उच्च वोल्टेज झाड़ी का उद्देश्य क्या है?

उच्च-वोल्टेज बुशिंग विद्युत इन्सुलेशन, यांत्रिक समर्थन, वर्तमान चालन और उच्च-वोल्टेज बिजली उपकरण जैसे ट्रांसफॉर्मर और स्विचगियर में पर्यावरण संरक्षण प्राप्त करने के लिए मुख्य घटक हैं। उनके मुख्य उपयोगों का तीन आयामों से गहराई से विश्लेषण किया जा सकता है: फ़ंक्शन, परिदृश्य और तकनीकी मूल्य।

1। कोर फ़ंक्शन: उच्च-वोल्टेज पावर ट्रांसमिशन में चार प्रमुख विरोधाभासों को हल करना

उच्च-वोल्टेज बुशिंग संरचनात्मक और सामग्री नवाचार के माध्यम से उच्च-वोल्टेज उपकरण के संचालन में प्रमुख विरोधाभासों को व्यवस्थित रूप से हल करते हैं:

1। विद्युत इन्सुलेशन विरोधाभास: उच्च क्षमता और जमीनी क्षमता के बीच स्थानिक अलगाव

विरोधाभास का सार: ट्रांसफार्मर के उच्च-वोल्टेज घुमावदार (500 केवी तक) और ग्राउंडेड ऑयल टैंक के बीच एक बड़ा संभावित अंतर है, जिसे झाड़ियों द्वारा सुरक्षित रूप से अलग करने की आवश्यकता है।

समाधान:

समग्र इन्सुलेशन सिस्टम: एक तेल-पेपर कैपेसिटर कोर + बाहरी चीनी मिट्टी के बरतन आस्तीन संरचना को अपनाता है। संधारित्र कोर इन्सुलेशन पेपर और एल्यूमीनियम पन्नी की कई परतों से बना है जो वैकल्पिक रूप से घाव है। विद्युत क्षेत्र की ताकत को वोल्टेज डिवीजन सिद्धांत के माध्यम से 5 केवी/मिमी (30 केवी/सेमी के वायु टूटने वाले क्षेत्र की ताकत से बहुत कम) से कम या बराबर नियंत्रित किया जाता है।

पैरामीटर उदाहरण: एक 5 0 0 केवी बुशिंग कैपेसिटर कोर में 48 परतें होती हैं, इन्सुलेशन पेपर की प्रत्येक परत 0.1 मिमी मोटी होती है, और एल्यूमीनियम पन्नी की चौड़ाई एक समान विद्युत क्षेत्र को प्राप्त करने के लिए परत द्वारा परत को कम करती है।

2। यांत्रिक तनाव विरोधाभास: उच्च वर्तमान और कंपन वातावरण में संरचनात्मक स्थिरता

विरोधाभास का सार: उच्च-वोल्टेज झाड़ियों को यांत्रिक तनाव जैसे कि शॉर्ट-सर्किट प्रभाव और भूकंप का विरोध करते हुए सैकड़ों एम्पीयर को हजारों एम्पीयर में ले जाने की आवश्यकता होती है।

समाधान:

प्रवाहकीय रॉड सुदृढीकरण डिजाइन: कॉपर ट्यूब + आंतरिक पानी कूलिंग चैनल संरचना (यूएचवी बुशिंग), प्रवाहकीय क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 2000 मिमी से अधिक या उसके बराबर, 5000 से अधिक की वर्तमान वहन क्षमता।

भूकंपीय डिजाइन: परिमित तत्व विश्लेषण के माध्यम से निकला हुआ किनारा कनेक्शन कठोरता का अनुकूलन करें यह सुनिश्चित करने के लिए कि झाड़ी का अंतिम स्विंग 0 के तहत 2 मिमी से कम या बराबर है। 4 जी भूकंप त्वरण।

3। पर्यावरण अनुकूलन विरोधाभास: चरम कार्य परिस्थितियों में प्रदर्शन प्रतिधारण

विरोधाभास का सार: आउटडोर झाड़ियों को पर्यावरणीय चुनौतियों जैसे गंदगी, संक्षेपण और पराबैंगनी किरणों का सामना करने की आवश्यकता है, जबकि इनडोर झाड़ियों को SF₆ गैस अपघटन उत्पादों से जंग का सामना करने की आवश्यकता है।

समाधान:

एंटी-पॉल्यूशन फ्लैशओवर तकनीक: वैकल्पिक डिजाइनों के साथ बड़े और छोटे छतरी स्कर्ट को अपनाएं (छाता रिक्ति/छाता विस्तार अनुपात 1.2 से अधिक या उससे अधिक), और 0 3 mg/cm² के बराबर नमक घनत्व सहिष्णुता मान को बढ़ाने के लिए RTV कोटिंग के साथ सहयोग करें।

गैस सीलिंग: डबल-पास ओ-रिंग + लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से, SF₆ गैस की वार्षिक रिसाव दर को 0 से कम या उसके बराबर नियंत्रित किया जाता है। 1%/वर्ष।

4। थर्मल प्रबंधन विरोधाभास: उच्च धारा के तहत तापमान वृद्धि नियंत्रण

विरोधाभास का सार: जब प्रवाहकीय रॉड बहने वाली हो रही है, तो जूल गर्मी (I=आर) उत्पन्न होने की आवश्यकता होती है ताकि इन्सुलेट सामग्री के थर्मल उम्र बढ़ने से बचने के लिए प्रभावी रूप से छुट्टी दे दी जा सके।

समाधान:

थर्मल पथ अनुकूलन: प्रवाहकीय रॉड और इन्सुलेट परत के बीच एल्यूमीनियम नाइट्राइड सिरेमिक पाउडर + सिलिकॉन तेल समग्र सामग्री भरें, और थर्मल चालकता 1.2 w/(m · k) तक बढ़ जाती है।

तापमान वृद्धि सीमा: IEC मानक यह निर्धारित करता है कि झाड़ी के शीर्ष पर तेल का तापमान वृद्धि 55k से कम या बराबर है। 110 केवी झाड़ियों के लिए, जब परिवेश का तापमान 40 डिग्री है, तो शीर्ष तापमान 95 डिग्री से अधिक नहीं होगा।

2। विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य: पावर सिस्टम के प्रमुख नोड्स

उच्च-वोल्टेज झाड़ियों का अनुप्रयोग बिजली उत्पादन, ट्रांसमिशन और परिवर्तन की पूरी प्रक्रिया के माध्यम से चलता है। विशिष्ट परिदृश्यों में शामिल हैं:

1। पावर जनरेशन एंड: लार्ज-कैपेसिटी यूनिट्स का पावर आउटपुट

मामला: तीन गोर्ज हाइड्रोपावर स्टेशन की 700 मेगावाट इकाइयों का समर्थन करने वाली 550 केवी बुशिंग में 4000 ए की एकल-चरण वर्तमान वहन क्षमता है और रेटेड करंट (40 केए/3 एस) के 10 गुना के शॉर्ट-सर्किट प्रभाव का सामना करने की आवश्यकता है।

तकनीकी कठिनाइयाँ: जनरेटर आउटलेट पर हार्मोनिक करंट (THDI से अधिक या 15%से अधिक या बराबर) के कारण होने वाली अतिरिक्त हीटिंग समस्या को हल करने की आवश्यकता है।

2। ट्रांसमिशन एंड: यूएचवी डीसी कनवर्टर स्टेशन

केस: of 800kV कनवर्टर ट्रांसफार्मर के वाल्व-साइड झाड़ी में एक रेजिन-संसेचन पेपर (RIP) कैपेसिटर कोर + सिलिकॉन रबर कम्पोजिट जैकेट संरचना को अपनाता है, जिसमें 12 मीटर की इन्सुलेशन लंबाई और 5 पीसी से कम या बराबर का आंशिक डिस्चार्ज स्तर होता है।

नवाचार: इन्सुलेट सामग्री का ढांकता हुआ स्थिरांक नैनो-अलोओ डोपिंग तकनीक के माध्यम से 4.2 से 5.8 तक बढ़ जाता है, और झाड़ी का आकार 20%तक कम हो जाता है।

3। सबस्टेशन: शहरी भूमिगत सबस्टेशन

केस: शंघाई जिंगन 1000 केवी जीआईएस सबस्टेशन के लिए झाड़ी केवल 450 मिमी के व्यास के साथ पूर्ण एसएफ ₆ गैस इन्सुलेशन + एम्बेडेड वर्तमान ट्रांसफार्मर डिजाइन को अपनाती है, जो सुरंग की अंतरिक्ष सीमाओं को पूरा करती है।

तकनीकी सफलता: -40 डिग्री ~ 80 डिग्री के तापमान सीमा के भीतर 0 के भीतर एक सूक्ष्म पॉजिटिव दबाव बनाए रखने के लिए स्व-विस्तार सीलिंग तकनीक विकसित करें।

Iii। तकनीकी मूल्य: पावर ग्रिड की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए "गला घटक"

उच्च-वोल्टेज झाड़ियों का तकनीकी प्रदर्शन सीधे पावर ग्रिड की विश्वसनीयता को प्रभावित करता है, और इसका मूल्य परिलक्षित होता है

1। विफलता दर और आर्थिक नुकसान

सांख्यिकीय डेटा: 2018 से 2022 तक, राज्य ग्रिड में झाड़ी विफलताओं के कारण होने वाले 220 केवी से ऊपर ट्रांसफार्मर शटडाउन का अनुपात 37%तक पहुंच गया, और एक ही दुर्घटना का नुकसान 10 मिलियन युआन से अधिक हो गया।

विशिष्ट मामला: 500 केवी सबस्टेशन के झाड़ी संधारित्र कोर के टूटने से एक चरण-से-चरण शॉर्ट सर्किट हुआ, जिसमें बिजली की आपूर्ति को बहाल करने के लिए 230 मिलियन युआन और 18 दिनों का प्रत्यक्ष नुकसान हुआ।

2। बेहतर ऊर्जा दक्षता और विस्तारित जीवन

ऊर्जा-बचत प्रभाव: कम-हानि सिलिकॉन रबर झाड़ियों का उपयोग 0 5%द्वारा ट्रांसफॉर्मर के नो-लोड नुकसान को कम कर सकता है। 100 मुख्य ट्रांसफार्मर के आधार पर, वार्षिक बिजली की बचत 1 मिलियन kWh से अधिक है।

जीवन डिजाइन: बहु-तनाव त्वरित उम्र बढ़ने वाले परीक्षणों (इलेक्ट्रिक-थर्मल-मैकेनिकल संयुक्त कार्रवाई) के माध्यम से, आधुनिक झाड़ियों का जीवन 40 साल तक पहुंच सकता है, जो पारंपरिक उत्पादों की तुलना में 15 साल लंबा है।

3। बुद्धिमान निगरानी और स्थिति रखरखाव

तकनीकी प्रगति: एकीकृत ऑप्टिकल फाइबर तापमान माप के साथ बुद्धिमान झाड़ियाँ + आंशिक निर्वहन यूएचएफ सेंसर प्राप्त कर सकते हैं:

हॉट स्पॉट तापमान की वास्तविक समय की निगरानी (सटीकता) 1 डिग्री)

आंशिक निर्वहन चरण-आयाम वितरण (PRPD) पैटर्न मान्यता

शेष जीवन भविष्यवाणी (LSTM तंत्रिका नेटवर्क पर आधारित)

आवेदन परिणाम: एक प्रांतीय पावर ग्रिड को बुद्धिमान झाड़ियों की तैनाती के बाद, गलती की चेतावनी की सटीकता 92%तक बढ़ गई, और रखरखाव की लागत 40%कम हो गई।

Iv। तकनीकी विकास: नई बिजली प्रणालियों की ओर अपग्रेड करना

उच्च-वोल्टेज झाड़ियाँ उच्च वोल्टेज, छोटे आकार और होशियार दिशा की ओर विकसित हो रही हैं।

1। वोल्टेज स्तर की सफलता

आर एंड डी दिशा: 1100 केवी शुद्ध गैस-अछूता बुशिंग (जीआईएस के लिए), k 1100 केवी डीसी बुशिंग्स (लचीले डीसी ट्रांसमिशन के लिए)

तकनीकी चुनौती: अल्ट्रा-हाई वोल्टेज के तहत अंतरिक्ष चार्ज संचय के कारण इन्सुलेशन गिरावट की समस्या को हल करने की आवश्यकता है।

2। सामग्री नवाचार

नैनो संशोधन: 10nm tio, कणों को जोड़कर, एपॉक्सी राल के इन्सुलेशन प्रदर्शन में 30%में सुधार होता है।

सेल्फ-हीलिंग सामग्री: माइक्रोकैप्सल रिपेयर एजेंटों से युक्त एक इंसुलेटिंग लेयर विकसित करें, जो दरार का विस्तार करने पर स्वचालित रूप से मरम्मत एजेंटों को छोड़ सकता है।

3। डिजिटल ट्विन एप्लिकेशन

तकनीकी पथ: एक तीन-आयामी विद्युत चुम्बकीय-थर्मल-मैकेनिकल युग्मन मॉडल को प्राप्त करने के लिए स्थापित करें:

वर्चुअल कमीशनिंग: ऑन-साइट इंस्टॉलेशन और कमीशन टाइम को 60%कम करें।

फॉल्ट बैकट्रैकिंग: डिजिटल मिररिंग के माध्यम से इन्सुलेशन दोष की स्थिति का पता लगाएं (सटीकता ± 5 मिमी)।

उच्च-वोल्टेज पावर उपकरणों के "गले" के रूप में, उच्च-वोल्टेज झाड़ियों का तकनीकी विकास हमेशा पावर ग्रिड सुरक्षा, ऊर्जा दक्षता में सुधार और डिजिटल परिवर्तन से निकटता से संबंधित रहा है। नए पावर सिस्टम के निर्माण के रूप में, उच्च वोल्टेज ले जाने की क्षमता, होशियार निगरानी क्षमताओं और लंबे समय तक जीवन चक्र के साथ बुशिंग की एक नई पीढ़ी उद्योग मानक बन जाएगी, जो एक मजबूत स्मार्ट ग्रिड के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण सहायता प्रदान करती है।