GIS pinge transformaatorite tehnoloogia optimeerimislahendus: Tehnoloogiline innovatsioon, mis parandab isolatsiooni jõudlust ja mõõtmistäpsust
I. Tehniliste väljakutsete analüüs
Traditsioonilised GIS (gaasi-isoleeritud lüliti) pingetransformatoodid silmitses komplekssete võrgukeskkondade ees kaks peamist probleemi:
- Puudulik isolatsioonisüsteemi usaldusväärsus
- SF₆ gaasi impuriteedid (niiskus, purunemisjäägid) põhjustavad pinnalisi laengut, mis viivad isolatsiooni halvenemiseni.
- Temperatuurifluktuatsioonid (-40°C kuni +80°C) põhjustavad gaasi tiheduse muutused, mis vähendavad osalislaengute algusepinget (PDIV).
- Mõõtmise täpsuse halvenemine
- Tõkkepermeabiliteti temperatuuri sõltuvus (tavaline sõltuvus: 0.05%/K).
- Süsteemi sageduse fluktuatsioonid (±2Hz) põhjustavad suhteline/poolkera nurgapõhijärgi viga ületama piire.
Väljakumine näitab: Tavalised seadmed võivad ekstremaalsetel tingimustel näidata mõõtmisvigasid kuni klassini 0.5, aastane katkemäär ületab 3%.
II. Peamised tehnilised optimeerimislahendused
(1) Nano-komposiitne isolatsioonisüsteemi uuendus
|
Tehniline moduul |
Rakenduspunktid |
|
Nano-isolatsioonimaterjal |
Al₂O₃-SiO₂ nano-komposiitne kate (osakeste suurus: 50-80nm) kasutatakse epoksi resiinipindade jälgimisvastavuse tõstmiseks ≥35%. |
|
Segagaasi optimiseerimine |
SF₆/N₂ (80:20) sega täitmine, madalda kesta temperatuuri -45°C ja vähendab leke ohtu 40%. |
|
Parandatud tiigistussüsteem |
Mettealumiini kuidliku kaheastmeline tiigistussüsteem + lazerläbimine, leke kiirus ≤ 0.1%/aasta (IEC 62271-203 standard). |
Tehniline kontroll: Läbitud 150kV võrgusageduse vastupanekspingetest ja 1000 soojusringlus; osalislaengutaseme ≤3pC.
(2) Täieliku tingimuste digitaalne kompenseerimissüsteem
A[Lämpotundur] --> B(MCU kompenseerimisprotsessor)
C[Sageduse jälgimismoduul] --> B(MCU kompenseerimisprotsessor)
D[AD proovimiskiir] --> E(Viga kompenseerimisalgoritm)
B(MCU kompenseerimisprotsessor) --> E(Viga kompenseerimisalgoritm)
E(Viga kompenseerimisalgoritm) --> F[Klass 0.2 standardne väljund]
Peamise algoritmi rakendamine:
ΔUcomp=k1⋅ΔT+k2⋅Δf+k3⋅e−αt\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}ΔUcomp=k1⋅ΔT+k2⋅Δf+k3⋅e−αt
Kus:
- k1k_1k1 = 0.0035/°C (Lämpotempereatuuri kompenseerimiskordaja)
- k2k_2k2 = 0.01/Hz (Sageduse kompenseerimiskordaja)
- k3k_3k3 = Vananemise vähenemise kompenseerimiskordaja
Reaalajas parandusreaktsiooniaeg <20ms; töötemperatuuride valdkond laiendatud -40°C ~ +85°C.
III. Kvantitatiivne kasu prognoos
|
Mõõdik |
Tavaline lahendus |
See tehniline lahendus |
Optimeerimise ulatus |
|
Mõõtmise täpsuse klass |
Klass 0.5 |
Klass 0.2 |
↑150% |
|
Osalislaengu algusepinge (PDIV) |
30kV |
≥50kV |
↑66.7% |
|
Projekteerimiselu |
25 aastat |
>32 aastat |
↑30% |
|
Aastane inspekteerimisfrekvents |
2 korda/aasta |
1 kord/aasta |
↓50% |
|
Elutsükli hoolduskulu |
$180k/yksus |
$95k/yksus |
↓47.2% |
IV. Tehnilise kontrolli tulemused
- Tüübkontrolli andmed (kolmanda osapoole sertifitseeritud):
- Lämpotempereatuuri ringlusproov: Pärast 100 ringlust (-40°C ~ +85°C), suhtevea muutus < ±0.05%.
- Pikaajaline stabiilsus: Pärast 2000h kiirendatud vananemisproovi, vea muutus ≤ 0.05 klassi.
- Demonstreerimisprojekt (750kV allikas):
Null katkemäär 18 kuud jooksul. Maksimaalne mõõdetud viga: 0.12% (ületades klassi 0.2 nõuded).
V. Inseneri rakendamise tee
- Seadme kohandamise tsükkel:
- Lahenduse disain (15 päeva) → Prototüübi tootmine (30 päeva) → Tüübkontroll (45 päeva)
- Valdkonnas uuenduslike lahenduste:
- Sobib olemasolevate GIS gaasi kambrate liidesega (Flanssinorm IEC 60517).
- Katkevahetusaeg ≤ 8 tundi.
- Intelligentne hooldus:
- Sisseehitatud H₂S/SO₂ mikrokeskkonna sensorid.
- Toetab IEC 61850-9-2LE digitaalset väljundit.
