Hiểu lượng nhiệt quá tải trong lưới điện

Quá tải nhiệt xảy ra khi các thành phần điện trong mạng lưới điện hoạt động ngoài giới hạn nhiệt độ đã thiết kế. Biến áp, tắc mạch, thanh xe buýt, và các đường truyền đều có nhiệt độ cao nhất. khi dòng điện vượt quá ngưỡng này -- theo cách đột ngột tăng đột ngột các điểm yêu cầu, điều kiện lỗi, hoặc không đủ tải để tăng nhiệt độ. nhiệt độ tăng gia tăng độ lão hóa, tăng tỷ lệ thiệt hại, và có thể dẫn đến sự giảm đột ngột nếu không kiểm soát được.

Trong hệ thống điện hiện đại, nguy cơ quá tải nhiệt đang tăng lên. nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió dẫn đến sự biến đổi, gây ra sự dao động nhanh chóng trong dòng điện. trong khi đó, sự bầu cử của phương tiện vận tải và nhiệt độ tăng lên những yêu cầu mới. không có sự giảm thiểu nhiệt độ chính xác trở thành nguyên nhân hàng đầu của sự thất bại thành phần và không dự tính.

Những chế độ thường xuyên thất bại gây ra bởi vì quá nóng

Sự quá tải nhiệt độ biểu thị bằng một số cách gây ra sự hỏng hóc. Chẳng hạn, sự thay đổi gió có thể làm quá sức của lớp nhiệt học (v. d., lớp A 105°C, lớp B 130°C), cấp độ bão hòa 130 °C) gây ra sự hỏng hóc và biến động ngắn. Ở chuyển đổi, việc đốt cháy dầu có thể làm suy giảm các bụi rậm hay liên lạc với nhau. Trên đường truyền, nhiệt độ quá cao, nhiệt độ nhiệt độ hiện tại là vô ích, đường kẻ bị cản trở, giảm nguy hiểm đến cấu trúc thực vật hay là nguyên nhân chính gây ra cháy.

Dữ liệu từ tập đoàn Reliityic North American cho thấy rằng quá tải nhiệt được nêu ra thường là một yếu tố góp phần gây nhiễu mạng lưới lớn. sự mất điện cực 2003 được kích hoạt bởi một loạt các chuyến đi tuyến, nhiều người liên kết với việc kiểm tra nhiệt quá tải và không đủ nhiệt.

Hàm của lá chắn nhiệt

Lớp bảo vệ nhiệt trong lưới điện là những rào cản nhiệt độ có chủ đích hoặc những lớp phân tán giữa các nguồn nhiệt (các nguồn nhiệt, gió, cung) và các thành phần nhạy cảm (sự phát triển, điều khiển điện tử, điều khiển người điều khiển).

  • Phản xạ : bề mặt phản xạ (v. d., nhôm đánh bóng, áo sứ) phản xạ hồng ngoại từ thiết bị, giảm thu được nhiệt độ phóng xạ.
  • Sự hấp thụ ): vật liệu với nhiệt độ cao (v. d., vật liệu thay đổi giai đoạn, vật liệu tổng hợp đồ thị) hấp thụ năng lượng nhiệt, làm chậm nhiệt độ tăng trong thời gian quá tải tạm thời.
  • Hệ thống làm mát hoạt động hoặc thụ động - kết nối, ống nhiệt, ép không khí vào bồn rửa, ngăn cản các điểm nóng địa phương.

Trong thực tế, một hệ thống chống nhiệt được thiết kế tốt kết hợp những cơ chế này để giữ những tài sản mạng quan trọng trong những cửa sổ nhiệt độ an toàn, ngay cả khi có lỗi hoặc cầu cao nhất.

Khi dùng khiên nhiệt

Lớp bảo vệ nhiệt không phải là một chiều. Vị trí của chúng phụ thuộc vào thành phần và chế độ thất bại của nó. Khi chuyển hóa, khiên chắn nhiệt có thể được cài đặt giữa gió và tường bể để giảm nhiệt độ nóng nhất. Trong các trạm nhiệt độ, chuyển đổi cầu dùng khiên để làm lệch các khí nóng khỏi người điều khiển. Trên các dây truyền, khiên chắn nhiệt có thể tạo hình ảnh của bộ đệm đệm để làm giảm nhiệt năng lượng mặt trời, hoặc thiết bị khí động học để tăng cường độ làm mát.

Vùng ứng dụng Key bao gồm:

  • Máy biến áp và lò phản ứng )
  • Công tắc chuyển đổi và ắc quy cao cấp )
  • Những thanh lưu trữ và dây cáp )
  • Đường phân phối và phân phối (đặc biệt là trong vùng có lửa)
  • Đồ điện tử (máy đảo, máy in) trong HVDC và sự kết hợp tái tạo )

Những loại khiên nhiệt và nguyên tắc làm việc

Kết quả phản ánh

Lớp phủ phản xạ được áp dụng cho bề mặt mà mặt được tô sáng bởi nhiệt độ mặt trời. các dạng thông thường bao gồm sơn, khí quyển bằng nhôm, và các chồng điện tử đa động. Ví dụ, một lớp phủ cao trên bình chứa nhiệt độ có thể giảm xuống 40%, giảm dần nhiệt độ và nhiệt độ gió.

Những rào cản khích lệ

Những vật liệu như chăn phản vật chất, len khoáng và những bộ phim có chất đa giác cao được dùng để tách các thành phần nóng khỏi các yếu tố điện tử hoặc cấu trúc. trong các hộp khí điện tử, khiên nhiệt được làm từ khí epoxy thủy tinh chuyển hướng khí nóng từ các sự kiện đèn flash hồ quang, bảo vệ các thiết bị điện tử và nhân viên gần đó.

Hệ thống làm mát hoạt động

Hệ thống khí hậu hoạt động vượt ra ngoài lớp bảo vệ thụ động. hệ thống khí ép, hệ thống nhiệt làm mát nước, và hệ thống làm mát bằng chất làm mát được vận hành trong máy biến đổi năng lượng cao, điện tử điện tử và dưới lòng đất. Trong các trạm điện ngầm lớn, quạt có thể được kích hoạt bởi các cảm biến nhiệt độ để thổi khí qua vây lò sưởi khi nhiệt độ tăng tốc vượt quá một điểm.

Vật liệu thay đổi giai đoạn (PCMs) và kho nhiệt

Các máy PCM hấp thụ nhiệt trong lúc quá tải bởi sự tan chảy, duy trì nhiệt độ gần như không đổi trong khi các vật liệu thay đổi giai đoạn. Đối với ứng dụng lưới, các máy PCM như sáp paraffin, muối, hoặc hợp kim kim kim kim kim kim có thể được nhúng vào khiên nhiệt xung quanh các dây cáp hoặc lõi biến áp. Chúng hoạt động như bộ thu nhiệt, cho người điều khiển thời gian để chuyển tiếp tải hoặc kích hoạt lại nhiệt độ trước khi nhiệt độ trở nên quan trọng.

Lợi ích của việc dùng khiên nhiệt

  • Sự an toàn về mặt y học ): giảm bớt mức nhiệt độ bề mặt cháy thấp hơn nguy cơ cháy cháy nhân viên bảo trì và giảm nguy cơ cháy trong các sự kiện hồ quang.
  • Mỗi 10 °C giảm liên tục nhiệt độ hoạt động có thể tăng gấp đôi sự cách nhiệt (theo luật khổ hạnh), dịch ra ít thất bại hơn và kéo dài hơn giữa hai yếu tố thay thế.
  • Sự đáng tin cậy ): khiên nhiệt ngăn chặn sự vấp ngã của các đòn nhẹ quá mức và giảm khả năng bị lỗi tắc nghẽn trong lúc tải đỉnh điểm.
  • Phòng dẫn đầu ): bằng cách quản lý nhiệt hiệu quả hơn, cơ sở hạ tầng hiện có có có thể an toàn mang dòng nước cao hơn, giảm chi phí vốn cho các dòng mới hoặc biến đổi.
  • tiết kiệm ): giảm áp suất nhiệt thấp giảm bớt tần số bảo trì và sửa chữa khẩn cấp, trong khi hệ thống làm mát hoạt động (khi điều chỉnh) có thể cải thiện hiệu suất tổng thể bằng cách giảm thiểu sự mất mát kháng cự.

Một cuộc nghiên cứu năm 2021 đã xuất bản trong E Trans Actions on Power Research ) cho thấy việc dùng lá chắn phản xạ để phân phối các loại lá chắn nhiệt ở khí hậu nóng trong nhiệt độ trung bình giảm 12°C, mở rộng đời sống dịch vụ bởi khoảng 5 đến 8 năm. Một trường khác do Viện Nghiên cứu Điện lực [EPRI] chứng minh rằng vật liệu thời gian thay đổi trong các dây cáp ngầm đã tăng gấp đôi thời gian để suy giảm thời gian trong khi có lỗi, cho phép hệ thống bảo vệ tự động để cô lập lỗi xảy ra.

Sự phát triển trong ngành công nghệ khiên nhiệt

Vật liệu không gian và siêu liệu

Lớp bảo vệ nhiệt có thể tăng công nghệ nano. lớp ống nano tạo ra sự điều hòa nhiệt cao đặc biệt cùng một trục, cho phép nhiệt độ hướng phát ra khỏi điểm nóng. những bộ phim dựa trên chất dẻo kết hợp sự phản xạ và sức mạnh, làm cho chúng khả thi cho cả các thành phần tĩnh và linh hoạt. siêu vật liệu với các tính năng điện từ và nhiệt độ có thể hoạt động như là " đi ngược nhiệt" và hướng nhiệt độ thụ động ra khỏi các vùng nhạy cảm trong khi chặn dòng chảy ngược lại.

Các mặt phẳng và điều chỉnh thông minh

Khi kết hợp thành một tấm chắn nhiệt độ, điều này có thể tự động giảm mức nhiệt độ như là ngưỡng nguy hiểm, mà không có cảm biến hoạt động hoặc vòng điều khiển.

Hợp nhất với cặp song sinh số và Iot

Lớp bảo vệ nhiệt tương lai có khả năng được kết hợp với việc giám sát thời gian thực. Cảm biến nhiệt độ nhúng (miler Braggg glates, nhiệt độ) đưa dữ liệu vào các mô hình song song, dự đoán sự tiến hóa nhiệt dưới tải và thời tiết hiện tại. Khi có khả năng quá tải, mô hình có thể đề nghị nạp hoặc khởi động làm mát. Tính năng hợp hạch này của khoa học vật liệu và công cụ số tạo khiên bảo vệ nhiệt của hệ thống bảo vệ mạng rộng hơn.

Những thử thách và sự quan tâm

Mặc dù lợi ích của chúng, khiên chống nhiệt cần thiết kỹ thuật cẩn thận. Vật liệu được chọn kém có thể giữ nhiệt thay vì khuếch tán, đặc biệt là trong khoảng không giới hạn. Thiết lập đúng — chẳng hạn, một rào cản cách ly không khí ngăn cản nhiệt độ của các thành phần lân cận. Ngoài ra, khiên nhiệt cũng tăng trọng lượng và chi phí, vì vậy phân tích xe đạp là cần thiết. Hệ thống làm mát tiêu thụ năng lượng và giới thiệu các điểm bảo trì; chúng phải được thiết kế để chịu đựng môi trường điện cứng (EM, sym) bên trong các trạm phụ.

Những cơ quan tiêu chuẩn đang bắt đầu chỉ định những công nghệ này, trong năm 1991 và năm 1985 60076-12 cung cấp sự hướng dẫn về hiệu suất nhiệt biến đổi, và những bản chỉnh sửa trong tương lai được dự đoán là sẽ bao gồm những phương pháp thử nghiệm để chống nhiệt.

Kết luận

Lớp bảo vệ nhiệt là một lớp bảo vệ nhiệt đã được chứng minh, có hiệu quả cao nhất chống lại quá tải nhiệt trong mạng lưới điện. Từ những bức ảnh phản xạ đơn giản trên máy biến áp cho đến máy PCM cao cấp trong các hầm cáp, những công nghệ này trực tiếp nói về một trong những tiền tố phổ biến nhất cho sự thất bại và mất mát. khi mạng lưới đối mặt với nhu cầu tăng lên, sự xâm nhập năng lượng tái tạo cao hơn, và các quy định an toàn nghiêm ngặt hơn, vai trò của khiên nhiệt sẽ chỉ mở rộng. đầu tư trong cả hoạt động quản lý nhiệt năng lượng hoạt động và hoạt động bên cạnh tích cực - thiết yếu để xây dựng một hệ thống điện năng sẵn sàng trong tương lai.

Để đọc thêm, hãy đề cập đến: Báo cáo về cách quản lý nhiệt , [FLT: 1] ), Thuyết nghiên cứu về các lá chắn nhiệt biến , và Hướng dẫn tăng nhiệt [FLT: t.