GISA atsevičļa darbības ietekmes analīze uz sekundāro aprīkojumu
GIS Atslēgu Darbības Ietekme uz Sekundāro Tehniku un Mājsaimniecības Pasākumi
1.GIS Atslēgu Darbības Ietekme uz Sekundāro Tehniku
1.1 Pārpagarināto Pārspīdumu Efekts
Gāzes Izolētās Uzstādnes (GIS) atslēgu atvēršanas/atslēgšanas laikā starp kontaktiem notiek vairākkārtēja lūkas atdzimšana un izmiršana, kas rada enerģijas apmaiņu sistēmas induktīvitātei un kapacitātei, veidojot pārspīdumus, kuru lielums ir 2–4 reizes lielāks nekā nominālais fāzes spriegums, bet ilgums sasniedz desmitus mikrosekundes līdz dažiem milisekundēm. Īsu šķidruma dārgmetālu darbībā—kad atslēgu kontaktu ātrums ir lēns un nav lūku nomirināšanas spējas—izveidojas priekšlūka un atlūka parādības, kas radī Vērsākos Pārspīdumus (VFTO).
VFTO izplatās caur iekšējiem GIS lejuvadītājiem un korpusiem. Impedancijas nepilnībās (piem., ugunsveselos, mērītājos transformatoros, kabeļu beigu elementos) ceļojuma viļņi atspoguļojas, refraģējas un superpozicējas, deformējot viļņu formu un palielinot VFTO virsotnes. Ar steilu viļņu frontu un nanosekundu mēroga pieaugumu VFTO izraisa pagarinātos sprieguma pārspīdumus sekundāro tehniku ievedēs, riskējot bojāt jūtīgus elektroniskos komponentus. Tas var izraisīt aizsargrelēju nederīgu darbību—izraisot nepieciešamus triecienus—un traucēt augstas precizitātes signālu apstrādei un datu pārraidei. Papildus tam, VFTO radītais augsta frekvences elektromagnētiskais troksnis (EMI) pasliktina saziņas moduļu darbību, palielinot bitu kļūdu koeficientu vai izraisot datu zudumu, tādējādi samazinot elektrostacijas monitoringu un kontrolfunkcijas.
1.2 Korpusa Potenciāla Augšana
Kā Ķīna paplašina savu ultrarūtīgu (UHV) un ļoti augsto spriegumu (EHV) tīklu, elektromagnētiskais troksnis no GIS atslēgu darbībām kļūst arvien smagāks. GIS koaksiālā struktūra—ko veido iekšējie alūminija/vaļķa lejuvadītāji un ārējie alūminija/vaski korpusi—parāda izcilu augstfrekvenču transmisiju. Daudzējādā dēļ efektam, augstfrekvenči pagarinātie strāvas plūsmas plūst pa lejuvadītāja ārējo virsmu un korpusa iekšējo virsmu, parasti nepiedāvājot lauka noplūdi un uzturējot korpusu uz zemes potenciālam normālajās apstākļos.
Tomēr, kad VFTO izraisītās pagarinātās strāvas sastopas impedancijas neatbilstības (piem., ugunsveselos vai kabeļu beigu elementos), notiek daļēja atspoguļošanās un refrakcija. Dažas sprieguma sastāvdaļas savienojas starp korpusu un zemi, izraisot momentānu potenciāla augšanu, kas citādi ir uz zemes. Tas rada risku cilvēku drošībai un var pasliktināt izolāciju starp korpusu un iekšējiem lejuvadītājiem, paātrinot materiālu novecošanu un samazinot iekārtu ilgumu. Tālāk, šis paaugstinātais potenciāls izplatās caur kabeļiem un savienotajām ierīcēm sekundāros sistēmās, izraisa EMI, kas izraisīt nepareizu triecienu, datu kļūdas vai pat iekšējas sabojājumus—tieši apdraudot enerģijas sistēmas uzticamību.
1.3 Elektromagnētiskais Troksnis (EMI)
GIS elektrostacijās atslēgu/atsekošanas darbības un negaisa briesmas izraisa pagarinātus elektromagnētiskos laukus, kas ietekmē sekundāras sistēmas caur nosūtīto un radiēto kopplēšanos.
Nosūtītais troksnis izriet no mērītājos transformatoros un zemes potenciāla atšķirībām. VFTO kopplējas no primārās uz sekundāro shēmu caur transformatoros esošajām blakuskapacitācijām un induktivitātēm. Tie arī ieiet uz zemes tīklu caur zemes elektrodām, paaugstinot veselu zemes potenciālu un izveidojot zemes ciklus, kas nestabilizē sekundāro tehniku.
Radiētais troksnis notiek, kad pagarinātie EM lauki izplatās caur telpu, tieši kopplējoties sekundāros kabeļos un ierīcēs. Elektriskā lauka kopplēšanās ietekmē augstu impendanciju mezglus, izraisot signālu deformāciju vai nepareizu trigerēšanu—jo īpaši jūtīgs attālumam, lauka orientācijai un ierīces ģeometrijai. Magnētiskā lauka kopplēšanās izraisa elektromotīvās spēkas shēmu ciklos saskaņā ar Faradeja likumu; tā smagums atkarīgs no lauka stipruma, maiņas ātruma un cikla laukuma.
1.4 Mekhāniskās Vibrācijas Efekti
Atslēgu darbība izraisa mekhāniskas vibrācijas dēļ kontakta iedarbības, frikcionālās spēles un elektromagnētiskās spēles laikā izveidošanas/atslēgšanas darbībā. Ātra atdalīšanās atvēršanas laikā vai spēcīga piespiešana slēgšanas laikā izveido šokviļņus, kas vibrē GIS struktūru. Transmisija caur saistījumiem un pārnesumiem turpmāk izplatā vibrācijas blakus sekundārajām ierīcēm.
Šādas vibrācijas var novirzīt mekhāniskus fiksētājus, pasliktināt elektriskās savienojumus, palielināt mērījumu kļūdas vai—extremai situācijā—izraisīt īsosavas. Ilgstoša izklājuma rezultātā paātrinās gan mekhānisko, gan elektronisko komponentu novecošanu, saīsinot iekārtu dzīveslaiku un kompromisējot uzticamību.
2.Mājsaimniecības Pasākumi Sekundāro Tehniku Aizsardzībai
2.1 Optimizēta GIS Struktūras Izstrāde
Materiālu Izvēle: Lietot SF₆ maisījumus ar augstāku dielektrisko stiprumu; izvēlēties zemu zaudējumu, augstu vedībspēju materiālus (piem., Cu/Al) aizsargāšanai; optimizēt šķidruma dārgmetālu garumu un kapacitāti, lai samazinātu VFTO amplitūdu.
Strukturālas Uzlabojumi: Gludināt lejuvadītāju un aizsargāšanas ģeometriju, lai samazinātu elektriskā lauka koncentrāciju; uzlabot izolatoru atbalsta dizainu, lai nodrošinātu vienmērīgu lauka sadalījumu; ieviest kontroliertu atslēgu darbības ātrumu un pievienot snubber shēmas, lai absorbu pagarinātos enerģiju.
Vibrāciju Kontrole: Instalēt hidrauliskus amortizētājus vai spraugas darbības mehānismos; izmantot gumijas dempfers starp GIS un pamatiem; uzlabot kontaktu virsmas precizitāti, lai minimizētu iedarbības spēkus.
2.2 Palielināta Aizsargāšana un Zemes Saderība
Aizsargāšana: Iekļaujiet jūtīgos sekundāros ierīces (piemēram, relejas, saskarsmes vienības) vēdotos korpuses (galvanizēta stāls/alumīnijs) ar uznestiem šūnām. Lietojiet aizsargātas vai divkārt aizsargātas kabeles ar pareizu beigu apstrādi; izmantojiet filtrētas savienojumu kontaktus un tīklu ekrānus ventilācijas atverām. Īsām kabēlēm (<10 m) lietojiet vienpunkta zemes saiti; garākiem posmiem pieņemiet vairākpunkta zemes saiti, lai samazinātu inducētos spriegumus.
Zemes saite: Uzturējiet zemes saites pretestību ≤4 Ω. Augstās pretestības dābē izmantojiet savstarpēji savienotus zemes saites tīklus ar vertikālajām stangām. Analītiskajiem shēmām lietojiet vienpunkta zemes saiti, bet digitālajiem/augstfrekvenčajiem sistēmām - vairākpunkta zemes saiti. Optimizējiet tīkla izkārtojumu (piemēram, taisnstūra tīkls ar krišanās elektrodu), lai nodrošinātu vienmērīgu strāvas izplatīšanos un zemas potenciāla grādientus.
2.3 Filtrēšanas un apgrūtināšanas tehnoloģijas
Filtrētāji: Instalējiet elektrības tīkla filtrētājus sekundāro ierīču ieceļos, lai bloķētu augstfrekvenču troksni. Piemērojiet digitālos signālu filtrēšanas algoritmus, lai uzlabotu datu integritāti komunikācijas kanālos.
Pārspūdes aizsardzība: Izvietojiet ZnO aizsargātājus tuvumā sekundārajām ierīcēm, lai ierobežotu VFTO un pārslēguma pārspūdes. Signālu un komunikācijas līnijās izmantojiet pārspūdes aizsardzības ierīces (SPD), lai novirzītu pagaidu enerģiju uz zemi, nodrošinot stabila vāju signālu pārraides.
2.4 Palielināta sekundāro ierīču uzticamība
Hardware aizsardzība: Palieliniet montāžas uzsprausmas biezumu, pievienojot papildu stiprinājumus. Atdaliet ierīces, izmantojot gumiņu montāžas elementus vai divstadijas vibrācijas izolātorys. Fiksējiet PCB ar biežākiem substrātiem, malas fiksāciju un dempfēru padus. Kritiskas sastāvdaļas (piemēram, IC, relejas) ievietojiet kapsulas vai elastīgos turētājos, lai novērstu saldināšanos. Izvairieties no ilgām, smalkām slodzēm, lai samazinātu trauksmes risku.
Programmatūras aizsardzība: Ievieojiet kontrolsummas un kļūdu korekcijas kodus (ECC), lai izsekotu un labotu datu bojājumus. Pievienojiet "NOP" (bezdarbības) instrukcijas firmvaretā, lai ļautu atjaunoties no EMI izraisītajiem programmas skoku, novēršotu slepkavu situācijas un palielinātu sistēmas izturību.
3. Secinājums
Plašs sapratnis par to, kā GIS atsekoņošanas operācijas ietekmē sekundārās ierīces, atklāj, ka visaptverošas mazināšanas stratēģijas ir būtiskas tīkla uzticamībai. Elektrotīklu projektēšanā, būvniecībā un darbībā starp GIS un sekundārām sistēmām jānodrošina elektromagnētiskā saderība (EMC). Strukturālo optimizāciju, drosmīgu aizsargāšanu un zemes saiti, pašreizējo filtrēšanu un hardware/programmatūras uzticamību integrējot, var efektīvi samazināt atsekoņošanas tranzientu, EMI un vibrāciju negatīvo ietekmi, nodrošinot drošāku, uzticamāku un izturīgāku enerģijas piegādi.
