220kV טראַנספאָרמער אינטער-שפּול הויפּט איזאָלאַציע גאַפּ: עלעקטריש פעלד אַנאַליסיס און פֿאַרבעסערונג סטראַטעגיעס

הקדמה

אין דער וועלט פון הויך-וואָולטידזש מאַכט טראַנסמיסיע, שפּילן 220kV טראַנספאָרמערס אַ קריטישע ראָלע אין ענשורינג עפעקטיוו ענערגיע פאַרשפּרייטונג. הויפּט איזאָלאַציע שפּאַלטצווישן טראַנספאָרמאַטאָר ווינדינגס רעפּרעזענטירט איינער פון די מערסט קריטישע פּלאַן עלעמענטן, וואָס האָט אַ דירעקטע השפּעה אויף די טראַנספאָרמאַטאָר'ס פאַרלעסלעכקייט, לאַנגלעבעדיקייט און פאָרשטעלונג. אַלס מאַרק פירער אין טראַנספאָרמאַטאָר טעכנאָלאָגיע, דערקענען מיר אַז אָפּטימאַל איזאָלאַציע פּלאַן איז וויכטיק צו אַנטקעגנשטעלן עקסטרעמע עלעקטרישע דרוק, אַרייַנגערעכנט קאָנטינויִערלעכע אָפּערירן וואָולטאַזשן, בליץ אימפולסן, און סוויטשינג סורדזשעס.

דיזער אַרטיקל אויספאָרשט די סאָפיסטיקירטע עלעקטרישע פעלד אַנאַליז מעטאָדאָלאָגיעס און פּראַקטישע פֿאַרבעסערונג סטראַטעגיעס פֿאַר 220kV טראַנספאָרמער אינטער-שפּול הויפּט איזאָלאַציע גאַפּס. דורך נוצן אַוואַנסירטע סימיאַליישאַן טעקנאַלאַדזשיז און ינאָוואַטיווע פּלאַן פּרינציפּן, קענען מיר באַדייטנד פֿאַרבעסערן טראַנספאָרמער איזאָלאַציע פאָרשטעלונג, ענשורינג אָפּעראַציאָנעל עקסאַלאַנס אין די מערסט פאָדערן ינווייראַנמאַנץ.

יסודות פון הויפּט איזאָלאַציע אין 220kV טראַנספאָרמערס

די הויפּט איזאָלאַציע שפּאַלט צווישן ווינדינגס אין 220kV טראַנספאָרמערס דינט ווי די ערשטיקע דיעלעקטרישע באַריערע, פאַרהיטנדיק עלעקטרישע ברייקדאַון צווישן הויך-וואָולטידזש און נידעריק-וואָולטידזש שפּולן. די איזאָלאַציע סיסטעם מוז נישט בלויז וויטשטיין נאָרמאַלע אָפּערייטינג באדינגונגען, נאָר אויך פֿאַרשיידענע איבערוואָלטאַדזש סצענאַרןוואָס פּאַסירן בעת ​​גריד פּראָבלעמען.

אין 220kV אַפּליקאַציעס, די איזאָלאַציע שפּאַלט טיפּיש ניצט אַ מולטי-באַריער סיסטעםבאַשטייענדיק פֿון פּרעסע־ברעט צילינדערס אָדער אײַנוויקלונגען וואָס טיילן דעם שפּאַלט אין עטלעכע קלענערע אויל־רערן. דער צוגאַנג פֿאַרבעסערט באַדײַטנדיק די טיילווייזע אָפּזאָגן אָנהייב וואָולטידזש(PDIV) און פאַרהיט די פאָרמירונג פון קאַנדאַקטיווע פאַרפּעסטיקונג בריקן צווישן ווינדינגז. דער פונדאַמענטאַלער פּלאַן גייט נאָך דעם "דין פּאַפּיר רער, קליין ייל ריס" פּרינציפּ, וואו באַריער פּרעסבאָרדז זענען טיפּיקלי 2 מם דיק, און ייל ריס צווישן באַריערן קייט פון 6-10 מם.

די עלעקטרישע פעלד פארטיילונג אין די לעכער איז גארנישט ווי איינהייטלעך, מיט סטרעס קאָנצענטראַציעסוואָס פּאַסירט ביי ווינדונג עדזשאַז, קאַנדאַקטער בייגן, און ינסאַליישאַן אינטערפאַסעס. אָן געהעריק פּלאַן אָפּטימיזאַציע, קענען די לאָקאַליזירטע הויך-דרוק געביטן אָנהייבן טיילווייזע דיסטשאַרדזש אַקטיוויטעטן, וואָס פירט צו פּראָגרעסיוו ינסאַליישאַן דעגראַדאַציע און פּאָטענציעל דורכפאַל.

עלעקטרישע פעלד אנאליז טעכניקן

ענדלעכע עלעמענט מעטאד (FEM) סימולאציע

מאָדערן איזאָלאַציע פּלאַן איז שטאַרק אָפענגיק אויף ענדלעכע עלעמענט אנאליז(FEA) פֿאַר פּינקטלעכע עלעקטרישע פעלד מאַפּינג. דורך צעטיילן די איזאָלאַציע געאָמעטריע אין טויזנטער פון דיסקרעטע עלעמענטן, קען FEM רעכענען פּאָטענציעלע פאַרשפּרייטונגאון פעלד שטאַרקייטמיט באַמערקנסווערטער אַקיעראַסי. פֿאַר 220kV טראַנספאָרמאַטאָרן, פאָקוסירט זיך די אַנאַליז טיפּיש אויף דריי קריטישע געגנטן: די אויבערשטער עק איזאָלאַציע, מיטלערע סעקציע צווישן די ווינדונגען, און נידעריקער סוף איזאָלאַציע.

אונדזערע סימולאציעס ווייזן אז די העכסטע עלעקטרישע פעלד אינטענסיטעטן אין 220kV טראנספארמאטארן פאסירן טיפיש ביי די אינעווייניקסטע ווינקלען פון דער אויבערפלאךפון הויך-וואָולטידזש ווינדינגס, ספּעציעל לעבן די ליניע ענד סעקציעס. בעת בליץ אימפּולס טעסץ (1050kV פֿאַר 220kV סיסטעמען), קענען די געביטן דערפאַרן פעלד שטאַרקייטן העכער 8-9kV/mm, וואָס דערנענטערט זיך צו די ברייקדאַון לימאַץ פון איזאָלאַציע מאַטעריאַלס.

אידענטיפֿיקאַציע פֿון קריטישע דרוק זאָנעס

דורך אן אויספירלעכע עלעקטרישע פעלד אנאליז, האבן מיר אידענטיפיצירט עטלעכע קריטישע סטרעס זאנעס וואס פארלאנגען ספעציעלע אויפמערקזאמקייט אין 220kV טראנספארמאטארן:

• ווינדנדיקע ברעג געגנטןשאַרפע ווינקלען ביי די ווינדנדיקע ענדס שאַפֿן באַדייטנדיקע פעלד קאָנצענטראַציעס, וואָס נויטיקט ספּעציאַליזירטע גראַדירונג טעקניקס.
• צובינד צווישן האַרטע און פליסיקע איזאָלאַציעדי אומגלייכע דיעלעקטרישע אייגנשאפטן פון פרעססבאָרד און אויל שאַפֿן פעלד אינטענסיפיקאַציע ביי זייערע אינטערפאַסעס.
• פירן ארויסגאַנג געביטןדי איבערגאַנג פונקטן וואו הויך-וואָולטידזש דראָטן אַרויסגיין פון די ווינדונגען פאָרשטעלן באַזונדערס שווערע פעלד פאַרשפּרייטונגען וואָס דאַרפן דריי-דימענסיאָנאַלע אַנאַליז.

פֿאַר 220kV טראַנספאָרמאַטאָרן, די מאַקסימום עלעקטרישע פעלד שטאַרקייט טיפּיש פּאַסירט אין די ערשטע עטלעכע דיסקס לעבן די ליניע סוף און ביי די קנופּ פונקטן צווישן ינטערליווד און געוויינטלעכע דיסקס בעשאַס ימפּאַלס באדינגונגען. די געביטן דאַרפן פֿאַרבעסערטע ינסאַליישאַן מיטלען צו פאַרמייַדן פריצייַטיק דורכפאַל.

פֿאַרבעסערונג סטראַטעגיעס פֿאַר הויפּט איזאָלאַציע גאַפּס

געאמעטרישע אָפּטימיזאַציע

עלעקטראָד פאָרעםרעפּרעזענטירט איינע פון ​​די מערסט עפעקטיווע סטראַטעגיעס פֿאַר פֿאַרבעסערן פֿעלד פֿאַרשפּרייטונג. דורך פֿאַרבייטן שאַרפֿע ווינקלען מיט געבויגענע פּראָפֿילןאון דורכפירן טאָראָידאַל עלעקטראָדן, מיר קענען רעדוצירן מאַקסימום פעלד שטאַרקייט מיט ביז 30-40%. פֿאַר 220kV טראַנספאָרמערס, דאָס כולל:

• סטאַטישע ענד רינגען(SER) ביי וויינדינג טערמינאַלס צו שאַפֿן גלאַטערע פּאָטענציעל גראַדיענטן.
• ווינקל רינגעןמיט פּראָפֿילן וואָס אַפּראָקסימירן עקוויפּאָטענציעל ליניעס, באַדייטנד רידוסינג טאַנגענציעלע סטרעסאַז צוזאמען פּרעססבאָרד סערפאַסיז.
• סטרעס קאָנעסביי קריטישע אינטערפייסעס צו קאנטראלירן פעלד דיווערדזשענס און מינימיזירן קאנצענטראציעס.

די אָפּטימיזאַציע פון ​​די ראַדיוס פון קרומונג איז באַזונדערס וויכטיק – פאַרגרעסערן די ווינקל ראַדיוס פון קאַנדאַקטערז און סטאַטישע רינגען קען דראַמאַטיש רעדוצירן פעלד אינטענסיפיקאַציע (פעלד שטאַרקייט ∝ 1/ראַדיוס).

אַוואַנסירטע איזאָלאַציע מאַטעריאַלן

מאַטעריאַל אויסוואַל שפּילט אַ וויכטיקע ראָלע אין פֿאַרבעסערן די איזאָלאַציע פאָרשטעלונג. אונדזערע 220kV טראַנספאָרמאַטאָרן נוצן:

• הויך-געדיכטקייט פּרעססבאָרדמיט פֿאַרבעסערטע דימענסיאָנעלע פעסטקייט און העכערע דיעלעקטרישע שטאַרקייט.
• טערמאַלי אַפּגרעידעד פּאַפּירןוואָס פאָרשלאָגן העכערע טערמישע ענדעראַנס, מיינטיינינג דיעלעקטרישע פּראָפּערטיעס ביי עלעוואַטעד טעמפּעראַטורעס.
• נאַנאָקאָמפּאָסיט-פאַרבעסערטע מאַטעריאַלןוואו נאַנאָפּאַרטיקלען (SiO₂, Al₂O₃) צוגעגעבן צו עפּאָקסי אָדער בוימל פֿאַרבעסערן די דיעלעקטרישע שטאַרקייט מיט 20-30% בשעת זיי פֿאַרשטאַרקן די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי.

די אַוואַנסירטע מאַטעריאַלן ערמעגלעכן מער קאָמפּאַקטע איזאָלאַציע דיזיינז בשעת זיי האַלטן אָדער אפילו פֿאַרבעסערן די רילייאַבילאַטי מאַרדזשינז. למשל, די ימפּלאַמענטיישאַן פון נאַנאָקאָמפּאָסיט איזאָלאַציע סיסטעמען קען פאַרלענגערן די לעבן פון די איזאָלאַציע מיט 20-30% קאַמפּערד צו קאַנווענשאַנאַל מאַטעריאַלן.

אינסולאַציע סיסטעם קאָנפיגוראַציע

אָפּטימיזירן די פיזישע אָרדענונג פון ינסאַליישאַן קאָמפּאָנענטן ברענגט באַדייטנדיקע פֿאַרבעסערונגען:

• גראַדירטע איזאָלאַציע סיסטעמעןוואו די איזאָלאַציע גרעב ווערירט לויט די וואָולטידזש פאַרשפּרייטונג צוזאמען די וויינדינג.
• באַריער פּלייסמאַנט אָפּטימיזאַציעניצן FEM אנאליז צו באשטימען אפטימאלע פרעסעבאָרד פאזיציעס וואס מינימיזירן מאקסימאלע אויל גאפ סטרעסעס.
• אויל דאַקט סייזינגוואָס באַלאַנסירט עלעקטרישע באדערפענישן (קלענערע גאַפּס פֿאַר העכער PDIV) מיט קילונג באדערפענישן (אַדעקוואַטע ייל לויפן).

פֿאַר 220kV טראַנספאָרמערס, האָבן מיר געפֿונען אַז אינטערליווד וויינדינג טעקניקסמיט אינטערליווינג פראצענטן העכער 65-70% פארבעסערן באדייטנד די אימפולס וואלטאזש פארשפרייטונג, רעדוצירנדיק דרוק אויף די ערשטע פאר דיסקס מיט ביז 50% קאמפערד צו קאנווענציאנעלע דיזיינס.

פאַל שטודיע: געלונגענע אימפּלעמענטאַציע אין 220kV טראַנספאָרמער

אונדזער לעצטיגער פּראָיעקט וואָס באַטראַפֿט אַ 220kV הויך-אימפּעדאַנס טראַנספאָרמאַטאָר ווײַזט די עפֿעקטיווקייט פֿון די פֿאַרבעסערונג סטראַטעגיעס. דער ערשטער פּלאַן האָט געוויזן איבערגעטריבענע עלעקטרישע פֿעלד קאָנצענטראַציעס (ביז 9.5kV/mm) אין דער הויפּט איזאָלאַציע שפּאַלט צווישן הויך-וואָולטידזש און נידעריק-וואָולטידזש ווינדינגס, ספּעציעל לעבן די ווינדינגס ענדס.

דורך איטעראַטיווע FEM אַנאַליז ניצנדיק ספּעציאַליזירטע ווייכווארג (HSSSM), האָבן מיר ימפּלעמענטירט אַן אַלגעמיינע פֿאַרבעסערונג פּעקל:

1. איבערגעמאכט עלעקטראָסטאַטיש רינגמיט אָפּטימיזירטער קרומונג און פּלייסמאַנט.
2. נאָך ווינקל רינגעןביי די ווינדינג ענדס צו צעטיילן דעם אויל באַנד און פֿאַרבעסערן קריך שטאַרקייט.
3. מאָדיפֿיצירטע באַריער אָרדענונגשאַפֿן קלענערע, מער איינהייטלעכע אויל גאַפּס (6-8 מם) אַנשטאָט די אָריגינעלע גרעסערע גאַפּס (12-15 מם).

די רעזולטאַטן זענען געווען באַמערקעוודיק: מאַקסימום פעלד שטאַרקייט רידוסט צו 6.2kV/mm (אַ 35% פֿאַרבעסערונג), מיט אַ מער איינהייטלעכער פעלד פאַרשפּרייטונג איבער די גאנצע איזאָלאַציע סטרוקטור. דער מאָדיפיצירטער טראַנספאָרמאַטאָר האָט הצלחה דורכגעגאנגען אַלע רוטין און טיפּ טעסץ, אַרייַנגערעכנט מאַכט אָפטקייַט וויטסטאַנד וואָולטידזש (460kV פֿאַר 1 מינוט) און בליץ ימפּאַלס (1050kV) טעסץ, מיט טיילווייזע אָפּזאָגן לעוועלס קאָנסיסטענטלי אונטער 10pC.

מאַנופאַקטורינג און קוואַליטעט באַטראַכטונגען

אפילו דער מערסט סאָפיסטיקירטער פּלאַן ווייזט זיך אַרויס ווי נישט עפעקטיוו אָן געהעריקע פּראָדוקציע קאָנטראָלן. אונדזער קוואַליטעט פארזיכערונג פּראָגראַם פֿאַר 220kV טראַנספאָרמער איזאָלאַציע כולל:

• סטאַטיסטישע פּראָצעס קאָנטראָלבעת פּרעססבאָרד פאַבריקאַציע און קאָמפּאָנענט אַסעמבלי.
• וואַקוום טריקעניש און בוימל ימפּרעגניישאַןפּראָצעסן וואָס ענשור גאַנץ באַזייַטיקונג פון נעץ און גאַזן וואָס קענען אָנהייבן טיילווייזע אָפּזאָגן.
• טיילווייזע אָפּזאָגן מאַפּינגבעת אימפולס טעסץ צו ידענטיפיצירן און פאררעכטן יעדע פאבריקאציע חסרונות.

פֿאַר 220kV טראַנספאָרמאַטאָרן, ימפּלעמענטירן מיר שטרענגע ריינקייט פּראָטאָקאָלן בעת ​​וויינדינג אַסעמבלי און טאַנקינג אַפּעריישאַנז, ווײַל אפילו מיקראָסקאָפּישע קאַנטאַמאַנאַנץ קענען באַדײַטנדיק רעדוצירן די איזאָלאַציע שטאַרקייט אונטער הויכע עלעקטרישע פעלדער.

צוקונפֿטיקע טרענדס אין איזאָלאַציע טעכנאָלאָגיע

די עוואָלוציע פון ​​טראַנספאָרמאַטאָר איזאָלאַציע גייט ווייטער מיט עטלעכע פּראַמישינג אַנטוויקלונגען:

• דיגיטאַל צווילינג טעכנאָלאָגיעשאַפֿן ווירטואַלע רעפּליקעס פון איזאָלאַציע סיסטעמען פֿאַר רעאַל-צייט פאָרשטעלונג מאָניטאָרינג און פּרעדיקטיוו וישאַלט.
• אַוואַנסירטע צושטאַנד מאָניטאָרינגניצנדיק איינגעבעטעטע פיבער-אפטישע סענסארן צו טראַקן טיילווייזע אָפּזאָגן טעטיקייט און טערמישע האָטספּאָטס איבער דעם טראַנספאָרמאַטאָר'ס אָפּעראַציאָנעלן לעבן.
• ענווייראָנמענטאַלי פרייַנדלעך ינסאַליישאַן פלוידסאַזאַ ווי נאַטירלעכע עסטערס וואָס פאָרשלאָגן העכערע פייַער פונקטן און פֿאַרבעסערטע ינווייראַנמענאַל קאַמפּאַטאַבילאַטי בשעת זיי האַלטן דיעלעקטרישע פאָרשטעלונג.

פֿאַר 220kV אַפּליקאַציעס, זענען מיר באַזונדערס אויפֿגעברויזט וועגן מאַשין לערנען אַפּלאַקיישאַנזאין איזאָלאַציע פּלאַן אָפּטימיזאַציע, וואו אַלגעריטמען קענען שנעל אָפּשאַצן טויזנטער פון פּלאַן ווערייישאַנז צו ידענטיפיצירן אָפּטימאַל קאַנפיגיעריישאַנז וואָס באַלאַנסירן עלעקטרישע, טערמישע און עקאָנאָמישע באַטראַכטונגען.

מסקנא

די אָפּטימיזאַציע פון ​​220kV טראַנספאָרמאַטאָר אינטער-שפּול הויפּט איזאָלאַציע גאַפּס רעפּרעזענטירט אַ סאָפיסטיקירטע אינזשעניריע אַרויסרופן וואָס ריקווייערז טיף וויסן פון דיעלעקטריש טעאָריע, אַוואַנסירטע סימיאַליישאַן קייפּאַבילאַטיז, און פּראַקטיש מאַנופאַקטורינג עקספּערטיז. דורך קאָמפּרעהענסיוו עלעקטריש פעלד אַנאַליסיס און טאַרגעטעד פֿאַרבעסערונג סטראַטעגיעס, קענען מיר באַדייטנד פֿאַרבעסערן טראַנספאָרמאַטאָר רילייאַבילאַטי און לאָנדזשעוואַטי.

אונדזער צוגאַנג ווייזט אַז סטראַטעגישע איזאָלאַציע פּלאַן ניט בלויז פֿאַרבעסערט דיעלעקטרישע פאָרשטעלונג, נאָר אויך ערמעגליכט מער קאָמפּאַקטע און קאָסטן-עפעקטיווע טראַנספאָרמאַטאָרן. דורך ימפּלאַמענטינג די אַוואַנסירטע טעקניקס, מיר צושטעלן טראַנספאָרמאַטאָרן וואָס יבערשטייגן אינדוסטריע סטאַנדאַרדן בשעת פּראַוויידינג אונדזער קלייאַנץ מיט העכער אָפּעראַציאָנעל רילייאַבילאַטי און גאַנץ קאָסטן פון אָונערשיפּ בענעפיץ.

ווי טעכנאָלאָגיע פאָרזעצט צו אַנטוויקלען זיך, בלייבן מיר מחויב צו אינטעגרירן די לעצטע פֿאָרשריטן אין איזאָלאַציע פּלאַן, און זיכער מאַכן אַז אונדזערע קליענטן נוצן די מערסט פאַרלאָזלעכע און עפֿעקטיווע טראַנספאָרמאַטאָר לייזונגען וואָס זענען בנימצא אויפן מאַרק.

קאָנטאַקט אונדזער אינזשעניריע מאַנשאַפֿט הייַנטצו דיסקוטירן ווי אונדזער ספּעציאַליזירטע איזאָלאַציע פּלאַן עקספּערטיז קען פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג און פאַרלאָזלעכקייט פון דיין 220kV טראַנספאָרמער פּראַדזשעקס.