220кВ трансформаторын ороомог хоорондын гол тусгаарлагчийн цоорхой: Цахилгаан орны шинжилгээ ба сайжруулах стратегиуд

Танилцуулга

Өндөр хүчдэлийн цахилгаан дамжуулах салбарт 220 кВ-ын трансформаторууд нь эрчим хүчний үр ашигтай хуваарилалтыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. үндсэн тусгаарлагчийн цоорхойТрансформаторын ороомгийн хоорондох зай нь хамгийн чухал дизайны элементүүдийн нэг бөгөөд трансформаторын найдвартай байдал, урт наслалт, гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Трансформаторын технологийн зах зээлийн тэргүүлэгчдийн хувьд бид оновчтой дулаалгын дизайн нь хэт их цахилгаан стрессийг тэсвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг хүлээн зөвшөөрдөг. тасралтгүй ажиллах хүчдэл, аянгын импульс, ба шилжих огцом өөрчлөлтүүд.

Энэхүү нийтлэлд 220 кВ-ын трансформаторын ороомог хоорондын гол тусгаарлагчийн цоорхойнуудын нарийн төвөгтэй цахилгаан орны шинжилгээний арга зүй болон практик сайжруулалтын стратегийг судалсан болно. Дэвшилтэт симуляцийн технологи болон инновацийн дизайны зарчмуудыг ашигласнаар бид трансформаторын тусгаарлагчийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулж, хамгийн хүнд нөхцөлд үйл ажиллагааны шилдэг байдлыг хангах боломжтой.

220 кВ-ын трансформаторын үндсэн дулаалгын үндэс

220 кВ-ын трансформаторын ороомгийн хоорондох гол тусгаарлагчийн зай нь өндөр хүчдэлийн болон нам хүчдэлийн ороомгийн хоорондох цахилгааны эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэх үндсэн диэлектрик хаалт болж үйлчилдэг. Энэхүү тусгаарлагчийн систем нь зөвхөн стандарт ажиллагааны нөхцөлд төдийгүй янз бүрийн нөхцөлд тэсвэртэй байх ёстой. хэт хүчдэлийн хувилбаруудсүлжээний эвдрэлийн үед үүсдэг.

220 кВ-ын хэрэглээнд тусгаарлагчийн зай нь ихэвчлэн ашигладаг олон саадтай системцоорхойг хэд хэдэн жижиг тосны суваг болгон хуваадаг даралтын самбарын цилиндр эсвэл ороомогоос бүрдэнэ. Энэ арга нь мэдэгдэхүйц сайжруулдаг хэсэгчилсэн цэнэг алдалтын эхлэлийн хүчдэл(PDIV) бөгөөд ороомгийн хооронд дамжуулагч хольцын гүүр үүсэхээс сэргийлдэг. Үндсэн загвар нь "нимгэн цаасан хоолой, жижиг тосны зай" гэсэн зарчмыг баримталдаг бөгөөд хаалтны хэвлэлийн самбар нь ихэвчлэн 2 мм зузаантай, хаалтуудын хоорондох тосны зай 6-10 мм-ийн хооронд хэлбэлздэг.

Эдгээр завсар доторх цахилгаан орны тархалт жигд бус байна стрессийн концентрациороомгийн ирмэг, дамжуулагчийн нугаралт болон тусгаарлагчийн интерфэйс дээр үүсдэг. Зохих дизайны оновчлолгүйгээр эдгээр өндөр хүчдэлтэй хэсгүүд нь хэсэгчилсэн цэнэг алдалтын үйл ажиллагааг эхлүүлж, улмаар тусгаарлагчийн доройтол, болзошгүй эвдрэлд хүргэж болзошгүй.

Цахилгаан талбайн шинжилгээний аргууд

Хязгаарлагдмал Элементийн Арга (FEM) Симуляци

Орчин үеийн дулаалгын дизайн нь маш их хамааралтай төгсгөлөг элементийн шинжилгээ(FEA) нь цахилгаан орны нарийвчилсан зураглалд зориулагдсан. Тусгаарлалтын геометрийг мянга мянган салангид элемент болгон хувааснаар FEM тооцоолж чадна. боломжит тархалтмөн талбайн хүчгайхалтай нарийвчлалтайгаар. 220 кВ-ын трансформаторын хувьд энэхүү шинжилгээ нь ихэвчлэн гурван чухал бүсэд төвлөрдөг: дээд хэсгийн дулаалга, ороомгийн хоорондох дунд хэсэг, ба доод төгсгөлийн дулаалга.

Бидний симуляциас харахад 220 кВ-ын трансформаторын хамгийн өндөр цахилгаан орны эрчим нь ихэвчлэн ... үед тохиолддог. дотоод гадаргуугийн булангуудөндөр хүчдэлийн ороомгийн, ялангуяа шугамын төгсгөлийн хэсгүүдийн ойролцоо. Аянгын импульсийн туршилтын үед (220 кВ системийн хувьд 1050 кВ) эдгээр хэсэгт 8-9 кВ/мм-ээс хэтэрсэн талбайн хүчлэг мэдрэгдэж, тусгаарлагч материалын эвдрэлийн хязгаарт ойртож болно.

Чухал стрессийн бүсүүдийг тодорхойлох

Цахилгаан талбайн цогц шинжилгээгээр бид 220 кВ-ын трансформаторуудад онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай хэд хэдэн чухал стрессийн бүсийг тодорхойлсон.

• Ороомог ирмэгийн бүсүүдОроомгийн үзүүр дэх хурц өнцөг нь талбайн ихээхэн концентрацийг бий болгодог тул тусгай тэгшлэх арга техник шаардлагатай болдог.
• Хатуу ба шингэн дулаалгын хоорондох интерфейсДаралтын самбар болон тосны диэлектрик шинж чанарууд нь тэдгээрийн зааг дээр талбайн эрчимжилтийг бий болгодог.
• Гаралтын хэсгүүдӨндөр хүчдэлийн утаснууд ороомгоос гарах шилжилтийн цэгүүд нь гурван хэмжээст шинжилгээ шаарддаг талбайн тархалтыг онцгой хүндрүүлдэг.

220 кВ-ын трансформаторын хувьд хамгийн их цахилгаан орны хүч нь импульсийн нөхцөлд шугамын төгсгөлийн ойролцоох эхний хэдэн диск болон завсрын болон ердийн дискүүдийн уулзвар цэгүүдэд ихэвчлэн тохиолддог. Эдгээр хэсгүүдэд дутуу эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд сайжруулсан дулаалгын арга хэмжээ шаардлагатай.

Үндсэн дулаалгын цоорхойг сайжруулах стратегиуд

Геометрийн оновчлол

Электрод хэлбэржүүлэхталбайн тархалтыг сайжруулах хамгийн үр дүнтэй стратегийн нэгийг төлөөлдөг. Хурц булангуудыг орлуулснаар муруй профайлуудболон хэрэгжүүлэх тороид электродууд, бид хамгийн их талбайн хүчийг 30-40% хүртэл бууруулж чадна. 220 кВ-ын трансформаторын хувьд үүнд дараахь зүйлс орно.

• Статик төгсгөлийн цагираг(SER)-ийг ороомгийн терминалууд дээр илүү жигд потенциал градиент үүсгэхийн тулд ашиглана.
• Өнцгийн цагирагэквипотенциал шугамуудтай ойролцоо профильтай тул хэвлэлийн самбарын гадаргуу дээрх тангенциал стрессийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.
• Стрессийн конусталбайн зөрүүг хянах, концентрацийг багасгахын тулд чухал интерфэйсүүдэд.

Муруйлтын радиусыг оновчтой болгох нь онцгой чухал бөгөөд дамжуулагч болон статик цагирагуудын өнцгийн радиусыг нэмэгдүүлэх нь талбайн эрчимжилтийг (талбайн хүч ∝ 1/радиус) эрс бууруулж чадна.

Дэвшилтэт дулаалгын материал

Материалын сонголт нь дулаалгын гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Манай 220 кВ-ын трансформаторууд дараахь зүйлийг ашигладаг.

• Өндөр нягтралтай хэвлэлийн самбарсайжруулсан хэмжээст тогтвортой байдал болон илүү өндөр диэлектрик бат бэхтэй.
• Дулааны сайжруулсан цааснуудөндөр температурт диэлектрик шинж чанарыг хадгалж, дулааны тэсвэрлэлтийг сайжруулдаг.
• Нанокомпозитоор баяжуулсан материалуудэпокси эсвэл тосонд нэмсэн нано хэсгүүд (SiO₂, Al₂O₃) нь диэлектрик бат бэхийг 20-30%-иар сайжруулж, дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг.

Эдгээр дэвшилтэт материалууд нь найдвартай байдлын хязгаарыг хадгалах эсвэл бүр сайжруулахын зэрэгцээ илүү авсаархан дулаалгын загвар гаргах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, нанокомпозит дулаалгын системийг нэвтрүүлснээр уламжлалт материалтай харьцуулахад дулаалгын ашиглалтын хугацааг 20-30%-иар уртасгаж болно.

Тусгаарлалтын системийн тохиргоо

Тусгаарлалтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн физик зохион байгуулалтыг оновчтой болгох нь дараахь зүйлийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.

• Шаталсан тусгаарлагчийн системүүдтусгаарлагчийн зузаан нь ороомгийн дагуух хүчдэлийн тархалтаас хамаарч өөр өөр байдаг.
• Саадыг байрлуулах оновчлолгазрын тосны цоорхойн хамгийн их стрессийг багасгах оновчтой даралтын самбарын байрлалыг тодорхойлохын тулд FEM шинжилгээг ашиглан.
• Газрын тосны сувгийн хэмжээг тогтоохцахилгааны шаардлагыг (өндөр PDIV-ийн хувьд бага зайтай) хөргөлтийн хэрэгцээтэй (хангалттай тосны урсгал) тэнцвэржүүлдэг.

220 кВ-ын трансформаторын хувьд бид үүнийг олж мэдсэн завсрын ороомгийн техникүүд65-70%-иас дээш завсарлагааны хувь нь импульсийн хүчдэлийн тархалтыг мэдэгдэхүйц сайжруулж, уламжлалт загвартай харьцуулахад эхний хэдэн дискэн дээрх стрессийг 50% хүртэл бууруулдаг.

Кейс судалгаа: 220 кВ-ын трансформаторын амжилттай хэрэгжилт

220 кВ-ын өндөр импеданстай трансформаторыг хамарсан бидний саяхны төсөл нь эдгээр сайжруулалтын стратегийн үр нөлөөг харуулж байна. Анхны загвар нь өндөр хүчдэлийн болон нам хүчдэлийн ороомгийн хоорондох гол тусгаарлагчийн зайд, ялангуяа ороомгийн үзүүрүүдийн ойролцоо цахилгаан орны хэт их концентраци (9.5 кВ/мм хүртэл) байгааг харуулсан.

Тусгай програм хангамж (HSSSM) ашиглан давтагдах FEM шинжилгээгээр дамжуулан бид цогц сайжруулалтын багцыг хэрэгжүүлсэн:

1. Шинэчилсэн электростатик цагирагоновчтой муруйлт болон байршилтай.
2. Нэмэлт өнцгийн цагиргуудтосны эзэлхүүнийг хувааж, нэвчих чадварыг сайжруулахын тулд ороомгийн үзүүрүүдэд.
3. Өөрчлөгдсөн хаалтын зохион байгуулалтанхны том зай (12-15 мм)-ийн оронд жижиг, илүү жигд тосны зай (6-8 мм) үүсгэж байна.

Үр дүн нь гайхалтай байсан: хамгийн их талбайн хүчийг 6.2 кВ/мм хүртэл бууруулсан (35%-ийн сайжруулалт), тусгаарлагчийн бүтцэд талбайн тархалт илүү жигд болсон. Өөрчлөгдсөн трансформатор нь цахилгаан давтамжийн тэсвэрлэх хүчдэл (1 минутын турш 460 кВ) болон аянгын импульсийн (1050 кВ) туршилтууд зэрэг бүх ердийн болон төрлийн туршилтуудыг амжилттай давсан бөгөөд хэсэгчилсэн цэнэг алдалтын түвшин 10 пС-ээс доош тогтмол байв.

Үйлдвэрлэл ба чанарын асуудлууд

Хамгийн боловсронгуй загвар ч гэсэн зохих үйлдвэрлэлийн хяналтгүйгээр үр дүнгүй болох нь батлагддаг. 220 кВ-ын трансформаторын дулаалгын чанарын баталгаажуулалтын хөтөлбөрт дараахь зүйлс орно.

• Статистикийн үйл явцын хяналтхэвлэлийн самбар үйлдвэрлэх болон эд анги угсрах явцад.
• Вакуум хатаах болон тос шингээххэсэгчилсэн гадагшлуулах ажлыг эхлүүлж болох чийг болон хийг бүрэн арилгахыг баталгаажуулдаг процессууд.
• Хэсэгчилсэн цэнэг алдалтын зураглалүйлдвэрлэлийн аливаа согогийг тодорхойлж, засах импульсийн туршилтын үеэр.

220 кВ-ын трансформаторын хувьд бид ороомгийн угсралт болон савлах ажиллагааны үед хатуу цэвэр байдлын протоколыг хэрэгжүүлдэг, учир нь бичил харуурын бохирдуулагчид ч өндөр цахилгаан орны дор тусгаарлагчийн бат бөх чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулж чаддаг.

Дулаан тусгаарлах технологийн ирээдүйн чиг хандлага

Трансформаторын дулаалгын хувьсал хэд хэдэн ирээдүйтэй хөгжлүүдээр үргэлжилсээр байна:

• Дижитал ихэр технологибодит цагийн гүйцэтгэлийн хяналт болон урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээний зориулалттай дулаалгын системийн виртуал хуулбарыг бий болгох.
• Дэвшилтэт нөхцөл байдлын хяналттрансформаторын ашиглалтын хугацаанд хэсэгчилсэн цэнэг алдалтын идэвхжил болон дулааны халуун цэгүүдийг хянахын тулд суулгагдсан шилэн кабелийн мэдрэгчийг ашиглах.
• Байгаль орчинд ээлтэй тусгаарлагч шингэндиэлектрик гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ галын өндөр цэг болон сайжруулсан байгаль орчны нийцтэй байдлыг санал болгодог байгалийн эфирүүд гэх мэт.

220 кВ-ын хэрэглээний хувьд бид онцгойлон баяртай байна машин сургалтын програмуудтусгаарлагчийн дизайны оновчлолд, алгоритмууд нь цахилгаан, дулааны болон эдийн засгийн асуудлыг тэнцвэржүүлсэн оновчтой тохиргоог тодорхойлохын тулд мянга мянган дизайны хувилбаруудыг хурдан үнэлж чаддаг.

Дүгнэлт

220кВ-ын трансформаторын ороомог хоорондын гол тусгаарлагчийн зайг оновчтой болгох нь диэлектрик онолын гүнзгий мэдлэг, дэвшилтэт симуляцийн чадвар, үйлдвэрлэлийн практик туршлагыг шаарддаг нарийн төвөгтэй инженерийн сорилт юм. Цахилгаан орны цогц шинжилгээ, зорилтот сайжруулалтын стратегийн тусламжтайгаар бид трансформаторын найдвартай байдал, ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой.

Бидний арга барил нь стратегийн дулаалгын дизайн нь зөвхөн диэлектрик гүйцэтгэлийг сайжруулаад зогсохгүй илүү авсаархан, зардал багатай трансформаторуудыг бий болгох боломжийг олгодог болохыг харуулж байна. Эдгээр дэвшилтэт техникүүдийг хэрэгжүүлснээр бид үйлчлүүлэгчиддээ үйл ажиллагааны найдвартай байдал, нийт өртгийн давуу талыг олгохын зэрэгцээ салбарын стандартаас давсан трансформаторуудыг нийлүүлдэг.

Технологи хөгжсөөр байгаа тул бид дулаалгын дизайны хамгийн сүүлийн үеийн дэвшилтэт технологийг нэгтгэхэд тууштай хандаж, үйлчлүүлэгчиддээ зах зээл дээрх хамгийн найдвартай, үр ашигтай трансформаторын шийдлүүдийг ашиглах боломжийг олгож байна.

Манай инженерийн багтай өнөөдөр холбогдоно ууманай тусгай дулаалгын дизайны туршлага нь танай 220 кВ-ын трансформаторын төслүүдийн гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг хэрхэн сайжруулж болох талаар хэлэлцэх.