GIS напоњач на напон: Технолошка оптимизација за подобрување на изолативниот перформанс и точност во мерењето
Ⅰ. Анализа на технички предизвици
Традиционалните GIS (апаратура со гасна изолација) волтметри се соочуваат со две основни проблеми во комплексни мрежни околини:
- Недостаток на надежност на системот за изолација
- Импуритетите од SF₆ гас (влага, производи на декомпозиција) предизвикуваат површински разраци, што доведува до деградација на изолацијата.
- Флуктуации на температурата (-40°C до +80°C) предизвикуваат промени во густината на гасот, што намалува напонот на појава на делумни разраци (PDIV).
- Деградација на точноста на мерење
- Дрифт на пермијабилитетот на жернето со температурата (типичен drift: 0.05%/K).
- Флуктуации на фреквенцијата на системот (±2Hz) предизвикуваат грешки во однос/агол кои надминуваат лимитите.
Податоците од полето покажуваат: Конвенционалните уреди можат да имаат грешки во мерење до класа 0.5 при екстремни услови, со годишна стапка на неисправности над 3%.
II. Оптимизациски технички решенија
(1) Нано-компаунд ажурирање на системот за изолација
|
Технички модул |
Тачки на имплементација |
|
Нано материал за изолација |
Al₂O₃-SiO₂ нано-компаунд покривач (величина на честички: 50-80nm) користен за подобрување на резистентноста на површината на епоксидна смола ≥35%. |
|
Оптимизација на хибридни гасови |
Мешавина SF₆/N₂ (80:20), намалување на температурата на течење до -45°C и намалување на ризикот од протечки за 40%. |
|
Побољшан дизајн на затворување |
Структура на двоно заплечување со метални белирници + процес на лазерско сварување, стапка на протечка ≤ 0,1%/година (стандард IEC 62271-203). |
Техничка валидација: Прошла испит на оддржливост на напон од 150kV и 1000 термички циклуси; ниво на делумни разраци ≤3pC.
(2) Систем за цифрово компенсирање на сите услови
A[Сензор за температура] --> B(Процесор за компенсирање MCU)
C[Модул за мониторинг на фреквенција] --> B(Процесор за компенсирање MCU)
D[Циркуит за узимање на примероци] --> E(Алгоритам за компенсирање на грешки)
B(Процесор за компенсирање MCU) --> E(Алгоритам за компенсирање на грешки)
E(Алгоритам за компенсирање на грешки) --> F[Стандардна излез на класа 0.2]
Имплементација на основен алгоритам:
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
Каде:
- k1k_1k1 = 0.0035/°C (Коефициент за компенсирање на температура)
- k2k_2k2 = 0.01/Hz (Коефициент за компенсирање на фреквенција)
- k3k_3k3 = Фактор за компенсирање на стареење
Време на реално време за корекција <20ms; оперативен опсег на температура проширен до -40°C ~ +85°C.
III. Прогноза на квантитативни благослови
|
Метрички предмет |
Конвенционално решение |
Ова техничко решение |
Магнитуда на оптимизација |
|
Класа на точноста на мерење |
Класа 0.5 |
Класа 0.2 |
↑150% |
|
Напон на појава на PD (PDIV) |
30kV |
≥50kV |
↑66.7% |
|
Дизајн на живот |
25 години |
>32 години |
↑30% |
|
Годишна фреквенција на инспекција |
2 пати/година |
1 пат/година |
↓50% |
|
Животен циклус O&M трошоци |
$180k/единица |
$95k/единица |
↓47.2% |
IV. Резултати од техничка валидација
- Податоци од тип тест (сертифицирани од трета страна):
- Тест на циклуси на температура: После 100 циклуси (-40°C ~ +85°C), промена на грешка во однос < ±0.05%.
- Долговремена стабилност: После 2000h акцелерисан тест на стареење, преместување на грешка ≤ 0.05 класа.
- Демонстрационен проект (подстанција 750kV):
Нема записи за неисправности после 18 месеци на работа. Максимална мерена грешка: 0.12% (превозвишување на барањата за класа 0.2).
V. Патека за инженерска имплементација
- Циклус на кUSTOMIZACIJA на опрема:
- Дизајн на решение (15 дена) → Изработка на прототип (30 дена) → Тип тест (45 дена)
- Решение за ажурирање на поле:
- Компатибилно со постојечки интерфејси на камерите со GIS гас (Стандард на фланже IEC 60517).
- Време на замена при прекин ≤ 8 часа.
- Поддршка за интелигентна O&M:
- Вградени сензори за микросредина H₂S/SO₂.
- Поддршка за IEC 61850-9-2LE цифрен излез.
