Phân tích Tác động của Việc Điều khiển GIS đối với Thiết bị Thứ cấp

Tác động của các hoạt động ngắt kết nối GIS đối với thiết bị thứ cấp và các biện pháp khắc phục

1.Tác động của các hoạt động ngắt kết nối GIS đối với thiết bị thứ cấp
1.1 Tác động của điện áp quá cao tạm thời
Trong quá trình mở/đóng các bộ ngắt kết nối của Thiết bị cách điện khí (GIS), sự tái tạo và tắt liên tục của hồ quang giữa các tiếp điểm gây ra sự trao đổi năng lượng giữa cảm ứng và dung lượng của hệ thống, tạo ra điện áp quá cao trong quá trình chuyển mạch có mức độ từ 2-4 lần điện áp pha định mức và kéo dài từ vài chục micro giây đến vài mili giây. Khi vận hành các thanh cái ngắn—nơi tốc độ tiếp xúc của bộ ngắt chậm và không có khả năng dập hồ quang—hiện tượng đánh lửa trước và sau tạo ra Điện áp Quá Cao Rất Nhanh (VFTO).

VFTO lan truyền qua các dây dẫn và vỏ bọc bên trong GIS. Tại các điểm gián đoạn trở kháng (ví dụ: đầu cắm, biến áp đo lường, đầu cuối cáp), sóng đi phản xạ, khúc xạ và chồng chất, làm méo dạng sóng và tăng cường đỉnh VFTO. Với biên độ sóng dốc và thời gian tăng lên theo nanogiy, VFTO gây ra hiện tượng tăng đột ngột điện áp tại các đầu vào của thiết bị thứ cấp, gây nguy cơ hỏng hóc cho các thiết bị điện tử nhạy cảm. Điều này có thể khiến rơle bảo vệ hoạt động sai—gây ra việc cắt không cần thiết—và làm gián đoạn xử lý tín hiệu chính xác và truyền dữ liệu. Ngoài ra, nhiễu điện từ (EMI) do VFTO tạo ra làm suy giảm các mô-đun giao tiếp, tăng tỷ lệ lỗi bit hoặc mất dữ liệu, do đó làm suy yếu chức năng giám sát và điều khiển của trạm biến áp.

1.2 Sự tăng điện thế của vỏ bọc
Khi Trung Quốc mở rộng lưới điện siêu cao áp (UHV) và siêu cao áp (EHV), nhiễu điện từ từ các hoạt động của bộ ngắt kết nối GIS đã trở nên nghiêm trọng hơn. Cấu trúc đồng trục của GIS—bao gồm dây dẫn nhôm/đồng bên trong và vỏ bọc nhôm/thép bên ngoài—cho thấy khả năng truyền tải ở tần số cao xuất sắc. Do hiệu ứng da, dòng điện暂无更多内容，以上是完整的翻译结果。

Chắn chắn: Bọc các thiết bị phụ nhạy cảm (ví dụ: rơle, đơn vị truyền thông) trong vỏ dẫn điện (thép mạ kẽm/nhôm) với đường nối kín. Sử dụng cáp có lớp chắn hoặc hai lớp chắn với kết thúc đúng cách; áp dụng các đầu nối lọc và lưới màn trên các lỗ thông gió. Đối với cáp ngắn (<10 m), sử dụng tiếp đất một điểm; đối với các đoạn dài hơn, áp dụng tiếp đất nhiều điểm để giảm thiểu điện áp cảm ứng.

2.3 Công nghệ Lọc và Kìm chế

• Bộ lọc: Cài đặt bộ lọc đường dây điện tại đầu vào của thiết bị phụ  để chặn nhiễu tần số cao. Áp dụng thuật toán lọc tín hiệu số để tăng cường tính toàn vẹn dữ liệu trong các kênh truyền thông.

• Bảo vệ Chống Sét: Triển khai các arrester ZnO gần thiết bị phụ để kẹp VFTOs và xung chuyển mạch. Sử dụng thiết bị bảo vệ chống sét (SPDs)      trên các đường tín hiệu và truyền thông để chuyển hướng năng lượng tạm thời xuống đất, đảm bảo truyền tải ổn định tín hiệu yếu.

2.4 Tăng cường Độ cứng Thiết bị Phụ

• Bảo vệ Phần cứng: Gia cố các giá đỡ bằng thép dày hơn và thêm các thanh cứng. Cách ly thiết bị bằng các đế cao su hoặc bộ cách ly rung hai giai đoạn. Gắn các PCB bằng vật liệu nền dày hơn, cố định cạnh và miếng giảm chấn. Đổ đầy các thành phần quan trọng (ví dụ: ICs, rơle) trong chất bao phủ hoặc giá đỡ đàn hồi để ngăn ngừa sự lỏng lẻo. Tránh các đường nét dài và mỏng để giảm nguy cơ gãy.

• Bảo vệ Phần mềm: Triển khai tổng kiểm tra và mã sửa lỗi (ECC) để phát hiện/sửa lỗi hỏng dữ liệu. Chèn các lệnh “NOP” (không hoạt động)  trong firmware để cho phép phục hồi từ các lần nhảy chương trình do EMI gây ra, ngăn chặn tình trạng chết máy và tăng cường khả năng phục hồi của hệ thống.

3.Kết luận
Việc hiểu thấu đáo về cách hoạt động của công tắc GIS ảnh hưởng đến thiết bị phụ cho thấy rằng các chiến lược giảm thiểu toàn diện là cần thiết cho độ tin cậy của lưới điện. Trong quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống điện, phải ưu tiên khả năng tương thích điện từ (EMC) giữa GIS và hệ thống phụ. Bằng cách tích hợp tối ưu hóa cấu trúc, che chắn/điều chỉnh tiếp đất mạnh mẽ, lọc tiên tiến, và tăng cường phần cứng/phần mềm, những tác động tiêu cực của xung do công tắc gây ra, nhiễu điện từ và rung động có thể được giảm thiểu hiệu quả—đảm bảo việc cung cấp điện an toàn, đáng tin cậy và bền vững hơn.