Transfoma ya 220kV Inter-Coil Pengo Kuu la Insulation: Uchambuzi wa Sehemu ya Umeme na Mikakati ya Uboreshaji

Utangulizi

Katika uwanja wa usambazaji wa nguvu ya volteji ya juu, transfoma za 220kV zina jukumu muhimu katika kuhakikisha usambazaji mzuri wa nishati. pengo kuu la insulationkati ya vilima vya transfoma inawakilisha mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya usanifu, vinavyoathiri moja kwa moja uaminifu, uimara, na utendaji wa transfoma. Kama viongozi wa soko katika teknolojia ya transfoma, tunatambua kwamba muundo bora wa insulation ni muhimu sana katika kuhimili mikazo mikubwa ya umeme, ikiwa ni pamoja na volteji zinazoendelea kufanya kazi, misukumo ya umemena mawimbi ya kubadili.

Makala haya yanachunguza mbinu za kisasa za uchambuzi wa uga wa umeme na mikakati ya uboreshaji wa vitendo kwa mapengo ya insulation kuu ya transfoma ya 220kV kati ya koili. Kwa kutumia teknolojia za hali ya juu za simulizi na kanuni bunifu za muundo, tunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji wa insulation ya transfoma, na kuhakikisha ubora wa uendeshaji katika mazingira yanayohitaji sana.

Misingi ya Insulation Kuu katika Transfoma za 220kV

Pengo kuu la insulation kati ya vilima katika transfoma za 220kV hutumika kama kizuizi kikuu cha dielectric, kuzuia kuvunjika kwa umeme kati ya koili zenye volteji ya juu na volteji ya chini. Mfumo huu wa insulation lazima ustahimili si tu hali za kawaida za uendeshaji bali pia aina mbalimbali za insulation. matukio ya volteji kupita kiasiyanayotokea wakati wa usumbufu wa gridi ya taifa.

Katika matumizi ya 220kV, pengo la insulation kwa kawaida hutumia mfumo wa vikwazo vingiyenye mitungi au vifuniko vya ubao wa kusukuma mafuta vinavyogawanya pengo katika mifereji kadhaa midogo ya mafuta. Mbinu hii inaboresha kwa kiasi kikubwa voltage ya mwanzo wa kutokwa kwa sehemu(PDIV) na huzuia uundaji wa madaraja ya uchafu unaopitisha hewa kati ya vilima. Muundo wa msingi unafuata kanuni ya "mrija mwembamba wa karatasi, pengo dogo la mafuta", ambapo vibao vya kushinikiza vizuizi kwa kawaida huwa na unene wa milimita 2, na pengo la mafuta kati ya vizuizi huwa kati ya milimita 6-10.

Usambazaji wa uga wa umeme ndani ya mapengo haya si sawa, pamoja na viwango vya msongo wa mawazozinazotokea kwenye kingo zinazopinda, mikunjo ya kondakta, na violesura vya insulation. Bila uboreshaji mzuri wa muundo, maeneo haya yenye mkazo mkubwa yanaweza kuanzisha shughuli za kutokwa kwa sehemu, na kusababisha uharibifu unaoendelea wa insulation na kushindwa kunaweza kutokea.

Mbinu za Uchambuzi wa Umeme

Uigaji wa Mbinu ya Kipengele Kina (FEM)

Ubunifu wa kisasa wa insulation hutegemea sana uchanganuzi wa kipengele chenye kikomo(FEA) kwa ajili ya uchoraji ramani sahihi wa uwanja wa umeme. Kwa kugawanya jiometri ya insulation katika maelfu ya vipengele vilivyotengwa, FEM inaweza kukokotoa usambazaji unaowezekanana nguvu ya uwanjakwa usahihi wa ajabu. Kwa vibadilishaji vya 220kV, uchambuzi huu kwa kawaida huzingatia maeneo matatu muhimu: insulation ya sehemu ya juu, sehemu ya kati kati ya vilimana insulation ya sehemu ya chini.

Simulizi zetu zinaonyesha kwamba nguvu ya juu zaidi ya umeme katika transfoma za 220kV kwa kawaida hutokea kwenye pembe za uso wa ndaniya vilima vya volteji ya juu, hasa karibu na sehemu za mwisho wa mstari. Wakati wa majaribio ya msukumo wa umeme (1050kV kwa mifumo ya 220kV), maeneo haya yanaweza kupata nguvu za uwanjani zinazozidi 8-9kV/mm, zikikaribia mipaka ya kuvunjika kwa vifaa vya kuhami joto.

Utambuzi wa Maeneo Muhimu ya Mkazo

Kupitia uchambuzi kamili wa uga wa umeme, tumegundua maeneo kadhaa muhimu ya mkazo yanayohitaji uangalifu maalum katika transfoma za 220kV:

• Maeneo ya ukingo unaozunguka: Pembe kali kwenye ncha zinazopinda huunda viwango vikubwa vya uwanja, na hivyo kuhitaji mbinu maalum za uainishaji.
• Muunganisho kati ya insulation imara na kioevuSifa tofauti za dielektriki za ubao wa kushinikiza na mafuta huunda uimarishaji wa uwanja kwenye violesura vyao.
• Sehemu za kutokea kwa njia ya risasi: Sehemu za mpito ambapo risasi zenye volteji ya juu zinatoka na vilima vinawasilisha usambazaji wa sehemu zenye changamoto hasa unaohitaji uchambuzi wa pande tatu.

Kwa vibadilishaji vya 220kV, nguvu ya juu zaidi ya uwanja wa umeme kwa kawaida hutokea katika diski chache za kwanza karibu na mwisho wa mstari na katika sehemu za makutano kati ya diski zilizounganishwa na za kawaida wakati wa hali ya msukumo. Maeneo haya yanahitaji hatua zilizoimarishwa za insulation ili kuzuia hitilafu ya mapema.

Mikakati ya Uboreshaji kwa Mapengo Makuu ya Insulation

Uboreshaji wa Kijiometri

Uundaji wa elektrodiinawakilisha mojawapo ya mikakati yenye ufanisi zaidi ya kuboresha usambazaji wa shamba. Kwa kubadilisha pembe kali na wasifu uliopindana kutekeleza elektrodi za toroidal, tunaweza kupunguza nguvu za juu zaidi za uwanjani kwa hadi 30-40%. Kwa transfoma za 220kV, hii inajumuisha:

• Pete za mwisho tuli(SER) kwenye vituo vinavyozunguka ili kuunda miteremko inayowezekana laini zaidi.
• Pete za pembezenye wasifu unaokaribia mistari ya equipotential, na kupunguza kwa kiasi kikubwa mkazo wa tangential kwenye nyuso za pressboard.
• Koni za mkazokatika violesura muhimu ili kudhibiti tofauti ya uwanja na kupunguza viwango.

Uboreshaji wa kipenyo cha mkunjo ni muhimu sana - kuongeza kipenyo cha kona cha kondakta na pete tuli kunaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa uimarishaji wa sehemu ya nje (nguvu ya sehemu ya nje ∝ 1/kipenyo).

Vifaa vya Kina vya Kuhami

Uchaguzi wa nyenzo una jukumu muhimu katika kuongeza utendaji wa insulation. Transfoma zetu za 220kV hutumia:

• Ubao wa kushinikiza wenye msongamano mkubwapamoja na uthabiti ulioboreshwa wa vipimo na nguvu ya juu ya dielektri.
• Karatasi zilizoboreshwa kwa jotozinazotoa uvumilivu bora wa joto, zinazodumisha sifa za dielektriki katika halijoto ya juu.
• Nyenzo zilizoboreshwa na nanocompositeambapo chembe chembe ndogo (SiO₂, Al₂O₃) zilizoongezwa kwenye epoksi au mafuta huboresha nguvu ya dielektri kwa 20-30% huku zikiongeza upitishaji wa joto.

Nyenzo hizi za hali ya juu huruhusu miundo midogo zaidi ya insulation huku zikidumisha au hata kuboresha kiwango cha kutegemewa. Kwa mfano, utekelezaji wa mifumo ya insulation ya nanocomposite unaweza kuongeza muda wa insulation kwa 20-30% ikilinganishwa na vifaa vya kawaida.

Usanidi wa Mfumo wa Insulation

Kuboresha mpangilio wa kimwili wa vipengele vya insulation hutoa maboresho makubwa:

• Mifumo ya insulation yenye darajaambapo unene wa insulation hutofautiana kulingana na usambazaji wa volteji kando ya vilima.
• Uboreshaji wa uwekaji wa vizuizikutumia uchambuzi wa FEM ili kubaini nafasi bora za ubao wa waandishi wa habari zinazopunguza mkazo wa juu zaidi wa pengo la mafuta.
• Ukubwa wa mifereji ya mafutaambayo husawazisha mahitaji ya umeme (mapengo madogo kwa PDIV ya juu) na mahitaji ya kupoeza (mtiririko wa kutosha wa mafuta).

Kwa transfoma za 220kV, tumegundua hilo mbinu za kuzungusha zenye majani yaliyounganishwaKwa asilimia zinazoingiliana zaidi ya 65-70%, huboresha kwa kiasi kikubwa usambazaji wa volteji ya msukumo, na kupunguza msongo kwenye diski chache za kwanza kwa hadi 50% ikilinganishwa na miundo ya kawaida.

Uchunguzi wa Kifani: Utekelezaji Uliofanikiwa katika Transfoma ya 220kV

Mradi wetu wa hivi karibuni unaohusisha kibadilishaji cha kidhibiti cha juu cha 220kV unaonyesha ufanisi wa mikakati hii ya uboreshaji. Muundo wa awali ulionyesha viwango vya juu vya uwanja wa umeme (hadi 9.5kV/mm) katika pengo kuu la insulation kati ya vilima vya volteji ya juu na volteji ya chini, hasa karibu na ncha za vilima.

Kupitia uchambuzi wa mara kwa mara wa FEM kwa kutumia programu maalum (HSSSM), tulitekeleza kifurushi kamili cha uboreshaji:

1. Pete ya umeme tuli iliyobuniwa upyayenye mkunjo na uwekaji ulioboreshwa.
2. Pete za pembe za ziadakwenye ncha zinazopinda ili kugawanya ujazo wa mafuta na kuboresha nguvu ya kutambaa.
3. Mpangilio wa kizuizi uliorekebishwakuunda mapengo madogo zaidi ya mafuta yanayofanana (6-8mm) badala ya mapengo makubwa ya awali (12-15mm).

Matokeo yalikuwa ya kushangaza: nguvu ya juu ya uwanja ilipunguzwa hadi 6.2kV/mm (uboreshaji wa 35%), na usambazaji sawa wa uwanja katika muundo wote wa insulation. Kibadilishaji kilichorekebishwa kilifaulu majaribio yote ya kawaida na ya aina, ikiwa ni pamoja na volteji inayostahimili masafa ya nguvu (460kV kwa dakika 1) na majaribio ya msukumo wa umeme (1050kV), huku viwango vya kutokwa kwa sehemu vikiwa chini ya 10pC mara kwa mara.

Mambo ya Kuzingatia Uzalishaji na Ubora

Hata muundo wa kisasa zaidi haufanyi kazi bila udhibiti sahihi wa utengenezaji. Programu yetu ya uhakikisho wa ubora wa insulation ya transfoma ya 220kV inajumuisha:

• Udhibiti wa michakato ya takwimuwakati wa utengenezaji wa ubao wa waandishi wa habari na uunganishaji wa vipengele.
• Kukausha kwa ombwe na upachikaji wa mafutamichakato inayohakikisha kuondolewa kabisa kwa unyevu na gesi ambazo zinaweza kusababisha kutokwa kwa sehemu.
• Ramani ya sehemu ya kutokwawakati wa majaribio ya msukumo ili kutambua na kurekebisha kasoro zozote za utengenezaji.

Kwa transfoma za 220kV, tunatekeleza itifaki kali za usafi wakati wa shughuli za kuunganisha na kufunga tanki, kwani hata vichafuzi vidogo vinaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa nguvu ya insulation chini ya umeme mwingi.

Mitindo ya Baadaye katika Teknolojia ya Insulation

Mageuzi ya insulation ya transfoma yanaendelea na maendeleo kadhaa yenye matumaini:

• Teknolojia ya mapacha ya kidijitalikuunda nakala pepe za mifumo ya insulation kwa ajili ya ufuatiliaji wa utendaji wa wakati halisi na matengenezo ya utabiri.
• Ufuatiliaji wa hali ya juukutumia vitambuzi vya fiber optic vilivyopachikwa ili kufuatilia shughuli za kutokwa kwa sehemu na maeneo yenye joto katika maisha yote ya transfoma.
• Vimiminika vya kuhami joto rafiki kwa mazingirakama vile esta asilia zinazotoa sehemu za juu za moto na utangamano bora wa mazingira huku zikidumisha utendaji wa dielectric.

Kwa matumizi ya 220kV, tunafurahi sana kuhusu programu za kujifunza kwa mashinekatika uboreshaji wa muundo wa insulation, ambapo algoriti zinaweza kutathmini kwa haraka maelfu ya tofauti za muundo ili kutambua usanidi bora unaosawazisha mambo ya umeme, joto, na kiuchumi.

Hitimisho

Uboreshaji wa mapengo ya insulation kuu ya transfoma ya 220kV kati ya koili unawakilisha changamoto ya uhandisi ya hali ya juu inayohitaji ujuzi wa kina wa nadharia ya dielectric, uwezo wa hali ya juu wa simulizi, na utaalamu wa utengenezaji wa vitendo. Kupitia uchambuzi kamili wa uwanja wa umeme na mikakati ya uboreshaji inayolengwa, tunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uaminifu na maisha marefu ya transfoma.

Mbinu yetu inaonyesha kwamba muundo wa kimkakati wa insulation sio tu kwamba unaboresha utendaji wa dielectric lakini pia huwezesha transfoma ndogo na za gharama nafuu zaidi. Kwa kutekeleza mbinu hizi za hali ya juu, tunatoa transfoma zinazozidi viwango vya tasnia huku tukiwapa wateja wetu uaminifu bora wa uendeshaji na gharama ya jumla ya faida za umiliki.

Kadri teknolojia inavyoendelea kubadilika, tunabaki kujitolea kuunganisha maendeleo ya hivi karibuni katika muundo wa insulation, kuhakikisha wateja wetu wananufaika na suluhisho za transfoma zinazoaminika na zenye ufanisi zaidi zinazopatikana sokoni.

Wasiliana na timu yetu ya uhandisi leokujadili jinsi utaalamu wetu maalum wa usanifu wa insulation unavyoweza kuongeza utendaji na uaminifu wa miradi yako ya transfoma ya 220kV.