Riċerka fuq l-Equpament ta' Trasferiment għal Tensjoni Ultra-Aħmar fil-Gass Insulat

Biex jirbu attivament ir-riżultati ta’ l-industrija tal-enerġija, il-kompanija tagħna intensifikat l-investigazzjoni dwar l-erori ta’ konstruzzjoni tal-građ f’reġjun partikulari u pprevedit appoġġ operattiv u manutenzjonali għal proġgetti ta’ trasferiment u transformaturi DC UHV fi reġjonijiet għall-għoli minn tramit tal-instalazzjoni u l-ottimizzazzjoni tas-silġijiet ta’ disinn tal-muturi UHV. Il-volūmu totali tal-art tal-post tal-konstruzzjoni huwa 2,541.22 m², b’volūmu net 2,539.22 m². Il-strati ġeoloġiċi tal-post tal-konstruzzjoni, elenkat mill-ġoljad isfel, ikkonsistu ta’ art tal-aħwa, aħwa, paleosol, u lim siltju – erba strati ta’ art tal-bażi. Il-ġeoloġija hija komplika u segwita effetti għoljien ongħin, li jistgħu bil-eżil facilment jiġu sors ta’ fallimenti tal-linja tal-trasferiment.

Fl-kontest dan, il-kompanija tagħna rreġglet il-kalkulji tal-proġett u determinat li l-koefiċjent tal-bini tal-proġett huwa 61.48%, u l-profondità tal-tavola tal-ġrundwatar tvarja minn 8.8 għal 8.9 m, li jippermetti korrozjoni qisien fil-konstruzzjonijiet tal-konkrit tal-proġett. Il-kompanija tagħna se tkun primarjament mogħdija fuq proġett ta’ trasferiment u transformaturi 110 kV, u l-skala tal-konstruzzjoni hija indikata ftit Tavola 1.

Tavola 1: Skala tal-Konstruzzjoni tal-Proġett ta’ Trasferiment Gas-Insulated UHV

Filgħal dik, l-ġimgħa tagħna għandha wkoll timmaqsam akkju magħqud tal-konsiderazzjoni dwar l-ambit tal-pressjoni li jistqabbil il-muturi transmissjonijiet gas-insulati UHV u t-talbija tas-sodisfaċenz ta’ post insulators u basin-type insulators biex tassigura l-operazzjoni stabil mill-lung tgħall.

1. Svilupp tal-Model ta’ Reżistanza tal-Kontatt
Minħabba li l-kurrent eccessiv permezz tal-kundutturi kurrenti huwa soġġett li jiġi skurdat waqt it-tifla tal-proġett, huwa neċessarji li jittieħed l-prekaZZjoni kontra l-formazzjoni ta’ punti kurrenti. Dan jista’ jiġi raggiunt mill-aċċessjar l-komprensizzjoni tal-area ta’ punti u l-afferruzzament tal-beżin ta’ kurrenti [1]. Fl-aċċessjar l-osservazzjoni lokali biex tkun fikkin ta’ modifikazzjonijiet fil-linja tal-kurrenti ħawila, id-distribuzzjoni ta’ s-superficie tal-art, il-kurrenti tal-grounding, is-sors tal-enerġija, u l-punti tan-negozju b’mod mikroskopiku, jista’ jiġi analizzat l-baŻ ta’ problemi mhux ugwal li jiġu skurdat fuq is-superficie ta’ kontatt, kif turi l-Figura 1.

Mill-istabliment ta’ model ta’ kontatt, din il-karta, fl-integrazzjoni tal-applikazzjoni tal-muturi transmissjonijiet gas-insulati UHV, tdefinixxi r-reżistanza reali ta’ punt singoljar ta’ kontatt bħala:
Re = (ρ₁ + ρ₂) / 4α,
fejn: Re t rappreżenta r-reżistanza tal-afferruzzament ta’ punt singoljar ta’ kontatt; ρ₁ u ρ₂ huma r-resistività ta’ materjal tal-kontatt; u α tindika r-radju ta’ punt ta’ kontatt.

Fl-għal, l-amplitudine ta’ reżistanza ta’ kontatt tista’ tiġi analizzata b’mod preċiż permezz metodu ta’ korezzjoni bsad il-profili tal-kontatt ta’ dita. L-iktar, permezz esaminar parametri tal-materjal tal-muturi transmissjonijiet insulati fil-zona ta’ kontatt, ikun possibli li jiddeċiedi l-lien minn materjal għandu jiġi użat, kif turi l-Tavola 2.

Il-pressjoni tal-ħaddiem għas-silġ tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità hija 1,000 kV, b'pressjoni massima tal-ħaddiem ta' 1,683 kV, li tgħallim il-sigurtà tal-trasferiment tal-enerġija. Il-kapaċita tal-trasferiment tista' tagħmil 2.4 sa 5 darbiet tal-500 kV EHV trasferiment. Jiġi użat il-gass pur SF₆ bħal medium insulat, b'pressjoni tal-ħaddiem ta' 0.3–0.4 MPa. Ma' l-GIL (Gas-Insulated Line) tal-ħolqa tat-tieni, jiġi użat miżġug ta' 20% SF₆ u 80% N₂ bl-aqważjoni tal-volum bħal medium insulat, b'pressjoni tal-ħaddiem ta' 0.7–0.8 MPa. Alternattivament, jiġi użat l-aria magħmula ħalqa u ċara bħal medium, b'pressjoni tal-ħaddiem ta' 1–1.5 MPa. Għalhekk, il-għażla tal-gass insulat għandha tkun determinata skond is-sitwazzjonijiet lokali biex tiżgura l-operazzjoni stabili tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità fl-proġett. Tista' jkun apposta zidut ukoll il-pressjoni tal-gass operattiv, u s-sistemi ta' installazzjoni f'is-silġ jistgħu jiġu adottati biex jiżguraw li l-materjal hu adekwat għan-nivell tal-pressjoni ta' ultra-alta spajjalità attwal.

Il-personal għandu wkoll josserva daqs strett il-status ta' konnessjoni tal-mixxi prinċipali fis-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità biex jaqbeż il-kapaċita tal-ħaddiem. Il-rapport tal-slenderness tal-membri strutturali prinċipali għandhom wkoll jiġu kalkulati:
λ₀ = kL₀ / r,
fejn: λ₀ tiddeskrivi l-rapport tal-slenderness tal-membru prinċipali mkonektat; k hu l-koefiċjent tal-korrezjoni; L₀ hu l-lunghezza tal-membru prinċipali tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità; u r hu r-radius tal-inerċja tal-membru prinċipali.

2.Miżuri ta' Aplikazzjoni għas-Silġ tal-Trasferiment Insulat b'Gass ta' Ultra-Alta Spajjalità

2.1 Verifikazzjoni tal-Pressjoni tas-Silġ Bus u tal-Konduċturi
Fil-perjodu ta' applikazzjoni tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità, għandha wkoll tkun considerata l-kondizzjoni tal-pressjoni tas-silġ bus tip-pipa. Il-pressjoni interna hi 0.6 MPa, u l-altitudni tal-ċentru tas-silġ bus hi 7.7 m. Fl-sistema eżistenti tal-trasferiment barra, il-span massimu bejn żewġ sostegni hu 12 m. Il-forza esterna li taffettwa l-konduċtur hu wkoll 0.6 MPa, u l-pressjoni permezzabile għal id-dwejjaq ta' dawn iż-żewġ komponenti hi 110 MPa. Inkella, is-sistema tal-trasferiment tista' tiktebba skond is-sostegni tal-isulatur trijonti u l-konduċturi.

Prima, id-daimetar estern tas-silġ bus hu 500 mm, u d-daimetar estern tal-konduċtur hu 160 mm. Jekk hemm pressjoni interna, għandha tkun maġrufa l-ebda varjazzjoni fid-daimetar estern, u l-spessur tal-paroċċa għandu jzid proporzionalment—mid-5 mm sa 20 mm. Skond il-kurva tal-varjazzjoni tal-spessur tal-pressjoni prinċipali, l-pressjoni inizjali tas-silġ bus saret 18.45 MPa, li t rappreżenta 16.71% tal-pressjoni permezzabile tal-material; l-pressjoni inizjali tal-konduċtur saret 3.45 MPa, li t rappreżenta 3.71% tal-pressjoni permezzabile tiegħu. Dan jindika li, meta l-daimetar estern qiegħed mhux minn varjazzjoni, is-spessur tal-paroċċa jaffetta mill-qabel l-resspons tal-pressjoni, partikularment influenzand il-pressjoni prinċipali ta' l-ewwel. Il-pressjoni interna tibdel il-valuri tal-pressjoni tas-struttura tal-pipa—speċjalment għal pipi bil-paroċċa żgħira—u metodi ta' valutazzjoni GIL jistgħu jiġu użati biex jiġi verifikat jekk il-pressjoni taffettwa l-bus u l-konduċtur.

Tannithom, l-pipi tal-ħaddiem fis-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità—kif l-pipi tal-ħaddiem u l-risers ta' alta spajjalità—jiġu affettati lill-prestazzjoni operattiva. Analisi tal-pressjoni tas-strutturi tal-pipi tal-ħaddiem bil-paroċċa żgħira għandha tkun miftuħa skond il-formola li għandha tkun użata biex tikalkula l-pressjoni normali taċ-ċirkuferenza σₜ fuq is-sezzjoni transverżali tal-pipa:
σₜ = ρD / (2δ),
fejn: ρ hu l-pressjoni interna tal-pipa; D hu d-daimetar intern tal-pipa; u δ hu spessur tal-paroċċa tal-pipa. Sakemm tinbidel in-nivell tal-spajjalità, l-bushing ta' daimetar akbar huma preferiti għan-nivegli ta' spajjalità aqra, mentri l-bushing ta' daimetar ixxeq sufficju għan-nivegli ta' spajjalità infsiġġa.

2.2 Klarifikazzjoni tal-Karatteristiċi tal-Kuntatt Elettriku tal-Gass
Għas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità, il-gass primarji użati inkluudu l-SF₆, mixtures ta' nitrogen-oxygen, u N₂. Ir-riċerka dwar dawn il-gass għandha tkun intensifikata biex nifhmu l-differenzi tal-karatteristiċi tal-kuntatt elettriku tagħhom. Għal l-kuntatti tal-fingers ta' strap, l-SF₆ jista' jiġi użat bħal medium insulat biex jgħaqqad l-proprijetajiet sovrastabbil ta' spezzjar l-ark u l-insulazzjoni. Il-resistenza totali tal-kuntatt (Rₜ) tuża biex tiddeskrivi l-behaviour elettriku tas-strutturi tal-karigg:
Rₜ = Rₚ + R꜀₁ + R꜀₂,
fejn: Rₚ hu r-resistenza bulk; R꜀₁ hu r-resistenza tal-kuntatt tal-elettroda superjuri; u R꜀₂ hu r-resistenza tal-kuntatt tal-elettroda inferjuri. Minn dan, jingħaqad illi l-forza dieletriċa tal-SF₆ dependi mill-pressjoni tal-gass—l-iogħġor il-pressjoni, l-aqra l-forza dieletriċa.

2.3 Ottimizzazzjoni tal-Disinn tal-Fossa tal-Kamp Elettriku
F'dan il-proġett, il-kamp elettriku intern hu żghir mhux uniformi, b'koefiċjent mhux uniformi ta' 1.7. Jekk ikunu kondizzjonijiet ta' resistenza tal-impuls tal-barra tal-fulmin fl-area, dawn se jżidu l-pressjoni fuq il-linji tal-trasferiment, b'koefiċjent tal-impuls ta' 1.25. Prima, skond il-kondizzjonijiet tal-impuls tal-barra tal-fulmin u tal-freqwenza tal-enerġija fil-regioni, il-valur tal-peak għandu jkun mikkonfermat f'dawn ir-range ta' 1.6–1.7 biex jiżguraw l-operazzjoni smudja tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità.

B'konoscenza tal-struttura silindrika koassjali, l-intensità tal-kamp elettriku E(x) fil-regioni tista' tkun kalkulata biex tidentifikaw is-skenariji li għandhom jiġu ottimizzati:
E(x) = U / [x · ln(R/r)],
fejn: x hu t-tfittex bejn il-konduċtur u l-inkapsulazzjoni; U hu l-volttagġ applicat għal l-elettroda; R hu r-radju intern tal-inkapsulazzjoni; u r hu r-radju estern tal-konduċtur centrali. Dan jagħmel possibli l-assess tal-problemi potenzjali ta' daniżġ tal-suċċuss tal-konduċtur centrali taħt l-forza elettriku maxima. Il-sigurtà tal-kamp elettriku għandha tkun kontroljata, u l-prestazzjoni mekanika għandha tkun mgħoddija.

Fil-settjar tal-infrastruttura tal-kamp elettriku, l-kaapaċita tal-ħaddiem reale tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità għandha tkun verifikata fl-livell tal-base, u l-kalkoli tal-pressjoni jkollhom jkun jkumpletati:
P = A × F,
fejn: P hu l-kaapaċita tal-ħaddiem tal-materjal; A hu l-area tal-sezzjoni tal-trasmettitur; u F hu l-forza tal-materjal. Inkella, jekk il-base tkun mistennija mill-argilla limosa, il-subbase għandha tkun miktappata qabel li prosegwi l-installazzjoni tal-linji tal-ħaddiem.

Skont il-disinn ottimizzat li jkonsidera l-istruttura tal-prodott u l-kapaċita manifatturiera, l-insulazzjoni aqra tista' tkun assicurata taħt il-kondizzjonijiet tal-impuls tal-barra tal-fulmin. Tannithom, jekk il-kamra tal-gass tkun twila, l-installazzjoni tas-silġ tal-trasferiment insulat b'gass ta' ultra-alta spajjalità tista' tkun sfida. Fi kazijiet kimi, il-pressjoni tal-gass operattiva lokali tista' tkun settjata f'0.4–0.5 MPa skond il-disinn tal-kamp, allowand lil-partikli konduċtivi joperaw normalment taħt l-influens tal-kamp elettriku mingħajr ma jagħmlu diskaż parzjali jew kamp elettriku tal-gass.

Infine, basandu sulli kondizzjonij speċifiċi tal-maġżinatura gassija UHV, id-diameter estern tal-asta konduttrici għandu jiġi disinnjat bħal 130 mm, u l-diameter intern tas-silġ għandu jiġi disinnjat bħal 480 mm. Hafna attenzjoni għandha tippaġa wkoll lil sezzjoni tal-konnessjoni: l-spessur tal-parit għandu jkun settjat bħal 30–40 mm, u l-foss għandu jkun <1 mm. Jekk ir-radius estern tal-kamjar fil-zona tal-konnessjoni għandu jiġi settjat bħal 5 mm, il-varjazzjoni fil-forza tal-kamp elektromagnetiku tista' tiġi maqsuma mill-ġdid—il-forza tal-kamp elektromagnetiku ikbar fuq il-kamjar korrispondi mal-radius ikbar, samment li l-forza tal-kamp elektromagnetiku inqas korrispondi mal-radius iqsar. Għalhekk, taħt il-presuppost ta' kontrollo tal-koncentrazzjoni lokali tal-kamp elektromagnetiku, għandu jiġi prevenut il-forza tal-kamp elektromagnetiku eċċessiva fil-foss, bl-għadi ġejja tal-disinn preliminari tal-konnessjoni elektrika għal maġżinaturi gassija UHV, u satiśfażzjoni tal-rekwiżiti distributtivi tal-senjali tal-kamp elektromagnetiku.

2.4 Disinn Insulatur Razjonali
Skont li l-insulaturi fil-maġżinaturi gassija UHV joperaw fuq il-grund, il-volttagġ ta' flashover tagħhom huwa inqas minn volttagġ tal-breakdown tal-foss, li jagħmelhom punti fiċi fil-isolazzjoni elektrika. Għalhekk, għandu tkun intensifikata l-attenzjoni għall-konsiderazzjonij tal-foss, u għandu tużaw l-forza tal-kamp elektromagnetiku taħt il-kondizzjonij tal-impulsu tal-lanġas, biex jiġi disinnjat l-komponenti insulanti fl-mod ċorrett.

2.4.1 Kontroll Migborr tal-Forza tal-Kamp tal-Insulatur
Basandu sulli kondizzjonij tal-proġett, il-kumpanija tagħna studjat il-fenomenij tal-flashover fuq is-silġ tal-insulatur, inkluż l-effetti tal-materiali, strutturi, u karriġa tal-każ insulatur. Il-kontaminazzjoni tal-partikli metalika għandha tkun evitata. Struttura razjonali għal maġżinaturi gassija UHV hija assiċurata permezz tal-kombinazzjoni tal-gass SF₆, materiali insulanti, u komponenti imbutta. B'mod ta' referenza għall-esperjenza passata tad-disinn tal-insulatur, il-forza tal-kamp elektromagnetiku waqt l-operazzjoni tista' tikun limitata għal nisf tal-kamp elektromagnetiku normali tal-foss tal-operazzjoni. Għal l-equipment insulati bil-SF₆ puru, il-pressjoni tal-gass operattiva tista' tkun mantenha bħal 0.4–0.5 MPa.

Il-forza vertikali tal-kamp elektromagnetiku (Eₛ) tista' tkun kalkulata permezz:
Eₛ = 45.5p + 1.7,
fejn p huwa l-pressjoni tal-gass. Għalhekk, skont l-talba tal-resistenza tal-volttagġ tal-equipment, il-forza tal-kamp elektromagnetiku disinnjata tas-silġ tal-asta konduttrici centrale tista' tkun kontrolata bħala 19.9–24.5 kV/mm, samment li l-forza tal-kamp elektromagnetiku tas-silġ tal-insulatur mhuwiex tinkunu tixtri 10 kV/mm. L-assigurazzjoni tal-insulaturi imbutta fil-kamp elektromagnetiku tpreveni l-aumenti abrupta tal-kamp elektromagnetiku taħt l-influwenza tal-UHV, tirmixxi r-riskju tal-falliment tal-isolazzjoni, u tibdat l-applikazzjoni ta' logħob tal-maġżinaturi gassija UHV tal-proġett.

2.4.2 Disinn Optimizat tal-Insulatur tal-Tip Basin
Għall-terren kompleks tal-proġett u l-bisogna ta' simulazzjoni tal-kamp elektromagnetiku, il-disinn tal-insulatur tal-tip basin għandu jiġi aċċesswat—speċifikament permezz tal-ommissjoni tal-elettrodi tal-skerm. Din l-istruttura tpermetti l-osservazzjoni tal-intensità tal-kamp elektromagnetiku qrib is-silġ tal-asta konduttrici alta tal-insulatur. Jekk il-forza tal-kamp elektromagnetiku hi għoli, il-valur massimu fuq is-silġ konvessa huwa 12.7 kV/mm u 13 kV/mm fuq is-silġ konkava; il-passejġ mill-kaxxi indika l-operazzjoni anormali. Meta l-intensità tal-kamp elektromagnetiku qrib l-insulatur hi għoli, il-volttagġ massimu tal-operazzjoni tal-frequenza tal-kurrent dawk għandu jiġi mantanġh ta' xita minn 3.4 kV/mm. L-instalazzjoni tal-elettrodi tal-skerm fuq l-insulaturi tal-tip basin taddiżjina u simula l-kamp elektromagnetiku.

Skont it-talbien preċedenti tal-konnessjoni elektrika, il-dimensjoni tal-elettrodi tal-skerm għandha tkun kontroljata b'akkurazzjoni, u l-konnessjoni tal-insertion elektrika għandha tkun posizjonata fuq il-kamjar tal-insulatur tal-tip basin biex timqassmil effettivament l-impaġġ tal-elettrodi, bl-għadi ġejja tal-miglioramenti tal-distribuzzjoni tal-kamp elektromagnetiku tal-maġżinaturi gassija UHV.

3. Konklussjoni
Biex nsatiżifaj il-rekwiżiti tal-iżvilupp komprensiv tal-kumpaniji tal-elettricità, il-kumpanija tagħna għandha tafforta aktar fit-talbien tal-ricerka dwar l-equipment tal-maġżinaturi gassija UHV. Basandu sulli kondizzjonij speċifiċi tal-operazzjoni, il-problemi għandhum jiġu analizzati u solvuti permezz tal-modi kif l-istabliment ta' modell tal-resistanza tal-kontatt, verifikazzjoni tal-stress tal-bus duct u tal-asta konduttrici, l-ispjegazzjoni tal-karatteristiċi tal-kontatt elektromagnetiku tal-gass, l-ottimizzazzjoni tal-disinn tal-foss tal-kamp elektromagnetiku, u l-disinn razjonali tal-insulaturi—bl-għadi ġejja tal-prolungament tal-ħin ta' servizz tal-equipment.