תכנון כוח רובוטרים לדרגות גבוהות מקומות מרוחקים

מבוא

הטרנספורמציות כוח הן עמוד השדרה של רשתות שידור חשמליות והפצת חשמל, אבל כאשר הם פרוסים בגובה גבוה או במקומות מרוחקים, הם מתמודדים עם לחצים סביבתיים ולוגיסטיים הדוחקים עיצובים קונבנציונליים לגבולות שלהם.צמצם צפיפות אוויר, תנודות טמפרטורה קיצונית, גישה מוגבלת לתחזוקה, ומזג אוויר קשה דורש חשיבה מחדש של חומרים, שיטות קירור ואדריכלות מבנית.

אתגרים סביבתיים בגישות גבוהות

אלביט משפיע על ביצועי הטרנספורמציה באופן יסודי בשל שינויים בצפיפות האוויר, כוח דיאלקטרי וטמפרטורה.גובה מעל 1,000 מטרים, האוויר דק יותר, אשר מפחית את יעילות קירור זיהום טבעי ומפחית את המתח השבר של פערים אוויריים.עבור כל 100 מטרים של עלייה בגובה, צפיפות האוויר יורדת בכ-1%, וכוח האוויר החשמלי של אוויר יכול לרדת בכ-0.5–1% ל-100 מטרים מעל פני הים, כלומר, עלולים להיות פחות מגובה, יותר מגובה נמוך יותר מגובה, מגובה, מגובה, או יותר מגובה נמוך יותר מגובה, מגובה, מגובה, מגובה, מגובה נמוך יותר מגובה, מגובה, מגובה של לחץ חלקי של פחות מגובה, מגובה, מגובה, מגובה של פחות מגובה של פחות מגובה של פחות מגובה, ירידה של פחות מגובה של פחות מגובה של פחות מגובה, ועוצמה דיאלקטריקפים, ועוצמה דיאלקטריקטיבי של מערכות היחלשים של כ-1%, ועוצמה דיאלקטריקטיבי של פחות מגובה של פחות מגובה של כ-1%, ועוצמה של מערכות פלאשיבי של פחות מגובה של פחות מגובה של פחות מגובה של פחות מגובה, ועוצמה גבוהה יותר מגובה של פחות מ

דיאלקטרי תיאום ב-Altitude

כדי לשמור על שלמות בידוד, מעצבים חייבים ליישם גורמים דה-רשמיים לרמה הבסיסית (BIL) ו-Power- ⁇ לעמוד במתחים.סטנדרטים בינלאומיים כגון FLT:0IEC 60076-11LT:1 (שלב כוח-חלק 11: התחדשות יבש-type) ו-FLT:2IEEE C52.00FLT 3 לספק רמה של יותר של 1 מ-1,000 מטרים, לדוגמה, להורדת ציוד אוויר, ל- 100 מטרים, ל-FD.

טמפרטורה קיצונית ועומס סולארי

אתרי דיוק גבוהים לעתים קרובות לחוות תנודות טמפרטורה גדולות, מהתחממות השמש אינטנסיבית במהלך היום כדי sub-zero טמפרטורות בלילה. Transformers צריך להיות תוכנן עם מערכות בידוד כי יכול לעמוד על אופניים תרמיים ללא סדק או דלמנטום. הליבה והרוחות לחוות שיעורי הרחבה שונה, אשר יכול להדגיש מבנים clamping ומובילה לעצירה גבוהה יותר.

עיצוב מערכת קירור עבור עמדות גבוהות

קירור הוא אחד ההיבטים הקריטיים ביותר של עיצוב טרנספורמטיבי בגובה. כי זיהום טבעי מבוסס על צפיפות אוויר, את הפחתת החום של finator אוויר מקרינה אוויר מגובה מופחת באופן משמעותי. ב-3,000 מטרים, למשל, את יכולת הקירור של זיהום אוויר טבעי יכול להיות נמוך כמו 70% של ערך ברמה הים שלה.

Air and Oil Cooling

הוספת מעריצים לרדידור (ONAF - שמן טבעי Air Forced) מגביר את מהירות זרימת האוויר ומשקם כמה מהביצועים האבודים קירור אבודים.עם זאת, ביצועי המעריצים גם מידרדרים עם גובה, ולכן פיזור המנוע חייב לקחת בחשבון את צפיפות האוויר התחתונה.חלק מהעיצובים משתמשים במגוון רחב של בנקים עם מהירות משתנה לייעל את הגובה והעומסים שלהם.

בחירת שמן ורוקנר

השקיפות של בידוד של שינויי שמן עם טמפרטורה ולחץ. בטמפרטורות נמוכות נפוצות בגובה גבוה, שמן הופך יותר מולקווס, צמצום זיהום טבעי.כדי להפחית את זה, כמה מעצבים לציין esters סינתטיים בעלות נמוכה או נוזל סיליקון במקום שמן מינרל, אשר לשמור על תכונות זרימה למטה עד -40 מעלות צלזיוס.

עיצובים מבוימים ומטמטיים

כדי למנוע לחות ingress and Oil חמצוןidation, טנקים חתומה במטבול עם שמיכה חנקן או דיפרמס גמיש הם נפוצים.אלה לחסל את הצורך של קוטור ולהפחית את תחזוקה. בסביבות המדבר גבוהה (למשל, Atacama או פלסמפלקסים טיבטיים), אבק וחול יכולים גם לשחיקה קונבנציונלית עיצובים.

בחירה חומרית לתנאים קיצוניים

כל רכיב של מהפך המיועד לעוצמה גבוהה ושירות מרוחק חייב להיבחר עבור עמידות, יציבות תרמית והתנגדות להתקפה סביבתית. Moisture הוא איום מסוים כי לחץ אטמוספירי מופחת פירושו מים vapor condenses יותר בקלות. . , שיחים חסומים וכרטיסי גז חייב להיות מיוצר מחומרים שנותרו תואמים בטמפרטורות נמוכות, כגון גומי או EPDM.

Insulation Systems

עבור מהפךים יבשים מסוג זה, כיתה H או כיתה C בידוד (Nomex® או נייר דומה aramid) יש צורך לעמוד עליית הטמפרטורה המתרחשת כאשר קירור מוגבל. rein-regated Windings באמצעות חסימה של ואקום (VPI) עם epoxy או פוליסטר resins ליצור מבנה ללא תשלום כי הוא פחות רגיש לפיצול חלקי בגובה של שמן, 000 .

קורוזיה והתנגדות סביבתית

מהפךים מרוחקים יושבים לעתים קרובות בסביבה החוף או חומצית (למשל, ליד vents גיאותרמי, פעולות כרייה, או אוויר מלוח על פני רוחב גבוהה) מיכלי פלדה galvanated חם עם ציפויים פוליאורנטיים נוספים או epoxy הם סטנדרטיים. סטילאום פלדה, פליז או כריות מתפתלות שלג מחומם, אלומיניום או נחושת עם קירור מתאים עם מחורבנים מתאימים, צריך לשמש כריכים קרח כבד, צריך להיות מכווץ, או ציפויים כבדים, צריך להיות בשימוש על משטחים.

עיצוב למיקומים מרוחקים

מעבר לגבהים, מרחוק מטיל מגבלות על לוגיסטיקה, התקנה ושירות מתמשך.רובר חייב להיות מסוגל לעבור על כבישים קשים או על ידי מסוקים, והם חייבים לתפקד עם התערבות אנושית מינימלית במשך שנים. עקרונות עיצוב-למניע מדגישים את המודולריות, הפשטות וההתרדות של תת-מערכות קריטיות.

תחבורה ומבנה מודולרי

הופך כוח גדול יכול לשקול מעל 200 טון, מה שהופך תחבורה כביש לאתר הררי מרוחק כמעט בלתי אפשרי. עיצובים פיצול-core, שבו הליבה נאסף באתר מ laminations טרום-cut, להפחית את המשקל למשלוח. בדומה, טנקים רב-שבבר יכולים להיות מפורשים ב- situ. עבור מהפך קטן יותר (עד 10VA), יחידות מלוטשות, מקוטבות פופולריות; הם מגיעים עם יחידות עזר כגון, או יחידות הפעלה (co-site) עבור בקרת סוללות קטנות יותר, או בקרת סוללות (ב) או כוח קטן יותר, או בקרת אבטחה) או כוח בקרזל (עד 10VA), או בקרת דיזל).

סודיות והגנה

המתחם ההופך חייב להיות מדורג ברמה הגבוהה ביותר IP האפשרי ועדיין לאפשר פירוק חום. IP56 או NEMA 4X אולמות עם דלתות כפולות מחוספסות ונשפים מסוננים משמשים כדי למנוע אבק, לחות, וחרקים הגנה על חיות בר היא דאגה נוספת: שינויים באזורים מרוחקים עשויים להיות מותקפים על ידי ציפורים קינן בקורנים או על ידי מברשות בעלי חיים.

שיקולים של האסיפה

אם יש צורך בעבודת רוח או הליבה באתר, המתחם זמני נקי עם לחות מבוקרת וטמפרטורה צריך להקים. פרויקטים מרוחקים רבים עכשיו להשתמש "plug-and-play" מהפך כריות עם קופסאות צומת טרום-חוטה עבור חיבור כבלים נכנסים ויוצאים החוצה, צמצום הזמן על אנשי הצוות לבלות בתנאים מסוכנים.לטיפה, נקודות עניבה, ומערכות מעוגן צריך להיות מתוכנן כדי לעמוד בדרג גבוה או לטיפוס גבוה.

אמינות ו Redundancy

במקומות מרוחקים, כשלון מהפך יכול להיות שבועות או חודשים ללא כוח, כמו חלקי חילוף וצוותי תיקון קשה לגייס.לכן, הנדסה אמינות היא רבת ערך. שולי עיצוב גדל: גבולות טמפרטורה רוח הם להגדיר 10-15 מעלות צלזיוס נמוך מהרגיל, ועובי בידוד הוא גדל.

Transformer Redundancy (N+1)

עבור עומסים קריטיים כגון פעולות כרייה או בסיסים צבאיים מרוחקים, שני או יותר מהמהפכה מותקנים במקביל, כל אחד מהם בגודל כדי להתמודד עם העומס המלא עם השני לא מקוון. תצורה N+1 מוסיפה עלויות הון, אך מבטיחה ליד זמינות 100%.כאשר החלל מוגבל, אחד טרנספורמטיבי עם גירעון בעל ערך הקרוואן שניתן לגייס בימים הוא חלופה יעילה.

Redundant Cooling and Monitoring

מעריצים קוליים ומשאבות נפט משוכפלים, עם שינויים אוטומטיים.טמפרטורות וחיישנים לחץ להאכיל באופן קבוע נתונים למערכת ניטור מרחוק. חיישנים של גז מסולם (DGA) יכולים לזהות תקלות בלתי מוגבלות כמו חימום מקומי או קשת לפני שהם הופכים למודרניים, אני-מחדש, כולל צגי שחרור חלקיים, לחות, ומדפי צגים מצביים נשלחים באמצעות ניתוח רוחי, אשר מאפשר הפעלה מרחוק, למנוע מרשתות תחזוקה.

אסטרטגיות התקנה ותחזוקה

התקנה של הופך באתר אינטרנט בעל יכולת גבוהה מרחוק דורש תכנון קפדני וציוד מיוחד. יסודות חייבים להיות מטופלים לתוך permafrost או רוק, ו בידוד תרמי מתחת לסיפון משמש לעתים כדי למנוע הקפאת קרקע משינוי הטרנספורמציה.

לוחות הזמנים של תחזוקה נועדו למזער ביקורים באתר.דגימות הנפט נלקחות מדי שנה אם אפשר, אבל באזורים מרוחקים מאוד, חיישנים מקוונים להפחית את הצורך בדגימה פיזית.המשכת של ה-URRI היא לעתים קרובות מסוג "לא עומס" כדי למנוע את המורכבות של החלפת ברז סטנדרטי (OLTC) בסביבות כאלה, אם כי OLTC הוא הכרחי, סוג של ריק הוא פחות מתקדם כדי למנוע מעבורת חומרים סטנדרטיים עם חום לא צריך להיות מסווג.

סליחות וסטנדרטים

(המעצבים חייבים לעקוב אחר הסטנדרטים הבינלאומיים שמטפלים במפורש בגבהים של התרחבות, IEC 60076-1 (כלל) ו-IEC 60076-2 (עלייה בגידול טמפרטורי) מציינים את גורמי התיקון לעליה בטמפרטורה ועלייה בטמפרטורה המותרת לסיבוב של 3,000 מטרים, אך לא רק ב- 657-8K אלא אם כן נעשה שימוש בביטוחי C57.1 מספקת הדרכה דומה להתפלגות נוזלית,91 מעלות צלזיוס, בנוסף ל-FEER.

תוצאות חיפוש: Real-World Applications

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

במכרות נחושת הממוקמת בגובה 4,500 מטרים, 30 MVA, 138/23 kV כוח הופך תוכנן עם קירור ODAF באמצעות צינורות חום. האתר חווה טמפרטורות מ -20 מעלות צלזיוס בלילה ל +30 ° C במהלך היום, עם קרינה אולטרה-סגולה אינטנסיבית.ההמהפך צייר עם ציפוי פוליאורטגן לבן גבוה. Aundant קירור מובנה, והוא היה מותקן על ידי שישה חודשים ללא פגע, 000 של שמן לא היה מוקרן.

תת-התחסין של האי הרחוק ב-Alutians

חווה רוח offshore באיי אלתיאנית משתמשת 10 MVA יבש מסוג הופך מדורג עבור -40 מעלות צלזיוס פעולה. כי האתר נגיש רק על ידי מסוק או סירה במשך כמה חודשים בשנה, המירר נבנה עם תרכובת מודולרית, מאוכלת עם שמונה חימום משולב, אוורור, ומיזוג אוויר (HAC) מערכת Nomex insulation ו resin-Resin-Reregn רוח מופעלת על ידי שמונה ביקורים קבועים כדי לבודדים באופן אוטומטי.

מגמות עתידיות

דחיפה לדה-פחמיזציה והצמיחה של אנרגיה מתחדשת באזורים מרוחקים הם החידושים המניעים של סולידריות-מדינה (SSTs) בהתבסס על אלקטרוניקה כוח מציעים גמישות רבה יותר עבור רגולציה מתח ויכולים להתמודד עם זרימת כוח דו-כי-כיופנית מן הרוח והשמש.הם טעונים באופן חד-משמעי יותר מאשר המשתנים הקונבנציונאליים, מה שהופך אותם לקלים יותר לתחבורה.

מסקנה

תכנון של שינויים כוח עבור מיקומים גבוהים וחיצוניים הוא אתגר הנדסי רב תחומי הדורש שינויים בין עלות, אמינות וביצועים. על ידי התייחסות בזהירות ליעילות קירור באמצעות אוויר מאולץ, צינורות חום, ושמן עתירי משקל נמוך; בחירת בידוד חזק וחומרים מבניים; ולהבטיח תחבורה ותחזוקה מינימלית, מהנדסים יכולים לספק עשרות שנים של שירות ללא גבולות, כמו גם פיקוח כוח חיוני יותר, כמו גם שיטות חשמל מבודדים, 000, 000 חיוני יותר, 000 כוח עמוק, 000, 000 כוח פתוח, 000, 000, 000, 000 כוח פתוח יותר, 000 כוח פתוח יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כוח חיוני כדי להרחיב את זה יהיה מסוגל יותר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה יהיה מסוגל יותר, 000 כוח עמוק יותר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה יהיה מסוגלות מרחוק, 000 כוח עמוק יותר, 000 כוח עמוק יותר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה מכבר, 000 כוח חיוני כדי להרחיב את זה מכבר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה מכבר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה מכבר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה מכבר, 000 כוח חיוני כדי להבטיח את זה יהיה מסוגל יותר כוח חיוני כדי להבטיח את זה כבר יותר כוח חיוני כדי להבטיח את זה יהיה כוח חיוני כדי להבטיח את זה יהיה כוח חיוני כדי

(ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה']] [ה']]'[ה]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[