Lêgerîna Serbestyên Superîn Bistûrî yên Destpêkirîn Daştên Gazda

Bijîhka dergeha elektirînê de rêbendan, kompaneya me hatiye pêşkeftin ku bi serperestiya hêsan re têne xoyeşên binçkirina şebîka berdewam kirin û destûrê operasyon û nermankirina projeyên pergalî yên deng dar zeviyên bilind bibin. Li vir di navbera 2,541.22 m² de çarxa biniyê ye, ji ber vê yekê netîna li vir 2,539.22 m² ye. Li navbera tiştên geolojî yên li vir di navbera çarxê de, ji ber bi baha lêkolîn, dibitên derya, dibitên paleosol û dibitên siltî leman- birra çar dibe. Geolojîya wê wekî piştgirî ye û ji ber efeqtê bilind ê dirêj gotin, li vir dikarin bigere ku veqetandina şebîka têne rast bike.

Li vir di bavê de, kompaneya me hesabkirina projeyê têne kirin û dîsa ku kofîsyana biniyê ya projeyê 61.48% ye, û derîna tabîya derya li navbera 8.8 û 8.9 m ye, ku li vir dikarin bigere ku tenê kirina betonî yên li projeyê bêtir bike. Kompaneya me li vir di projeyê de li gorî projeyê ya 110 kV têne biceribin, û pêrgalê çarxê li Cih 1 têne nîşan kirin.

Cih 1: Pêrgalê çarxê ya Projeyê ya Berdewamî yên Perzimanî

Bisa bîrî vê, kompaneya me ya hewce dike da li ser berdewamên destpêkê yên cihazên pêvekirina jîn-gazî yên UHV (Ultra High Voltage) bi şeftiya çêbikin û pençberên posta û basin-type pêvekirin bikin da ku amada dîroka werzerokê yên transformera îmîne bibin.

1. Çêkirina Modela Pirzandina Temasa
Çûnki piştgiriya cûrê biguherînin di navcheyên cûrê de giran derbas bike, ê hewce ye ku formasyonê ya spota cûrêyê tevger bike. Ev dike ku têgiliyê ya herêmê spota bêrê bibin û xasîna rastêna cûrê [1] anîn bikin. Bisa bîrî vê, demê ku şopandinên weha tevger bike da ku guhertoyên rêzikên cûrê, dagilayên saze, cûrêya dagilayê, çavkan, û pikên wirless derbarê bibin, lê zêdeyên mikroskopîk a pirzandina temasa bibin, wê ji bo girtina yekbûyî yên nederbar ên di herêmê temasa de, wê ji Figure 1 de dikare were bibin.

Di navbera çêkirina modelê ya temasa, wan papêr, di navcheyên bikaranîna cihazên pêvekirina jîn-gazî yên UHV de, rezyança destpêka yek temasa taybetandîn dibînin:
Re = (ρ₁ + ρ₂) / 4α,
yê ku: Re rezyança destpêka yek temasa nîşan dide; ρ₁ û ρ₂ rezyança materialên temasa ne; û α radîyusê ya herêmê temasa e.

Bisa bîrî vê, mezaza pirzandina temasa bi rêzikên gorî konturê ya contact fingers tevger bike da ku têgiliyê bikin. Di navbera vê, demê ku parametrên materialên cihazên pêvekirina jîn-gazî yên UHV di herêmê temasa de bibin, ê hewce ye ku materialê ku hewce ye ku bikar bibe, wê ji Table 2 de dikare were bibin.

Piştgazî pêşkeftina cihêzên şevkirinê ya UHV 1,000 kV e, bi gerayê ya herêmkerdışê 1,683 kV, ku bizda xweşkirdina parastina werza. Pêwistina şevkirina we di dawiyek da jêrhatiye 2.4 der 5 ji 500 kV EHV. Gaz SF₆ saf be bikar îndir li ser amedeya parastina, bi presiya çakiriya 0.3–0.4 MPa. Bi GIL (Gas-Insulated Line) ya duyemîn cîla, amedeya parastina we ye ku 20% SF₆ û 80% N₂ bi vêjîna hejmaran bikar îndir, bi presiya çakiriya 0.7–0.8 MPa. Yane hewlêk bûyê tirk û saz bi kar îndir bi presiya çakiriya 1–1.5 MPa. Demê, amedeya parastina gaz bi rêjiya şertên li ser amûr hatine nîşan dan da ku amada pêşkeftina cihêzên şevkirinê ya UHV di projeyê de bêgara xweşkirdin. Presiya çakiriya gasê dikarin da yekî watek bike, û metoda destnîşan bikar îndir da ku amada cihêz ên bêgara radya heyvî ya UHV.

Personel din dikarin da riha tevlîna malên sereka cihêzên şevkirinê ya UHV bêgara xweşkirdin da ku guhertina wan biguherînin. Herêmkerdışa zafîya malên sereka malê dikarin da hesab bike:
λ₀ = kL₀ / r,
li vir: λ₀ herêmkerdışa zafîya malê ya sereka; k hejmarên gurezan; L₀ dilkiya malê ya sereka cihêzên şevkirinê ya UHV; û r radiusa gurcandina malê ya sereka.

2.Pêşdestkirinên Bikaranîna Cihêzên Şevkirinê ya Gas-Insulated UHV

2.1 Têketina Stresê ya Bus Duct û Konduktor
Di dema bikaranîna cihêzên şevkirinê ya UHV de, stresê ya bus duct ya tipî dikarin da bêtir bike. Presiya navendî 0.6 MPa, û balaca navendî ya bus duct 7.7 m. Di sistemê ya şevkirinê ya derbarî de, girêja herêmî yên du destpêkan 12 m. Hêza navendî ya konduktor da yekî 0.6 MPa, û stresê ya destûrê ji bo her du komponent 110 MPa. Ji bilindayî, sistemê ya şevkirinê bi insulatordan û konduktorên sey cihan destnîşan e.

Yekî, diametra derbarî ya bus duct 500 mm, û diametra derbarî ya konduktor 160 mm. Heke presiya navendî hêbê, diametra derbarî digerîne ne, û berî çendiyêka divê zêde bike—ji 5 mm der 20 mm. Li vir rêzikê ya stres-stresê ya pirî, stresê ya serdemê ya bus duct 18.45 MPa, ku 16.71% ya stresê ya destûrê ya malê; stresê ya serdemê ya konduktor 3.45 MPa, ku 3.71% ya stresê ya destûrê ya malê. Ev nîşan dide ku, heke diametra derbarî digerîne, berî çendiyêka zêdekirina stresê ya presiya navendî biguherîne, bi tenê ku stresê ya pirî ya pipe biguherîne. Presiya navendî stresê ya strukturê ya pipe biguherîne—vegerî li ser pipeên bi berî çendiyêka zêde—û metoda evalûasyonê ya GIL bikar îndir da bêtir bike an presiya bus duct û konduktorê biguherîne.

Du, pipeên bi presiya navendî di cihêzên şevkirinê ya UHV de—wisa pipeên bi presiya navendî û riserên heyvî—operasyona performansê biguherîne. Analîzê ya stresê ya strukturê ya pipeên bi berî çendiyêka zêde bi rêzikê ya jêrhatî da hesab bike da stresê normala sînorî σₜ li ser sînorî longitudinala pipe hesab bike:
σₜ = ρD / (2δ),
li vir: ρ presiya navendî ya pipe; D diametra navendî ya pipe; û δ berî çendiyêka pipe. Heke radya heyvî biguherîne, bushingên bi diametra mezin ji bo radyên heyvî yên mezin destûr in, û bushingên bi diametra bicik ji bo radyên heyvî yên bicik destûr in.

2.2 Têketina Xasaya Elektrîkî ya Gaz
Di cihêzên şevkirinê ya UHV de, gazên sereka bikar îndir SF₆, kefînê û oksîjen, û N₂. Bîrkariyên li ser ev gazên dikarin da zêde bike da fersên wan di xasaya elektrîkî de bêtir bike. Ji bo fingerên contactî, SF₆ bikar îndir da malê parastina bikar îndir da ku xasaya şîmendî û parastina weşanî ya we bikar îndir. Rezîstansa contactî total (Rₜ) bikar îndir da xasaya elektrîkî ya strukturên carrierî describe bike:
Rₜ = Rₚ + R꜀₁ + R꜀₂,
li vir: Rₚ rezîstansa bulk; R꜀₁ rezîstansa contactî ya elektroda sereke; û R꜀₂ rezîstansa contactî ya elektroda derbarî. Ev nîşan dide ku dielektrik stresê ya SF₆ bi presiya gasê biguherîne—the higher the pressure, the greater the dielectric strength.

2.3 Zêdekirina Designê ya Gapê ya Electric Field
Di projeyê de, electric field internal yekî ne-uniform e, bi coefficient of non-uniformity 1.7. Heke şertên lightning impulse withstand voltage li ser amûr, wan stresê ya şevkirinê biguherîne, bi impulse coefficient 1.25. Yekî, li vir şertên power frequency û lightning impulse withstand voltage li ser amûr, peak value di navcheyê 1.6–1.7 de bêtir bike da operasyona bêgara cihêzên şevkirinê ya UHV bêtir bike.

Têketina strukturê ya coaxial cylindrical, electric field strength E(x) di navcheyê de hesab bike da scenarios ên ji bo zêdekirina bêtir bike:
E(x) = U / [x · ln(R/r)],
li vir: x distance between the conductor and the enclosure; U voltage applied to the electrode; R inner radius of the enclosure; û r outer radius of the central conductor. Ev dikare da assessment bike an surface of the central conductor might be damaged under maximum field strength. Electric field safety must be controlled, and mechanical performance enhanced.

Di dema setupê ya electric field infrastructure, load-bearing capacity of UHV gas-insulated transmission equipment at the foundation level should be verified, and stress calculations completed:
P = A × F,
li vir: P load-bearing capacity of the equipment; A cross-sectional area of the transmission tower; û F material strength. Additionally, if the foundation consists of silty clay, the subgrade must be compacted before overhead line installation proceeds.

Through optimized design considering product structure and manufacturing capabilities, high insulation performance under lightning impulse conditions can be ensured. Second, if the gas compartment is long, installation of UHV gas-insulated transmission equipment becomes challenging. In such cases, the local operating gas pressure can be set to 0.4–0.5 MPa through field strength design, allowing conductive particles to operate normally under electric field influence without inducing partial discharge or gas gap breakdown.

Di dawî, li gorî çendîyetên taybet ên amûrên UHV yên bi gaz-îzolekirî, qursê derveyî çubeya derbasdar divê wekî 130 mm were avakirin, û qursê navendî ya pêşkêşkariyê wekî 480 mm were avakirin. Divê di beşa pluga de jî girîngî werdegire: şilbonya dîwarê divê di navbera 30–40 mm de were saz kirin, û riya vala divê <1 mm be. Heke radiusê chamferê derveyî beşa plugeyê wekî 5 mm were saz kirin, guherîna şiddeta zeviya elektrîkî dikare baştir were zanîn—şiddeta zeviyê ya bilind di nêzî chamferê de bi radiusê mezin re têkildar e, di heman demê de şiddeta zeviyê ya kêm bi radiusê biçûk re têkildar e. Di bin premîsa kontrolkirina konsemyona zeviya herêmî de, divê şiddeta zeviya zêde di riya vala de were rojanbar kirin, ku dadestxistina avakirina peyveka elektrîkî ya pêşeng ji bo amûrên UHV yên bi gaz-îzolekirî û ragihandina pêwîstiyên rakirina sînyala zeviya elektrîkî destnîşan dike.

2.4 Avakirina Îzolatöra Mantiqî
Li ber ku îzolatör di amûrên UHV yên bi gaz-îzolekirî de li ser erdî diavêjin, voltaja flashover wê ji voltaja gap breakdown kêmtir e, ku wê xirabtirîn punkt di izolasyona elektrîkî de dike. Ji ber vê yekê, divê di derheqê gap de bawerî zêdetir were girtin, û şiddeta zeviyê di bin şertên şokê yên ronahiyê de divê were zanîn da ku komponentên izolekirî bi rastî were avakirin.

2.4.1 Kontrolkirina Zêdetir a Şiddeta Zeviya Îzolatör
Li gorî şertên avakirina projeyê, kompaniya me fenomena flashover li ser rûyê îzolatör û bandorên malzemeyê, strukturê û barqika rûyê îzolatör lêkolî kir. Divê nehêşkirina toza metalî jî were dûrxistin. Strukturek mantiqî ji bo amûrên UHV yên bi gaz-îzolekirî bi hevhatina gazê SF₆, malzeme yên îzolekirî û komponentên veşartî tê astengkirin. Bi bingeh hadan agahdariya berê ya avakirina îzolatör, şiddeta zeviyê di dema karbidestiyan de dikare were kontrolkirin heta nîvî gapê ya elektrîkî ya cihê dekar. Ji bo amûrên bi tenê bi SF₆-îzolekirî, gazê karbidestiyê dikare di navbera 0.4–0.5 MPa de were parastin.

Şiddeta zeviya vertîkal (Eₛ) dikare bi bikaranîna:
Eₛ = 45.5p + 1.7,
tehesîb were kirin, ku p presîyonê gazê ye. Ji ber vê yekê, li gorî voltaja amûrê ya digire, şiddeta zeviya avakirinê li ser rûyê çubeya navendî dikare di navbera 19.9–24.5 kV/mm de were kontrolkirin, di heman demê de şiddeta zeviya rûyê îzolatör nemboşe zêdetir ji 10 kV/mm be. Astengkirina îzolatörên di nav zeviya elektrîkî de ji zêdebûna herikîna zeviyê di bin bandora UHV de dixwe, kêmbûna xetlê şikandinê ya îzolasyonê vedihewîne û sepandina dirêj-salane ya amûrên veguheztina UHV yên bi gaz-îzolekirî di projeyê de destnîşan dike.

2.4.2 Avakirina Optimizekirî ya Îzolatôra Qab
Bi pêşniyarê ji bo arîşteya kompleks a projeyê û hewcedariya simulekirina zeviya elektrîkî, avakirina îzolatôra qab divê were fortekirin—bi taybetî bi rakirina elektroda perdekan. Ev strukturîşkarek diyar bike ku dikare şiddeta zeviya elektrîkî di nêzikayî aliyê çubeya zêdebahçeya îzolatör de bibîne. Heke şiddeta zeviyê bilind be, nirxa herî zêde li ser rûyê konveks 12.7 kV/mm û 13 kV/mm li ser rûyê konkav hatî dîtin; derbasbûna van sifirê nîşan dide ku karbidestî ne normal e. Gava ku şiddeta zeviya elektrîkî di nêzikayî îzolatörê de bilind e, voltaja herî zêde ya frekansê ya karbidestiyê divê di bin 3.4 kV/mm de were parastin. Sahibbûna elektroda perdekan li ser îzolatorên qab optîmîzkirin û simulekirina zêdetir a zeviya elektrîkî vedihewîne.

Piştî metoda berê ya peyveka elektrîkî, mezinahiya elektroda perdekê divê bi baldarî were kontrolkirin, û konektorê elektrîkî ya plug-in divê li chamfera îzolatôra qab were saz kirin da ku efeka perdekirina elektroda xwe nîşan bide, ku bi vî awayî rakirina zeviya elektrîkî ya amûrên veguheztina UHV yên bi gaz-îzolekirî baştir dike.

3. Encam
Da ku pêwîstiyên pêşketina giştî yên karsaziya hêzê bicîh bibin, kompaniya me divê lêkolîn li ser amûrên veguheztina UHV yên bi gaz-îzolekirî zêdetir bike. Li gorî şertên taybet ên karbidestiyê, pirsgirêk divê were analîz kirin û çareser kirin bi rêngînên wekî ava kirina modela rezîstansa tevdigihê, rastkirina tensîyonê ya kanala bus û çubeya derbasdar, ronkirina taybetmendiyên tevdigihê ya gazê, optîmîzkirina avakirina gapê ya zeviya elektrîkî, û avakirina îzolatoran bi awayekî mantiqî—ji ber vê yekê jiyana karbidestiyê ya amûrê were dirêjkirin.