ГИС айырмашылық операцияларының екінші деңгейдегі құрылғыларға тигізген таасирлер анализі
GIS айырмашылық операцияларының екінші жабдығына таасирі және оны басқару шешімдері
1.GIS айырмашылық операцияларының екінші жабдығына таасирі
1.1 Кезекті жоғары көрсеткішті деңгейлердің таасирі
Газмен ішке қорғалған коммутаторлық (GIS) айырмашылықтарының ачылу/жабылу операцияларының уақытында, контакттар арасындағы қайталанатын дуга жарылу және соңдоу процестері системаның индуктивтілігі мен конденсаторы арасында энергия алмасуына үндеп, номиналды фазалық напряжениеға салыстыруда 2-4 есе жоғары болып, мезгілдері ондер микросекундтан бірнеше миллисекундқа дейін жететін коммутациялық напряжениелер пайда болады. Жылжалы автобус линияларында - мұнда айырмашылық контакттарының жылдамдығы аз және дуга соңдоу мүмкіндігі жоқ - бастапқы және келесі жарылу процестері өте жылдат жоғары көрсеткішті деңгейлер (VFTO) қалыптасады.
VFTO толқыналары GIS ішкі проводторы мен корпусы арқылы қалыптасады. Импеданс жылжуы (мысалы, изоляторлар, өлшемдерге арналған трансформаторлар, кабель аяқталуы) жағдайларында, толқыналар қайта жіберіледі, рефракцияланады және қосылады, толқыналардың формасын өзгертуге және VFTO тобын көбейтуге үндеп. Жылдам өтуі және наносекундтік шығу уақыты бар VFTO толқыналары, еңсек электроникасына зиян келтіретін кезекті напряжение толқыналарын екінші жабдықтарға енгізеді. Бұл қорғалу релелерін қате иштеріне алып келеді - жоққа қатысты триппингті басқаратын - және жоғары дәлдіктегі сигнал өңдеу мен деректерді жіберу процессін жұкулатады. Сондай-ақ, VFTO жасалған жоғары частоталы электромагниттік интерференция (EMI) хабарлау модулдерінің сапасын төмендетеді, биттердің қате өрісін арттыратын немесе деректерді жоюға үндеп, осылайша станцияның бақылау және басқару функцияларын қысқартады.
1.2 Корпус потенциалының жоғарылауы
Китаїн өте жоғары напряжение (UHV) және жоғары напряжение (EHV) желілерін кеңейтуде, GIS айырмашылық операцияларынан келген электромагниттік интерференция өзара қатаңдауымен өскен. GIS-тің коаксиалдық құрылымы - ішкі алюминий/мүсін проводторы және сыртқы алюминий/темір корпусы - жоғары частоталы толқыналардың жақсы өтуін көрсетеді. Дері эффектісіне байланысты, жоғары частоталы кезекті токтар, нормалды шарттарда өсу мен корпуспен қосылған заманауи қоңырау құрылымының құрылымына қарама-карсы, проводтың сыртқы бетінде және корпустың ішкі бетінде ағысады.
Бірақ, VFTO жасалған кезекті токтар импеданс жылжуы (мысалы, изоляторлар немесе кабель аяқталуы) жағдайларында, бөлік жіберіледі және рефракцияланады. Напряжение компоненттері корпус пен жер арасында қосылады, бұл өзінің қоңырауымен қоңырауланған корпусқа мезгілдік потенциалды жоғарылатын. Бұл адамдардың қауіпсіздігіне қауіп тудырады және корпус пен ішкі проводтар арасындағы қоңырау құрылымын қысқартады, материалдың жылдануын ынталады және құрылымдардың өмір мерзімін азайтады. Осы жоғарылаған потенциал, кабельдер арқылы және қосылған құрылымдар екінші жабдықтарға қалыптасады, EMI қалыптасып, туынды триппинг, деректер қателері немесе ішкі жоғалуына әкеледі - бұл түрлі қауіпсіздікті түсіреді.
1.3 Электромагниттік интерференция (EMI)
GIS станцияларында, айырмашылық/коммутатор операциялары және жарық жолдары кезекті электромагниттік толқыналарды өту арқылы және радиациялық қосылу арқылы екінші жабдықтарға таасир етеді.
Өту арқылы интерференция өлшемдерге арналған трансформаторлар арқылы және жердің потенциалының өзгеруі арқылы пайда болады. VFTO толқыналары, трансформаторлардағы тұрақты толқыналар және индуктивтілік арқылы бастапқы цепьдің екінші цептеріне қосылады. Олар да жер құрылымына қосылу арқылы жер құрылымындағы токтардың бүтін потенциалын жоғарылатын, және екінші жабдықтардың стабилдігін жоюға үндеп, жер толқыналарын қалыптасады.
Радиациялық интерференция кезекті EM толқыналары ауызша өту арқылы пайда болады, толқыналар екінші кабельдер және құрылымдарға текті қосылады. Электр толқыналарының қосылуы жоғары импеданс бұрыштарына таасир етеді, сигналды бұзып, туынды триппингке әкеледі - әсіресе қашықтыққа, толқыналардың бағытына және құрылым геометриясына қатысты. Магниттік толқыналар Фарадей заңына қарай, контурларда электромоторлық күштерді индуцирует; оның қатынасы толқыналардың күшіне, өзгеру қысқартысына және контур ауданына байланысты.
1.4 Механикалық вибрациялардың таасирі
Айырмашылық операциялары контакттық түрде, тербелістер мен электромагниттік күшелердің нәтижесінде механикалық вибрацияларды жаратады. Ачылу уақытында же жабылу уақытында жылдам араласу немесе күшті түрде қосылу, GIS құрылымын вибрацияландыруына үндеп. Вибрациялар басқа қосылған екінші жабдықтарға қосылған басқару құрылымдары арқылы өтуге үндеп.
Осы вибрациялар механикалық қосылғыштарды азайтуына, электр қосылғыштарының сапасын төмендетуіне, өлшем қателерін арттыруына немесе - экстремальды шарттарда - жоғары өткізгіштерді жасауына үндеп. Узақ мезгілде, механикалық және электрондық компоненттердің жылдануын ынталады, құрылымдардың өмір мерзімін қысқартады және қауіпсіздікті түсіреді.
2.Екінші жабдықтарды қорғау үшін қолданылатын шешімдер
2.1 GIS құрылымын оптимизациялау
Материалды таңдау: Жоғары диэлектрикалық құралы SF₆ біріктірілген қоспаларын қолдану; қорғалу үшін төмен қыбыл, жоғары өткізгіш материалдарды (мысалы, Cu/Al) таңдау; VFTO амплитудасын басқару үшін автобус барысының ұзындығын және конденсаторын оптимизациялау.
Құрылымды жақсарту: Электр толқыналарының концентрациясын азайту үшін провод және қорғау құрылымының геометриясын жұмсау; тең өту үшін изолятор қолдау құрылымын жақсарту; айырмашылық операцияларының жылдамдығын басқару және кезекті энергияны жою үшін снуббер цептерін қосу.
Вибрацияларды басқару: Иштету механизмдеріне гидравликалық буферлер немесе пружиндер қосу; GIS және негізге арналған тамшыларды қолдану; контакт беттерінің дәлдігін жақсарту, үздік күштерді азайту үшін.
2.2 Қорғау және жер қосылуын жақсарту
Экранирование: Чувствительные вторичные устройства (например, реле, коммуникационные блоки) заключите в проводящие корпуса (оцинкованная сталь/алюминий) с герметичными швами. Используйте экранированные или двойные экранированные кабели с правильным окончанием; применяйте фильтрованные соединители и сетчатые экраны на вентиляционных отверстиях. Для коротких кабелей (<10 м) используйте одноточечное заземление; для более длинных участков примените многоточечное заземление, чтобы минимизировать индуцируемые напряжения.
Заземление: Поддерживайте сопротивление заземления ≤4 Ом. В почвах с высоким удельным сопротивлением разверните взаимосвязанные заземляющие решетки с вертикальными стержнями. Используйте одноточечное заземление для аналоговых цепей и многоточечное заземление для цифровых/высокочастотных систем. Оптимизируйте планировку решетки (например, прямоугольную сетку с перекрестными электродами), чтобы обеспечить равномерное распределение тока и низкие градиенты потенциала.
2.3 Фильтрация и подавление технологий
Фильтры: Установите фильтры питания на входах вторичного оборудования, чтобы блокировать высокочастотный шум. Применяйте алгоритмы цифровой фильтрации сигналов для повышения целостности данных в каналах связи.
Защита от перенапряжений: Разверните ZnO ограничители напряжения рядом с вторичным оборудованием, чтобы удерживать VFTOs и переключательные выбросы. Используйте устройства защиты от перенапряжений (SPD) на сигнальных и коммуникационных линиях, чтобы отводить переходную энергию к земле, обеспечивая стабильную передачу слабых сигналов.
2.4 Усиленное упрочнение вторичного оборудования
Защита аппаратного обеспечения: Укрепите крепежные скобы более толстой сталью и добавьте ребра жесткости. Изолируйте оборудование с помощью резиновых опор или двухступенчатых виброизоляторов. Закрепите печатные платы более толстыми основаниями, креплениями по краям и демпфирующими прокладками. Поместите критические компоненты (например, ИС, реле) в заливочные материалы или эластичные держатели, чтобы предотвратить ослабление. Избегайте длинных и тонких следов, чтобы снизить риск разрушения.
Защита программного обеспечения: Реализуйте контрольные суммы и коды коррекции ошибок (ECC) для обнаружения и исправления повреждения данных. Вставьте инструкции "NOP" (без операции) в прошивку, чтобы позволить восстановление после скачков программы, вызванных ЭМП, предотвращая зависания и повышая устойчивость системы.
3. Заключение
Глубокое понимание того, как операции выключателей GIS влияют на вторичное оборудование, показывает, что комплексные стратегии снижения воздействия являются необходимыми для надежности сети. При проектировании, строительстве и эксплуатации энергосистем необходимо приоритизировать электромагнитную совместимость (EMC) между GIS и вторичными системами. Интегрируя оптимизацию конструкции, надежное экранирование и заземление, продвинутую фильтрацию, а также упрочнение аппаратного и программного обеспечения, можно эффективно минимизировать неблагоприятные эффекты, вызванные переходными процессами, ЭМИ и вибрацией, обеспечивая более безопасную, надежную и устойчивую доставку электроэнергии.
