GIS ვოლტაჟის ტრანსფორმატორის ტექნოლოგიური ოპტიმიზაციის გადაწყვეტა: ტექნოლოგიური ინოვაცია, რომელიც გაძლიერებს იზოლაციის ხეთასა და მეტრირების სიზუსტეს
Ⅰ. ტექნიკური გამოწვევების ანალიზი
ტრადიციული GIS (გაზით დაშენებული სიჩქარის გადართვის მოწყობილობები) სამუშაოდ რთული ქსელის გარემოში პირდაპირ ხედავენ ორ ძირითად პრობლემას:
- შესაძლებლობის სისტემის უსაფრთხოების ნაკლებობა
- SF₆ გაზის დაბრუნება (წვეთები, დეკომპოზიციის ნაპროდუქტები) იწვევს ზედაპირულ დენებს, რაც უშუალს იზოლაციის დეგრადაციას.
- ტემპერატურის ცვლილებები (-40°C დან +80°C მდე) იწვევს გაზის სიმკვრივის ცვლილებას, რაც შემცირებს ლოკალური დენის დაწყების ვოლტაჟს (PDIV).
- ზუსტი მონაცემების დეგრადაცია
- კერძის პერმეაბილობის ტემპერატურის დრიფტი (ტიპიური დრიფტი: 0.05%/K).
- სისტემის სიხშირის ცვლილებები (±2Hz) იწვევს რაციონალური/ფაზური კუთხის შეცდომების ზღვრების გადაჭრას.
ველური მონაცემები აჩვენებს: ტრადიციული მოწყობილობები ექსტრემალური პირობებში შეიძლება ჩაიტვირთოს ზუსტი მონაცემების შეცდომები კლასი 0.5-ს მდე, წლიური შეცდომის შეფასება 3%-ზე მეტი.
II. ძირითადი ტექნიკური უნივერსალიზაციის გადაწყვეტილებები
(1) ნანო-კომპოზიტური იზოლაციის სისტემის განახლება
|
ტექნიკური მოდული |
რეალიზების პუნქტები |
|
ნანო იზოლაციის მასალა |
Al₂O₃-SiO₂ ნანო-კომპოზიტური ფარდა (ნაწილაკის ზომა: 50-80nm) გამოყენებული ეპოქსი რეზინის ზედაპირის ტრეკინგის წინააღმდეგობის გაზრდა ≥35%. |
|
ჰიბრიდული გაზის უნივერსალიზაცია |
SF₆/N₂ (80:20) დავსება, რით ქვედა ტემპერატურა შედის -45°C-მდე და დახვეწის რისკი შემცირდება 40%-ით. |
|
უნივერსალიზებული დახვეწის დიზაინი |
მეტალურგიული ბელოვის დუბლური დახვეწის სტრუქტურა + ლაზერის დასარტყამი პროცესი, დახვეწის სიჩქარე ≤ 0.1%/წელი (IEC 62271-203 სტანდარტი). |
ტექნიკური ვალიდაცია: გადაიტაცა 150kV სიჩქარის დამატებითი ვოლტაჟის ტესტი და 1000 თერმიკის ციკლი; ლოკალური დენის დონე ≤3pC.
(2) სრული პირობების ციფრული კომპენსაციის სისტემა
A[ტემპერატურის სენსორი] --> B(MCU კომპენსაციის პროცესორი)
C[სიხშირის მონიტორინგის მოდული] --> B(MCU კომპენსაციის პროცესორი)
D[AD სანამუშეო წრედი] --> E(შეცდომის კომპენსაციის ალგორითმი)
B(MCU კომპენსაციის პროცესორი) --> E(შეცდომის კომპენსაციის ალგორითმი)
E(შეცდომის კომპენსაციის ალგორითმი) --> F[კლასი 0.2 სტანდარტული გამოტანა]
ძირითადი ალგორითმის რეალიზება:
\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}\Delta Ucomp=k1⋅ΔT+k2⋅Δf+k3⋅e−αt
სად:
- k1k_1k1 = 0.0035/°C (ტემპერატურის კომპენსაციის კოეფიციენტი)
- k2k_2k2 = 0.01/Hz (სიხშირის კომპენსაციის კოეფიციენტი)
- k3k_3k3 = ახალგაზრდობის დაშლის კომპენსაციის ფაქტორი
რეალური დროის კორექციის დრო <20ms; ტემპერატურის შემუშავების დიაპაზონი გაფართოებულია -40°C ~ +85°C-მდე.
III. კვანტური გადართვის პროგნოზი
|
მაჩვენებელი პარამეტრი |
ტრადიციული გადართვა |
ეს ტექნიკური გადართვა |
უნივერსალიზაციის მასშტაბი |
|
ზუსტი მონაცემების კლასი |
კლასი 0.5 |
კლასი 0.2 |
↑150% |
|
PD დაწყების ვოლტაჟი (PDIV) |
30kV |
≥50kV |
↑66.7% |
|
დიზაინის ხანგრძლივობა |
25 წელი |
>32 წლი |
↑30% |
|
წლიური შემოწმების სიხშირე |
2 ჯერ/წელი |
1 ჯერ/წელი |
↓50% |
|
ციკლური შემუშავების და ტექნიკური მხარდაჭერის ღირებულება |
$180k/ერთეული |
$95k/ერთეული |
↓47.2% |
IV. ტექნიკური ვალიდაციის შედეგები
- ტიპის ტესტის მონაცემები (3-ე მხარდაჭერის დამტკიცებული):
- ტემპერატურის ციკლის ტესტი: 100 ციკლის შემდეგ (-40°C ~ +85°C), რაციონალური შეცდომის ცვლილება < ±0.05%.
- დიდი ხანგრძლივობის სტაბილურობა: 2000 საათის აქცელებული დახურულობის ტესტის შემდეგ, შეცდომის დარტყმა ≤ 0.05 კლასი.
- დემონსტრაციული პროექტი (750kV ქსელის ქსელი):
18 თვის მუშაობის შემდეგ ნულოვანი შეცდომები. მაქსიმალური დაზუსტებული შეცდომა: 0.12% (კლასი 0.2-ზე უკეთესი შედეგები).
V. ინჟინერული განხორციელების გზა
- მოწყობილობის კასტომიზაციის ციკლი:
- გადართვის დიზაინი (15 დღე) → პროტოტიპის დამზადება (30 დღე) → ტიპის ტესტირება (45 დღე)
- ველური განახლების გადართვა:
- შესაძლებლობა არსებული GIS გაზის კამერის ინტერფეისებთან თანხმობა (ფლანჟის სტანდარტი IEC 60517).
- დახურვის შეცვლის დრო ≤ 8 საათი.
- სმარტ ტექნიკური მხარდაჭერა:
- შენახული H₂S/SO₂ მიკრო-გარემოს სენსორები.
- იხსნება IEC 61850-9-2LE ციფრული გამოტანა.
