โซลูชันการปรับปรุงเทคโนโลยีหม้อแปลงแรงดัน GIS: การนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการฉนวนและการวัดความแม่นยำ

Ⅰ. การวิเคราะห์ความท้าทายทางเทคนิค​

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า GIS (Gas-Insulated Switchgear) แบบดั้งเดิมเผชิญกับปัญหาหลักสองประการในสภาพแวดล้อมของระบบสายส่งที่ซับซ้อน:

1. ​ความน่าเชื่อถือของระบบฉนวนไม่เพียงพอ​
• สารเจือปนในแก๊ส SF₆ (ความชื้น, ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลาย) ทำให้เกิดการปล่อยประจุบนผิว นำไปสู่การเสื่อมสภาพของฉนวน
• การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (-40°C ถึง +80°C) ทำให้ความหนาแน่นของแก๊สเปลี่ยนแปลง ลดแรงดันเริ่มต้นของการปล่อยประจุบางส่วน (PDIV)
2. ​การลดลงของความแม่นยำในการวัด​
• การเปลี่ยนแปลงของความร้อนของแกน (การเปลี่ยนแปลงปกติ: 0.05%/K)
• การเปลี่ยนแปลงความถี่ของระบบ (±2Hz) ทำให้ความผิดพลาดของอัตราส่วน/มุมเฟสเกินขีดจำกัด

ข้อมูลภาคสนามแสดงว่า: เครื่องมือแบบดั้งเดิมสามารถแสดงความผิดพลาดในการวัดได้ถึงระดับ 0.5 ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ด้วยอัตราการชำรุดประจำปีเกิน 3%

​II. โซลูชันการปรับปรุงทางเทคนิคหลัก​

​​(1) การอัปเกรดระบบฉนวนคอมโพสิตนาโน​

การตรวจสอบทางเทคนิค:​​ ผ่านการทดสอบความทนทานแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่ 150kV และ 1000 รอบความร้อน ระดับการปล่อยประจุบางส่วน ≤3pC

​​(2) ระบบการชดเชยดิจิทัลที่รองรับทุกสภาพ​

    A[เซ็นเซอร์อุณหภูมิ] --> B(โปรเซสเซอร์ชดเชย MCU)

    C[โมดูลการตรวจสอบความถี่] --> B(โปรเซสเซอร์ชดเชย MCU)

    D[วงจรการสุ่มตัวอย่าง AD] --> E(อัลกอริธึมการชดเชยความผิดพลาด)

    B(โปรเซสเซอร์ชดเชย MCU) --> E(อัลกอริธึมการชดเชยความผิดพลาด)

    E(อัลกอริธึมการชดเชยความผิดพลาด) --> F[เอาต์พุตมาตรฐานคลาส 0.2]

​การดำเนินการของอัลกอริธึมหลัก:​​
\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}
โดยที่:

• k_1 = 0.0035/°C (สัมประสิทธิ์การชดเชยอุณหภูมิ)
• k_2 = 0.01/Hz (สัมประสิทธิ์การชดเชยความถี่)
• k_3 = ปัจจัยการชดเชยการเสื่อมสภาพ

เวลาตอบสนองการแก้ไขแบบเรียลไทม์ <20ms; ช่วงอุณหภูมิการทำงานขยายออกไปถึง -40°C ~ +85°C

​III. การคาดการณ์ประโยชน์เชิงปริมาณ​

​IV. ผลการตรวจสอบทางเทคนิค​

• ​ข้อมูลทดสอบประเภท (ได้รับการรับรองจากบุคคลที่สาม):​​
• การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ: หลังจาก 100 รอบ (-40°C ~ +85°C) ความผิดพลาดของอัตราส่วนเปลี่ยนแปลง < ±0.05%
• ความมั่นคงในระยะยาว: หลังจากทดสอบการเร่งความเสื่อมสภาพ 2000 ชั่วโมง ความผิดพลาดเปลี่ยนแปลง ≤ คลาส 0.05
• ​โครงการสาธิต (สถานีไฟฟ้า 750kV):​​
  ไม่มีประวัติการชำรุดหลังจากดำเนินงาน 18 เดือน ความผิดพลาดสูงสุดที่วัดได้: 0.12% (เหนือกว่าข้อกำหนดคลาส 0.2)

​V. แนวทางการดำเนินการทางวิศวกรรม​

1. ​วงจรการปรับแต่งอุปกรณ์:​​
• การออกแบบโซลูชัน (15 วัน) → การผลิตต้นแบบ (30 วัน) → การทดสอบประเภท (45 วัน)
2. ​โซลูชันการอัปเกรดในสนาม:​​
• เข้ากันได้กับอินเทอร์เฟซของห้องแก๊ส GIS ที่มีอยู่ (มาตรฐานแฟล็ง IEC 60517)
• เวลาการเปลี่ยนทดแทนเมื่อหยุดทำงาน ≤ 8 ชั่วโมง
3. ​การสนับสนุนการบำรุงรักษาอัจฉริยะ:​​
• เซ็นเซอร์ไมโครสิ่งแวดล้อม H₂S/SO₂ ภายใน
• สนับสนุนเอาต์พุตดิจิทัล IEC 61850-9-2LE