Pagsasama ng Teknolohiya para sa GIS Voltage Transformer: Pag-unlad ng Teknolohiya na Nagpapahusay ng Pamamalit ng Insulation at Katumpakan ng Pagsukat
Ⅰ. Pagsusuri ng mga Teknikal na Hamon
Ang mga tradisyonal na GIS (Gas-Insulated Switchgear) voltage transformers ay nakakaharap sa dalawang pangunahing problema sa mga komplikadong grid na kapaligiran:
- Hindi Sapat na Katumpakan ng Sistema ng Insulasyon
- Ang mga impurity ng SF₆ gas (tubig, mga byproduct ng pagkakasira) ay nagdudulot ng surface discharges, na nagiging sanhi ng pagkasira ng insulasyon.
- Ang pagbabago ng temperatura (-40°C hanggang +80°C) ay nagdudulot ng pagbabago ng densidad ng gas, na nagsisimula ng partial discharge inception voltage (PDIV).
- Pagbagsak ng Katumpakan ng Pagsukat
- Ang pagdrift ng permeability ng core dahil sa temperatura (typical drift: 0.05%/K).
- Ang mga pagbabago ng frequency ng sistema (±2Hz) ay nagdudulot ng ratio/phase angle errors na lumalampas sa limitasyon.
Ang datos mula sa field ay nagpapakita: Ang mga tradisyonal na device ay maaaring ipakita ang mga error sa pagsukat hanggang sa class 0.5 sa ilalim ng ekstremong kondisyon, at ang taunang rate ng pagkasira ay lumalampas sa 3%.
II. Pangunahing Teknikal na Solusyon para sa Optimisasyon
(1) Pag-upgrade ng Nano-Composite Insulation System
|
Teknikal na Modulo |
Mga Punto ng Implementasyon |
|
Nano Insulation Material |
Al₂O₃-SiO₂ nano-composite coating (particle size: 50-80nm) ginamit upang palakasin ang epoxy resin surface tracking resistance ng ≥35%. |
|
Hybrid Gas Optimization |
SF₆/N₂ (80:20) mixture filling, binababa ang liquefaction temperature sa -45°C at binabawasan ang risk ng leakage ng 40%. |
|
Enhanced Sealing Design |
Metal bellows dual-seal structure + laser welding process, leakage rate ≤ 0.1%/year (IEC 62271-203 standard). |
Teknikal na Pag-validate: Nakapasa sa 150kV power-frequency withstand voltage test at 1000 thermal cycles; partial discharge level ≤3pC.
(2) Full-Condition Digital Compensation System
A[Temperature Sensor] --> B(MCU Compensation Processor)
C[Frequency Monitoring Module] --> B(MCU Compensation Processor)
D[AD Sampling Circuit] --> E(Error Compensation Algorithm)
B(MCU Compensation Processor) --> E(Error Compensation Algorithm)
E(Error Compensation Algorithm) --> F[Class 0.2 Standard Output]
Pangunahing Implementasyon ng Algoritmo:
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
Kung saan:
- k1k_1k1 = 0.0035/°C (Temperature Compensation Coefficient)
- k2k_2k2 = 0.01/Hz (Frequency Compensation Coefficient)
- k3k_3k3 = Aging Attenuation Compensation Factor
Real-time correction response time <20ms; operational temperature range extended to -40°C ~ +85°C.
III. Prognosis ng Benepisyo
|
Metric Item |
Conventional Solution |
This Technical Solution |
Optimization Magnitude |
|
Measurement Accuracy Class |
Class 0.5 |
Class 0.2 |
↑150% |
|
PD Inception Voltage (PDIV) |
30kV |
≥50kV |
↑66.7% |
|
Design Life |
25 years |
>32 years |
↑30% |
|
Annual Inspection Frequency |
2 times/year |
1 time/year |
↓50% |
|
Lifecycle O&M Cost |
$180k/unit |
$95k/unit |
↓47.2% |
IV. Resulta ng Teknikal na Pag-validate
- Type Test Data (3rd Party Certified):
- Temperature Cycling Test: Matapos ang 100 cycles (-40°C ~ +85°C), ang ratio error change < ±0.05%.
- Long-Term Stability: Matapos ang 2000h accelerated aging test, ang error shift ≤ 0.05 class.
- Demonstration Project (750kV Substation):
Walang record ng pagkasira matapos ang 18 months ng operasyon. Ang pinakamataas na measured error: 0.12% (nagpapahayag ng mas mahusay kaysa sa class 0.2 requirements).
V. Landas ng Implementasyon ng Engineering
- Cycle ng Customization ng Equipment:
- Solution Design (15 days) → Prototype Manufacturing (30 days) → Type Testing (45 days)
- Field Upgrade Solution:
- Compatible sa existing GIS gas chamber interfaces (Flange standard IEC 60517).
- Outage replacement time ≤ 8 hours.
- Smart O&M Support:
- Built-in H₂S/SO₂ micro-environment sensors.
- Supports IEC 61850-9-2LE digital output.
