Фосилаи асосии изолятсияи байни катушкаҳои трансформатори 220 кВ: Таҳлили майдони барқӣ ва стратегияҳои беҳтарсозӣ

Муқаддима

Дар соҳаи интиқоли нерӯи барқи баландшиддат, трансформаторҳои 220 кВ дар таъмини тақсимоти самараноки энергия нақши муҳим мебозанд. фосилаи асосии изолятсиябайни печҳои трансформатор яке аз муҳимтарин унсурҳои тарроҳиро ифода мекунад, ки мустақиман ба эътимоднокӣ, дарозумрӣ ва кори трансформатор таъсир мерасонад. Ҳамчун пешвоёни бозор дар технологияи трансформатор, мо эътироф мекунем, ки тарҳи оптималии изолятсия барои тоб овардан ба фишорҳои шадиди барқӣ, аз ҷумла ..., аҳамияти аввалиндараҷа дорад. шиддатҳои кории доимӣ, импулсҳои барқ, ва гузаришҳои гузариш.

Дар ин мақола методологияҳои мураккаби таҳлили майдони электрикӣ ва стратегияҳои амалии такмилдиҳӣ барои фосилаҳои изолятсияи асосии байни катушкаҳои трансформатори 220 кВ баррасӣ мешаванд. Бо истифода аз технологияҳои пешрафтаи симулятсия ва принсипҳои инноватсионии тарроҳӣ, мо метавонем самаранокии изолятсияи трансформаторро ба таври назаррас беҳтар созем ва дар муҳитҳои душвортарин сифати кориро таъмин намоем.

Асосҳои изолятсияи асосӣ дар трансформаторҳои 220 кВ

Фосилаи асосии изолятсия байни печҳо дар трансформаторҳои 220 кВ ҳамчун монеаи асосии диэлектрикӣ хизмат мекунад ва аз вайроншавии барқ ​​байни печҳои баландшиддат ва пастшиддат пешгирӣ мекунад. Ин системаи изолятсия бояд на танҳо шароити стандартии корӣ, балки ба шароити гуногун низ тоб оварад. сенарияҳои аз ҳад зиёд шиддатки ҳангоми вайроншавии шабакаҳои барқӣ ба амал меоянд.

Дар барномаҳои 220 кВ, фосилаи изолятсия одатан аз як истифода мебарад системаи бисёрмонеааз силиндрҳо ё печҳои тахтаи пресс иборатанд, ки фосиларо ба якчанд каналҳои хурдтари равған тақсим мекунанд. Ин равиш ба таври назаррас беҳтар мекунад шиддати ибтидоии қисман холӣшавӣ(PDIV) ва аз пайдоиши пулҳои ноқисии гузаронанда байни печҳо пешгирӣ мекунад. Тарҳи асосӣ аз принсипи "найчаи тунуки коғазӣ, фосилаи хурди равған" пайравӣ мекунад, ки дар он тахтаҳои матбуотии монеа одатан ғафсии 2 мм доранд ва фосилаҳои равған байни монеаҳо аз 6-10 мм фарқ мекунанд.

Тақсимоти майдони электрикӣ дар дохили ин фосилаҳо қариб яксон нест, бо консентратсияҳои стресски дар канорҳои печ, хамшавии ноқилҳо ва интерфейсҳои изолятсия ба амал меоянд. Бе беҳсозии дурусти тарҳрезӣ, ин минтақаҳои дорои фишори баланд метавонанд фаъолиятҳои қисман холӣшавиро ба вуҷуд оранд, ки боиси вайроншавии пешрафтаи изолятсия ва нокомии эҳтимолӣ мегардад.

Усулҳои таҳлили майдони электрикӣ

Моделсозии усули унсурҳои ниҳоӣ (FEM)

Тарроҳии изолятсияи муосир ба он вобаста аст, ки таҳлили унсурҳои ниҳоӣ(FEA) барои харитасозии дақиқи майдони электрикӣ. Бо тақсим кардани геометрияи изолятсия ба ҳазорҳо унсурҳои дискретӣ, FEM метавонад ҳисоб кунад тақсимоти эҳтимолӣва қувваи майдонбо дақиқии назаррас. Барои трансформаторҳои 220 кВ, ин таҳлил одатан ба се минтақаи муҳим тамаркуз мекунад: изолятсияи болоии қисм, қисмати миёна байни печҳо, ва изолятсияи поёнӣ.

Моделирҳои мо нишон медиҳанд, ки баландтарин шиддати майдони электрикӣ дар трансформаторҳои 220 кВ одатан дар ... ба амал меоянд. кунҷҳои сатҳи дарунӣпечҳои баландшиддат, махсусан дар наздикии қисматҳои охири хат. Ҳангоми озмоишҳои импулси барқ ​​(1050 кВ барои системаҳои 220 кВ), ин минтақаҳо метавонанд қувваи майдонро аз 8-9 кВ/мм зиёдтар эҳсос кунанд, ки ба ҳадди вайроншавии маводҳои изолятсия наздик мешавад.

Муайян кардани минтақаҳои стресси интиқодӣ

Тавассути таҳлили ҳамаҷонибаи майдони электрикӣ, мо якчанд минтақаҳои фишори муҳимро муайян кардем, ки ба таваҷҷӯҳи махсус дар трансформаторҳои 220 кВ ниёз доранд:

• Минтақаҳои канори печдорКунҷҳои тез дар канорҳои печ консентратсияи назарраси майдонҳоро ба вуҷуд меоранд, ки усулҳои махсуси баҳодиҳиро талаб мекунанд.
• Интерфейси байни изолятсияи сахт ва моеъХусусиятҳои гуногуни диэлектрикии тахтаи пресс ва равған дар интерфейсҳои онҳо шиддати майдонро ба вуҷуд меоранд.
• Минтақаҳои баромади пешбарНуқтаҳои гузариш, ки дар онҳо ноқилҳои баландшиддат аз печҳо мебароянд, тақсимоти майдониро махсусан душвор мегардонанд, ки таҳлили сеченака талаб мекунанд.

Барои трансформаторҳои 220 кВ, шиддати максималии майдони электрикӣ одатан дар чанд диски аввал дар наздикии охири хат ва дар нуқтаҳои пайвастшавӣ байни дискҳои байниҳамдигарӣ ва оддӣ ҳангоми шароити импулсӣ ба амал меояд. Ин минтақаҳо барои пешгирии вайроншавии бармаҳал чораҳои беҳтари изолятсияро талаб мекунанд.

Стратегияҳои беҳтаркунӣ барои сӯрохиҳои асосии изолятсия

Беҳсозии геометрӣ

Шаклдиҳии электродяке аз самараноктарин стратегияҳо барои беҳтар кардани тақсимоти майдонҳоро ифода мекунад. Бо иваз кардани кунҷҳои тез бо профилҳои каҷва амалӣ кардан электродҳои тороидӣ, мо метавонем қувваи максималии майдонро то 30-40% кам кунем. Барои трансформаторҳои 220 кВ, ин инҳоро дар бар мегирад:

• Ҳалқаҳои охири статикӣ(SER) дар терминалҳои печ барои эҷоди градиентҳои эҳтимолии ҳамвортар.
• Ҳалқаҳои кунҷӣбо профилҳое, ки хатҳои эквипотенсиалиро тақриб мекунанд, фишорҳои тангенсиалиро дар сатҳҳои тахтаи пресс ба таври назаррас коҳиш медиҳанд.
• Конусҳои фишордар интерфейсҳои муҳим барои назорат кардани фарқияти майдонҳо ва ба ҳадди ақал расонидани консентратсияҳо.

Беҳсозии радиуси каҷшавӣ махсусан муҳим аст - зиёд кардани радиуси кунҷи ноқилҳо ва ҳалқаҳои статикӣ метавонад шиддатёбии майдонро (қувваи майдон ∝ 1/радиус) ба таври назаррас коҳиш диҳад.

Маводҳои пешрафтаи изолятсия

Интихоби мавод дар беҳтар кардани сифати изолятсия нақши муҳим мебозад. Трансформаторҳои 220 кВ-и мо аз инҳо истифода мебаранд:

• Тахтаи матбуотии зичии баландбо устувории беҳтаршудаи андозагирӣ ва қувваи диэлектрикии баландтар.
• Коғазҳои бо гармӣ такмилёфтаки хосиятҳои диэлектрикиро дар ҳарорати баланд нигоҳ медоранд ва муқовимати гармии баландро таъмин мекунанд.
• Маводҳои бо нанокомпозитҳо такмилёфтаки дар он нанозарраҳо (SiO₂, Al₂O₃), ки ба эпоксид ё равған илова карда мешаванд, қувваи диэлектрикиро 20-30% беҳтар мекунанд ва ҳамзамон гузаронандагии гармиро беҳтар мекунанд.

Ин маводҳои пешрафта имкон медиҳанд, ки тарҳҳои изолятсияи фишурдатар ба даст оварда шаванд ва ҳамзамон ҳошияи эътимоднокиро нигоҳ доранд ё ҳатто беҳтар кунанд. Масалан, татбиқи системаҳои изолятсияи нанокомпозитӣ метавонад мӯҳлати истифодаи изолятсияро дар муқоиса бо маводҳои анъанавӣ 20-30% дароз кунад.

Танзимоти системаи изолятсия

Беҳтар кардани сохтори ҷисмонии ҷузъҳои изолятсия ба беҳбудиҳои назаррас оварда мерасонад:

• Системаҳои изолятсияи дараҷабандӣки дар он ғафсии изолятсия вобаста ба тақсимоти шиддат дар тӯли печ фарқ мекунад.
• Беҳсозии ҷойгиркунии монеабо истифода аз таҳлили FEM барои муайян кардани мавқеъҳои оптималии тахтаи пресскунӣ, ки фишори максималии фосилаи равғанро ба ҳадди ақал мерасонанд.
• Андозагирии канали нафтки талаботи барқро (фосилаҳои хурдтар барои PDIV-и баландтар) бо ниёзҳои хунуккунӣ (ҷараёни кофии равған) мувозинат мекунад.

Барои трансформаторҳои 220 кВ, мо инро муайян кардем усулҳои печондани байниҳамдигарӣбо фоизи фосилабандии болотар аз 65-70% тақсимоти шиддати импулсро ба таври назаррас беҳтар мекунад ва фишорҳоро дар чанд диски аввал то 50% дар муқоиса бо тарҳҳои анъанавӣ коҳиш медиҳад.

Таҳқиқоти мавридӣ: Татбиқи бомуваффақият дар трансформатори 220 кВ

Лоиҳаи ахири мо, ки трансформатори дорои импеданси баланди 220 кВ-ро дар бар мегирад, самаранокии ин стратегияҳои такмилдиҳиро нишон медиҳад. Тарҳи ибтидоӣ консентратсияи аз ҳад зиёди майдони электрикиро (то 9,5 кВ/мм) дар фосилаи асосии изолятсия байни печҳои баландшиддат ва пастшиддат, махсусан дар наздикии нӯгҳои печ, нишон дод.

Тавассути таҳлили такрории FEM бо истифода аз нармафзори махсус (HSSSM), мо бастаи мукаммали такмилдиҳиро амалӣ кардем:

1. Ҳалқаи электростатикии аз нав тарҳрезӣшудабо каҷравии оптимизатсияшуда ва ҷойгиркунӣ.
2. Ҳалқаҳои кунҷии иловагӣдар канори печ барои тақсим кардани ҳаҷми равған ва беҳтар кардани қувваи кандашавӣ.
3. Тартиби тағйирёфтаи монеаба ҷои фосилаҳои калонтари аслӣ (12-15 мм), ки боиси эҷоди фосилаҳои хурдтар ва якхелатари равған (6-8 мм) мегардад.

Натиҷаҳо назаррас буданд: шиддати майдони максималӣ то 6,2 кВ/мм кам карда шуд (беҳтаршавии 35%), бо тақсимоти майдони якхела дар тамоми сохтори изолятсия. Трансформатори тағйирёфта аз ҳама санҷишҳои муқаррарӣ ва навъӣ, аз ҷумла санҷишҳои шиддати тобовар ба басомади барқ ​​(460 кВ барои 1 дақиқа) ва импулси барқ ​​(1050 кВ) бомуваффақият гузашт, бо сатҳи қисман холӣшавӣ пайваста аз 10 пС пасттар буд.

Мулоҳизаҳои истеҳсолӣ ва сифат

Ҳатто тарҳи мураккабтарин бе назорати дурусти истеҳсолӣ бесамар аст. Барномаи кафолати сифати мо барои изолятсияи трансформатори 220 кВ инҳоро дар бар мегирад:

• Назорати равандҳои оморӣҳангоми истеҳсоли тахтаи пресс ва васлкунии қисмҳо.
• Хушккунии вакуумӣ ва импрегнатсияи равғанравандҳое, ки тозакунии пурраи намӣ ва газҳоеро, ки метавонанд ихроҷи қисманро оғоз кунанд, таъмин мекунанд.
• Харитасозии қисман партофтанҳангоми санҷишҳои импулсӣ барои муайян ва ислоҳи ҳама гуна камбудиҳои истеҳсолӣ.

Барои трансформаторҳои 220 кВ, мо ҳангоми васлкунии печҳо ва амалиёти зарфбандии онҳо протоколҳои қатъии тозагиро татбиқ мекунем, зеро ҳатто ифлоскунандаҳои микроскопӣ метавонанд қувваи изолятсияро дар зери майдонҳои баланди электрикӣ ба таври назаррас коҳиш диҳанд.

Тамоюлҳои оянда дар технологияи изолятсия

Таҳаввулоти изолятсияи трансформатор бо якчанд таҳаввулоти умедбахш идома дорад:

• Технологияи дугоникҳои рақамӣэҷоди нусхаҳои виртуалии системаҳои изолятсия барои мониторинги иҷрои вақти воқеӣ ва нигоҳдории пешгӯишаванда.
• Мониторинги пешрафтаи ҳолатбо истифода аз сенсорҳои нахи оптикии дарунсохт барои пайгирии фаъолияти қисман холӣшавӣ ва нуқтаҳои гармӣ дар тӯли мӯҳлати кори трансформатор.
• Моеъҳои изолятсияи экологӣба монанди эфирҳои табиӣ, ки нуқтаҳои оташгирии баландтар ва мутобиқати беҳтари экологӣ доранд ва ҳамзамон кори диэлектрикиро нигоҳ медоранд.

Барои барномаҳои 220 кВ, мо махсусан аз он хурсандем барномаҳои омӯзиши мошинӣдар беҳсозии тарроҳии изолятсия, ки дар он алгоритмҳо метавонанд ҳазорҳо вариантҳои тарроҳиро зуд арзёбӣ кунанд, то конфигуратсияҳои оптималиро муайян кунанд, ки мулоҳизаҳои барқӣ, гармӣ ва иқтисодиро мувозинат мекунанд.

Хулоса

Беҳтар кардани фосилаҳои изолятсияи асосии байни катушкаҳои трансформатори 220 кВ як мушкили мураккаби муҳандисӣ мебошад, ки дониши амиқи назарияи диэлектрикӣ, имконоти пешрафтаи симулятсия ва таҷрибаи амалии истеҳсолиро талаб мекунад. Тавассути таҳлили ҳамаҷонибаи майдони электрикӣ ва стратегияҳои мақсадноки такмилдиҳӣ, мо метавонем эътимоднокӣ ва дарозумрии трансформаторро ба таври назаррас афзоиш диҳем.

Равиши мо нишон медиҳад, ки тарҳи стратегии изолятсия на танҳо кори диэлектрикиро беҳтар мекунад, балки трансформаторҳои фишурдатар ва арзонтарро низ имкон медиҳад. Бо татбиқи ин усулҳои пешрафта, мо трансформаторҳоеро пешниҳод мекунем, ки аз стандартҳои соҳавӣ болотаранд ва дар айни замон ба мизоҷони худ эътимоднокии аълои амалиётӣ ва имтиёзҳои умумии арзиши моликиятро таъмин менамоем.

Бо рушди минбаъдаи технология, мо ба ворид кардани навтарин дастовардҳо дар тарроҳии изолятсия содиқ мемонем ва кафолат медиҳем, ки муштариёни мо аз боэътимодтарин ва самараноктарин роҳҳои ҳалли трансформатори мавҷуда дар бозор баҳра баранд.

Имрӯз бо дастаи муҳандисии мо тамос гиредбарои муҳокимаи он, ки чӣ гуна таҷрибаи махсуси тарроҳии изолятсияи мо метавонад самаранокӣ ва эътимоднокии лоиҳаҳои трансформатори 220 кВ-и шуморо беҳтар созад.