Uchunguzi kuhusu Vifaa vya Kutuma Kila Mwanga Kilichoingizwa na Gazi

Kwa kutoa majibu ya kutosha kwa maagizo ya maendeleo ya sekta ya umeme, shirika yetu limeongeza utafiti wake kuhusu matatizo ya ujenzi wa mtandao katika eneo fulani na kutoa msaada wa usimamizi na huduma za ubora kwa mipango ya kutumia na kubadilisha DC UHV katika maeneo yenye magari makubwa kwa kuanzisha na kuboresha masuala ya uanachama wa mipango ya vifaa vya kutumia UHV. Mitaarifa ya ardhi ya mahali pa ujenzi ni 2,541.22 m², na mitaarifa sauti ya ardhi ni 2,539.22 m². Kiini cha ardhi kwenye mahali pa ujenzi, kufupi kutoka juu hata chini, linajumuisha kiini cha mchanga aina ya loess, mchanga, paleosol, na silt clay—maelezo manne ya kiini cha msingi. Kiini cha ardhi ni kibonye na limetathmini muda mrefu wa athari za magari makubwa, ambayo inaweza kuwa sababu ya matatizo ya mzunguko wa umeme.

Katika hii, shirika letu limeshughulikia hesabu za mradi na kuthibitisha kwamba kifano cha jengo la mradi ni 61.48%, na umbali wa safu ya maji chini ya ardhi unapatikana kati ya 8.8 hadi 8.9 m, ambayo ina uwezekano wa kukoroga muundo wa concrete wa mradi. Shirika letu linategemea zaidi kwenye mradi wa kutumia na kubadilisha 110 kV, na ukubwa wa ujenzi unavyoonyeshwa kwenye Meza 1.

Meza 1: Ukubwa wa Ujenzi wa Mradi wa Kutumia na Kubadilisha UHV

Kwa kuongeza, kampuni yetu pia inahitaji kuimarisha zaidi mapitio ya mwaka wa ustawi wa viombo vya kutumia umeme kwenye mzunguko wa umeme UHV na kutumia vizuri insulatia za nyuma na za aina ya basin ili kuhakikisha mchakato mzima na miamini wa trafomu.

1. Utengenezaji wa Mfano wa Ukingo wa Mawasiliano
Tangu umeme wa kuongezeka unaweza kutokea wakati wa mchakato wa mradi huu, ni muhimu kuzuia uundaji wa maeneo ya mawasiliano. Hii inaweza kufanyika kwa kuboresha ufafanuli kwa eneo la mawasiliano na kukua tabia ya njia za mawasiliano [1]. Kwa hivyo, kwa kuongeza maono ya mahali pa chini, inaweza kuhesabu upanuzi wa mitambo ya umeme, tofauti za ardhi, umeme wa kuunda, na maeneo ya mawasiliano ya mbali ya mtandao, inaweza kuelewa kwa kiwango cha mikroskopu maswala ya tofauti za mawasiliano, kama inavyoonekana katika Churuka 1.

Kwa kutengeneza mfano wa mawasiliano, makala hii, pamoja na matumizi ya viombo vya kutumia umeme UHV, hutaja kingo cha mawasiliano cha moja kama:
Re = (ρ₁ + ρ₂) / 4α,
ambapo: Re inatafsiriwa kama kingo cha mawasiliano cha moja; ρ₁ na ρ₂ ni utokalebu wa viatu vilivyotumika; na α inatafsiriwa kama nusu duara cha mawasiliano.

Kwa hivyo, ukubwa wa ukingo wa mawasiliano unaweza kuhesabiwa kwa uhakiki kwa njia ya kutumia mtaani wa mawasiliano ya aina ya strap. Pia, kwa kutathmini parameta za viatu vya kutumia umeme katika eneo la mawasiliano, inaweza kuchagua viatu vinavyotumika kwa mawasiliano, kama inavyoelezwa katika Jadro 2.

Mwendo wa shinala kwa majaribio ya mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV unaweza kuwa na mwendo wa 1,000 kV, na chini ya shinala za mwisho za 1,683 kV, kusaidia kukubalika usalama wa kutuma umeme. Uwezo wake wa kutuma umeme unaweza kuwa mara 2.4 hadi 5 zaidi kuliko utumaji wa EHV 500 kV. Gas SF₆ safi tu inatumika kama chombo cha kutengeneza, na shinala ya kufanana ya 0.3–0.4 MPa. Kwa kutumia GIL ya pili (Gas-Insulated Line), chombo cha kutengeneza linajumuisha sehemu 20% ya SF₆ na 80% ya N₂ kwa ukubwa, na shinala ya kufanana ya 0.7–0.8 MPa. Vinginevyo, hewa muhimu na safi inaweza kutumika kama chombo, na shinala ya kufanana ya 1–1.5 MPa. Hivyo basi, chaguo la gasi cha kutengeneza lazima liwekwe kulingana na mahali ili kuhakikisha mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV uendelee kwa ustawi. Shinala ya gasi ya kutumika inaweza pia kuongezeka kidogo, na njia za kuweka juu zinaweza kutumika ili kuhakikisha taa ambayo itakubalika kwa kiwango cha UHV sasa.

Watu wanapaswa pia kuangalia kwa makini hali ya uhusiano wa vitu vya msingi katika mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV ili kuongeza uwezo wao wa kutumaini. Pia ni lazima kujaza kifano cha viwango vya msingi:
λ₀ = kL₀ / r,
ambapo: λ₀ inamaanisha kifano cha viwango cha kitu cha msingi; k ni sababu ya kurekebisha; L₀ ni urefu wa kitu cha msingi cha mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV; na r ni namba ya kufanya mzunguko wa kitu cha msingi.

2.Mbinu za Kutumia Mchakato wa Utumaji wa Umeme wa UHV

2.1 Usalama wa Bus Duct na Mshindi wa Conductor
Wakati wa kutumia mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV, lazima pia tuangalie hali ya mshindi wa bus duct wa aina ya pipa. Shinala ya ndani ni 0.6 MPa, na kiwango cha chini cha bus duct ni 7.7 m. Katika mchakato wa kutumia nje, umbali mzuri wa pamoja kati ya miundo miwili ni 12 m. Nguvu nyingi inaweza kutumika kwenye conductor ni 0.6 MPa, na mshindi unaoonekana kwa viwango vya wazi ni 110 MPa. Pia, mchakato wa kutumia unafixiwa kwa kutumia insulators na conductors wa support ya tatu.

Kwanza, uwiano wa nje wa bus duct ni 500 mm, na uwiano wa nje wa conductor ni 160 mm. Ikiwa shinala ya ndani ipatikana, uwiano wa nje unapaswa kuwa sawa, na ukubwa wa kivuli unapaswa kuongezeka - kutoka 5 mm hadi 20 mm. Kulingana na mzunguko wa mabadiliko ya ukubwa na mshindi, mshindi wa awali wa bus duct unaonekana kuwa 18.45 MPa, ambayo inatafsiriwa kuwa asilimia 16.71 ya mshindi uliyokubalika wa chombo; mshindi wa awali wa conductor ni 3.45 MPa, ambayo inatafsiriwa kuwa asilimia 3.71 ya mshindi uliyokubalika wake. Hii inatafsiriwa kuwa, wakati uwiano wa nje unavyoonekana, ukubwa wa kivuli una maana sana kwa jibu la shinala, hasa kuathiri mshindi wa awali wa pipa. Shinala ya ndani huathiri mshindi wa mtaa wa pipa, hasa kwa pipa zenye ukubwa mdogo, na mbinu za GIL zinaweza kutumiwa kujua ikiwa shinala hutathiri bus duct na conductor.

Pili, mitandao ya pipa yenye shinala katika mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV, kama vile mitandao ya shinala na risers za shinala ya juu, yanaweza kuhusu usalama wa kutumia. Tathmini ya mshindi wa mitandao ya pipa yenye shinala zenye ukubwa mdogo inapaswa kutumia formula ifuatayo ili kutathmini mshindi wa kijani σₜ kwenye kipenyo cha mstari wa pipa:
σₜ = ρD / (2δ),
ambapo: ρ ni shinala ya ndani ya pipa; D ni uwiano wa ndani wa pipa; na δ ni ukubwa wa kivuli cha pipa. Wakati kiwango cha shinala kichaguzi, bushings za uwiano mkubwa zinapendekezwa kwa kiwango cha shinala chenye kiwango cha juu, na bushings za uwiano mfupi zinawa kwa kiwango cha shinala chenye kiwango cha chini.

2.2 Usalama wa Sifa za Mawasiliano ya Umeme wa Gas
Kwa mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV, gasi zinazotumika kama sifa za mawasiliano ni SF₆, majumbe ya nitrogen-oxygen, na N₂. Lazima tutumie nguvu zaidi kujifunza kuhusu tofauti zao za sifa za mawasiliano. Kwa matititi ya aina ya strap, SF₆ inaweza kutumika kama chombo cha kutengeneza ili kutumia vipimo vyake vya kutosha kwa kutenga mawasiliano na kutengeneza. Mshindi wa kuu wa mawasiliano (Rₜ) unatumika kuelezea tabia ya umeme ya mitandao ya kutumia:
Rₜ = Rₚ + R꜀₁ + R꜀₂,
ambapo: Rₚ ni mshindi wa kuu; R꜀₁ ni mshindi wa mawasiliano wa electrode ya juu; na R꜀₂ ni mshindi wa mawasiliano wa electrode ya chini. Kwa hiyo tunaelewa kuwa uwezo wa SF₆ wa kudhibiti umeme unategemea shinala ya gasi - ikiwa shinala ni juu, uwezo wa kudhibiti umeme unakuwa juu.

2.3 Usalama wa Mbinu za Kutengeneza Faida ya Mchanganyiko wa Umeme
Katika mradi huu, mchanganyiko wa umeme wa ndani ni fupi, na asilimia ya upungufu ni karibu 1.7. Ikiwa shinala ya kushindilia kwa umeme wa lightning yako katika eneo, itaongeza mshindi wa mitandao ya kutumia, na asilimia ya kushindilia ni 1.25. Kwanza, kulingana na masharti ya shinala ya kushindilia kwa umeme wa power frequency na lightning, peak value inapaswa kutathmini kwenye asilimia 1.6–1.7 ili kuhakikisha usalama wa kutumia mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV.

Kuelewa mtaa wa silinderi za kijani, umboleaji wa umeme E(x) katika eneo hilo unaweza kutathmini ili kupata vyanzo vya kutengeneza:
E(x) = U / [x · ln(R/r)],
ambapo: x ni umbali kati ya conductor na enclosure; U ni shinala inayotumika kwa electrode; R ni uwiano wa ndani wa enclosure; na r ni uwiano wa nje wa conductor wa kijani. Hii inaweza kutathmini ikiwa uso wa conductor wa kijani unaweza kuharibiwa kwenye mshindi wa juu. Usalama wa umeme unapaswa kukubalika, na ustawi wa kimelea kuongezeka.

Wakati wa kutengeneza mbinu za umeme, lazima tuhakikishe ustawi wa kutumia mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV kwenye msingi, na kutekeleza hesabu za mshindi:
P = A × F,
ambapo: P ni ustawi wa kutumia ya taa; A ni eneo la kipenyo cha mitandao ya kutumia; na F ni nguvu ya chombo. Pia, ikiwa msingi unapatikana katika mchakato wa soil, msingi unapaswa kutengenezwa kabla ya kutengeneza mitandao ya kutumia.

Kwa kutengeneza vizuri kutumia masharti ya mbinu na uwezo wa kutengeneza, ustawi wa kutengeneza wa juu unaweza kuhakikishwa kwenye masharti ya shinala ya lightning. Pili, ikiwa chombo cha gasi ni refu, kutengeneza mchakato wa utumaji wa umeme wa UHV unaweza kuwa ngumu. Katika hali hii, shinala ya kutumia ya gasi inaweza kutengenezwa kwenye asilimia 0.4–0.5 MPa kwa kutumia mbinu za umeme, kwa hivyo particles za kushindilia zinaweza kutumika vizuri kwenye mchanganyiko wa umeme bila kushindilia partial discharge au kutengeneza gap ya gasi.

Akhirnya, berdasarkan kondisi khusus peralatan gas terisolasi UHV, diameter luar batang konduktor harus didesain menjadi 130 mm, dan diameter dalam penutup sebagai 480 mm. Perhatian juga harus diberikan pada bagian sambungan: ketebalan dinding harus diatur antara 30–40 mm, dan celah harus <1 mm. Jika jari-jari pelana luar area sambungan diatur menjadi 5 mm, variasi kekuatan medan listrik dapat dipahami dengan lebih baik—kekuatan medan yang lebih tinggi dekat pelana sesuai dengan jari-jari yang lebih besar, sementara kekuatan medan yang lebih rendah sesuai dengan jari-jari yang lebih kecil. Dengan prinsip mengontrol konsentrasi medan listrik lokal, kekuatan medan yang berlebihan di celah harus dicegah, memungkinkan desain awal sambungan listrik untuk peralatan gas terisolasi UHV dan memenuhi persyaratan distribusi sinyal medan listrik.

2.4 Desain Insulator yang Rasional
Karena insulator dalam peralatan gas terisolasi UHV beroperasi sepanjang tanah, tegangan petir mereka lebih rendah daripada tegangan putus celah, menjadikannya titik lemah dalam isolasi listrik. Oleh karena itu, pertimbangan celah harus diperkuat, dan kekuatan medan listrik di bawah kondisi impuls petir harus dipahami untuk merancang komponen isolasi dengan tepat.

2.4.1 Kontrol yang Ditingkatkan atas Kekuatan Medan Listrik Insulator
Berdasarkan kondisi konstruksi proyek, perusahaan kami telah mempelajari fenomena petir sepanjang permukaan insulator, termasuk efek material insulator, struktur, dan muatan permukaan. Kontaminasi partikel logam juga harus dihindari. Struktur yang rasional untuk peralatan gas terisolasi UHV dijamin dengan menggabungkan gas SF₆, material isolasi, dan komponen tertanam. Dengan mengacu pada pengalaman desain insulator sebelumnya, kekuatan medan listrik saat operasi dapat dibatasi hingga setengah dari celah medan listrik normal. Untuk peralatan isolasi murni SF₆, tekanan gas operasional dapat dipertahankan pada 0.4–0.5 MPa.

Kekuatan medan listrik vertikal (Eₛ) dapat dihitung menggunakan:
Eₛ = 45.5p + 1.7,
di mana p adalah tekanan gas. Dengan demikian, tergantung pada tegangan tahan peralatan, kekuatan medan desain pada permukaan konduktor tengah dapat dikendalikan dalam 19.9–24.5 kV/mm, sementara kekuatan medan permukaan insulator tidak boleh melebihi 10 kV/mm. Menjamin bahwa insulator tertanam internal dalam medan listrik mencegah peningkatan mendadak medan di bawah pengaruh UHV, mengurangi risiko kegagalan isolasi dan memungkinkan aplikasi jangka panjang peralatan transmisi gas terisolasi UHV dalam proyek.

2.4.2 Desain Insulator Tipe Cawan yang Dioptimalkan
Mengingat topografi proyek yang kompleks dan kebutuhan untuk simulasi medan listrik, desain insulator tipe cawan harus ditingkatkan—khususnya dengan menghilangkan elektroda penutup. Struktur ini memungkinkan observasi intensitas medan listrik dekat sisi konduktor tegangan tinggi insulator. Jika kekuatan medan tinggi, nilai maksimum pada permukaan cembung ditemukan sebesar 12.7 kV/mm dan 13 kV/mm pada permukaan cekung; melampaui ambang batas ini menunjukkan operasi abnormal. Ketika intensitas medan listrik dekat insulator tinggi, tegangan operasional frekuensi daya maksimum harus dipertahankan di bawah 3.4 kV/mm. Menginstal elektroda penutup pada insulator tipe cawan lebih lanjut mengoptimalkan dan mensimulasikan medan listrik.

Mengikuti metode sambungan listrik sebelumnya, ukuran elektroda penutup harus dikendalikan dengan hati-hati, dan konektor sambungan listrik harus ditempatkan pada pelana insulator tipe cawan untuk menekankan efek penutupan elektrodanya, sehingga meningkatkan distribusi medan listrik peralatan transmisi gas terisolasi UHV.

3. Kesimpulan
Untuk memenuhi persyaratan pengembangan komprehensif perusahaan listrik, perusahaan kami harus lebih memperkuat penelitian tentang peralatan transmisi gas terisolasi UHV. Berdasarkan kondisi operasional spesifik, masalah harus dianalisis dan diselesaikan melalui metode seperti pembentukan model resistansi kontak, verifikasi stres bus duct dan konduktor, klarifikasi karakteristik kontak listrik gas, optimasi desain celah medan listrik, dan desain insulator yang rasional—dengan demikian memperpanjang umur layanan peralatan.