้องถอดประกอบ
วงจรตัดไฟแรงสูงใช้เพื่อเชื่อมหรือตัดกระแสโหลดในระหว่างการทำงานปกติ เมื่อเกิดความผิดพลาดจากการลัดวงจรหรือโหลดมากเกินไปในอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือสายไฟ อุปกรณ์คุ้มครองวงจรจะควบคุมให้มันตัดกระแสความผิดพลาดออกโดยอัตโนมัติและรวดเร็ว เพื่อแยกอุปกรณ์หรือสายไฟที่มีการลัดวงจรออกจากกัน เพื่อป้องกันไม่ให้ขอบเขตของเหตุการณ์ขยายตัว
ตลอดการพัฒนาของวงจรตัดไฟแรงสูง จากวงจรตัดไฟแบบเติมน้ำมันและวงจรตัดไฟแบบลมอัดถึงวงจรตัดไฟ SF₆ และวงจรตัดไฟแบบสุญญากาศ แต่ละขั้นตอนเป็นการสร้างสรรค์ใหม่ที่สำคัญในหลักการดับอาร์ก ซึ่งวงจรตัดไฟ SF₆ มีข้อดีอย่างเช่น ความสามารถในการตัดกระแสสูง ชีวิตการใช้งานทางไฟฟ้ายาวนาน ระดับฉนวนสูง และประสิทธิภาพการปิดผนึกดี และได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในสภาพแวดล้อมแรงสูงในปัจจุบัน
วงจรตัดไฟ SF₆ (ต่อจากนี้เรียกว่าวงจรตัดไฟ) เป็นอุปกรณ์สำคัญในการส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง สมรรถนะการฉนวนและการตัดกระแสเป็นตัวชี้วัดทางเทคนิคหลักในการประเมินวงจรตัดไฟ วงจรตัดไฟ SF₆ เป็นประเภทหนึ่งของวงจรตัดไฟที่ใช้สารฉนวน พร้อมกับวงจรตัดไฟแบบอากาศ พวกมันถูกจัดอยู่ในกลุ่มวงจรตัดไฟแบบลมพ่นและพึ่งพาแก๊ส SF₆ สำหรับการฉนวน แก๊ส SF₆ มีความนำความร้อนสูง สามารถรวมตัวกันหลังจากการแตกตัว และไม่มีสารฉนวนที่เป็นอันตรายเช่นคาร์บอน เมื่อควบคุมปริมาณน้ำอย่างเข้มงวด ผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวไม่กัดกร่อน สมรรถนะการฉนวนของแก๊ส SF₆ ไม่ลดลงจากการใช้งาน ดังนั้นมันยังคงสมรรถนะการฉนวนที่ดีแม้ว่าจะทำการตัดกระแสหลายครั้ง
แก๊ส SF₆ บริสุทธิ์เป็นสารดับอาร์กที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากสมรรถนะในการดับอาร์กและการฉนวนที่เหนือกว่า ทำให้ได้รับการนำมาใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงสูงมากในศตวรรษที่ 20 ในปัจจุบัน SF₆ เป็นสารฉนวนแก๊สที่เหมาะสมที่สุด โดยเฉพาะในช่วงแรงสูงและแรงสูงมาก ซึ่งเป็นสารฉนวนและสารดับอาร์กเพียงอย่างเดียว ในการรับประกันสมรรถนะการตัดกระแสที่มั่นคงของวงจรตัดไฟ แก๊ส SF₆ ภายในวงจรตัดไฟต้องมีความบริสุทธิ์ 99.99%
เนื่องจากห้องแก๊สของวงจรตัดไฟ SF₆ มีขนาดใหญ่ มีท่อเชื่อมต่อจำนวนมาก และมีพื้นผิวปิดผนึกภายในวงจรตัดไฟมากมาย ระหว่างการดำเนินงาน อาจเกิดปัญหาแรงดันแก๊ส SF₆ ไม่เพียงพอเนื่องจากปัญหาการปิดผนึกหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ในทางปฏิบัติ เนื่องจากปัจจัยเช่น การสั่นสะเทือนจากการทำงานและการปิดผนึกที่ไม่ดี ความน่าจะเป็นของการรั่วไหลของแก๊สในวงจรตัดไฟสูงกว่าอัตราการรั่วไหลประจำปีที่กำหนดไว้ในโรงงาน 1% ดังนั้นวงจรตัดไฟมักต้องการเติมแก๊ส
บทความนี้แนะนำอุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆ ชนิดไม่ต้องถอดแยก ซึ่งสามารถตรวจจับปริมาณน้ำในวงจรตัดไฟและปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่นผ่านเครื่องมือโดยไม่ต้องตัดไฟ สามารถไล่อากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนในท่อเติมแก๊สระหว่างกระบวนการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริม นอกจากนี้ยังสามารถปล่อยแรงดันและแจ้งเตือนเมื่อแรงดันแก๊สเกินค่าที่กำหนดระหว่างกระบวนการเติมแก๊ส
1 สถานการณ์ปัจจุบันในประเทศจีน
ปัจจุบัน อุปกรณ์เติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟภายในประเทศมักประกอบด้วยวาล์วรวมบนวงจรตัดไฟ วาล์วรวมนี้ประกอบด้วยตัววาล์ว ช่องเติมแก๊ส ช่องวงจรตัดไฟ และช่องต่อเครื่องวัดความหนาแน่น สามารถต่อเข้ากับเครื่องวัดปริมาณน้ำและเครื่องปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่น ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาการต้องตัดไฟเมื่อวัดปริมาณน้ำในวงจรตัดไฟและปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่น ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและลดความเสียหายจากการถอดวงจรตัดไฟ
อย่างไรก็ตาม ยังไม่สามารถแก้ไขปัญหาการเข้าของอากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนในท่อเติมแก๊สเข้าสู่วงจรตัดไฟระหว่างกระบวนการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริม ในระหว่างการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริมของวงจรตัดไฟที่มีอยู่ กระบอกเติมแก๊ส SF₆ จะเชื่อมต่อโดยตรงกับวงจรตัดไฟผ่านวาล์วลดแรงดันและท่อเติมแก๊ส ทำให้แก๊ส SF₆ ดึงอากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนจากท่อเข้าสู่วงจรตัดไฟ ทำให้ความบริสุทธิ์ของแก๊ส SF₆ ลดลง ลดสมรรถนะการฉนวน ทำลายวงจรตัดไฟ และลดอายุการใช้งาน
ในฐานะอุปกรณ์คุ้มครองระบบไฟฟ้า มีกฎระเบียบและข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับการใช้แก๊ส SF₆ ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง เมื่อปริมาณน้ำในวงจรตัดไฟ SF₆ ถึงระดับหนึ่ง อาจนำไปสู่ผลเสียร้ายแรง ความชื้นสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวของแก๊ส SF₆ เกิดปฏิกิริยาเคมี สร้างสารพิษ ทำให้เกิดการกัดกร่อนทางเคมีของอุปกรณ์ ส่งผลต่อการฉนวนของอุปกรณ์ ส่งผลกระทบต่อสมรรถนะการตัดกระแสของสวิตช์ และลดสมรรถนะทางกลของสวิตช์
ปัจจุบัน เมื่อทำการวัดปริมาณน้ำและปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่นวงจรตัดไฟ จำเป็นต้องถอดวงจรตัดไฟหลังจากการตัดไฟ ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อการผลิต แต่ยังส่งผลกระทบต่อสมรรถนะการปิดผนึกของวงจรตัดไฟ การถอดแยกบ่อย ๆ ยังส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของเครื่องวัด
2 หลักการทำงานและการออกแบบโครงสร้าง
อุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆ ประกอบด้วยตัววาล์ว วาล์วปิดผนึกเอง วาล์วควบคุมแรงดันกลับ และสวิตช์ควบคุม ตามแผนภาพโครงสร้าง อุปกรณ์นี้รวมตัววาล์วกับวาล์วปิดผนึกเอง วาล์วควบคุมแรงดันกลับ และสวิตช์ควบคุมไว้อย่างเป็นระบบ ปลายหนึ่งของตัววาล์วติดตั้งแผ่นต่อวงจรตัดไฟอย่างคงที่ อีกปลายหนึ่งติดตั้งสวิตช์ควบคุมอย่างคงที่ ตัววาล์วยังติดตั้งวาล์วปิดผนึกเอง วาล์วควบคุมแรงดันกลับ และช่องต่อเครื่องวัดความหนาแน่นอย่างคงที่ สวิตช์ควบคุมควบคุมการเปิดและปิดของวาล์วเหล่านี้
อุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆ ที่นำเสนอในบทความนี้ ด้วยการรวมตัววาล์วกับวาล์วปิดผนึกเอง วาล์วควบคุมแรงดันกลับ และสวิตช์ควบคุมอย่างเป็นระบบ สามารถรวมการวัดปริมาณน้ำ การปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่น และการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟโดยไม่ต้องตัดไฟ ก่อนการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริม สามารถไล่อากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนในระบบเติมแก๊สได้โดยอัตโนมัติ ระหว่างการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ สามารถตรวจจับแรงดันและแจ้งเตือนเมื่อแรงดันเกินค่าที่กำหนด สามารถใช้ได้กับวงจรตัดไฟ SF₆ นำเข้าที่มีแรงดันสูงกว่า 110 kV วงจรตัดไฟ Alstom FXT11 จากฝรั่งเศส และวงจรตัดไฟ SF₆ ภายในประเทศที่มีแรงดันสูงกว่า 110 kV สามารถทนทานต่อแรงดันสูง ตั้งแต่ 0.5 ถึง 16 MPa และปลอดภัยและเชื่อถือได้
ขั้นตอนการทำงานหลักของอุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆
เมื่อทำการวัดปริมาณน้ำ เชื่อมต่อเครื่องวัดปริมาณน้ำกับวาล์วปิดผนึกเอง เปิดสวิตช์ของเครื่องวัดปริมาณน้ำ ให้แก๊สในระบบเข้าสู่เครื่องวัดปริมาณน้ำ แล้วปิดสวิตช์ของเครื่องวัดเพื่อตรวจวัด หลังจากตรวจวัด ถอดเครื่องวัดปริมาณน้ำเพื่อจบกระบวนการวัดปริมาณน้ำ ไม่จำเป็นต้องตัดไฟระหว่างการตรวจวัด
เมื่อทำการปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่น ปิดสวิตช์ควบคุมของอุปกรณ์ เชื่อมต่อเครื่องปรับเทียบความหนาแน่นกับวาล์วปิดผนึกเองเพื่อทำงาน หลังจากทำงานเสร็จ ถอดเครื่องปรับเทียบความหนาแน่นและเปิดสวิตช์ควบคุม ไม่จำเป็นต้องตัดไฟระหว่างการตรวจวัด
อุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆ แบบไม่ต้องถอดแยก สามารถรวมการวัดปริมาณน้ำ การปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่น และการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟโดยไม่ต้องตัดไฟ ก่อนการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริม สามารถไล่อากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนในระบบเติมแก๊สได้โดยอัตโนมัติ ระหว่างการเติมแก๊สและเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ สามารถตรวจจับแรงดันและแจ้งเตือนเมื่อแรงดันเกินค่าที่กำหนด สะดวกและรวดเร็วในการใช้งาน และไม่กระทบต่อการทำงานปกติของวงจรตัดไฟ
3 สรุป
อุปกรณ์ตรวจจับ เติมแก๊ส และเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟ SF₆ แบบไม่ต้องถอดแยก สามารถกำจัดอากาศ ความชื้น และสิ่งเจือปนในท่อเติมแก๊สและระบบก่อนการเติมแก๊สเสริมวงจรตัดไฟได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ ในระหว่างกระบวนการเติมแก๊ส เมื่อแรงดันแก๊สในระบบถึงค่าที่กำหนด อุปกรณ์สามารถปล่อยแก๊สและแจ้งเตือนโดยอัตโนมัติ อุปกรณ์นี้มาพร้อมกับสวิตช์ควบคุมระบบ ทำให้สามารถวัดปริมาณน้ำและปรับเทียบเครื่องวัดความหนาแน่นโดยไม่ต้องตัดไฟ สะดวกและรวดเร็วในการใช้งาน และไม่กระทบต่อการทำงานปกติของวงจรตัดไฟ สามารถใช้ได้กับวงจรตัดไฟ SF₆ นำเข้าที่มีแรงดันสูงกว่า 110 kV วงจรตัดไฟ Alstom FXT11 จากฝรั่งเศส และวงจรตัดไฟ SF₆ ภายในประเทศที่มีแรงดันสูงกว่า 110 kV สามารถทนทานต่อแรงดันสูง ตั้งแต่ 0.5 ถึง 16 MPa และปลอดภัยและเชื่อถือได้
