ما أهمية مراقبة كثافة غاز SF6 في موثوقية قواطع دوائر الجهد العالي؟

انقاطع الدائرة SF6 الخارجييمكن أن يبقى في محطة فرعية لعدة أشهر دون تشغيل، ثم يُطلب منه قطع تيار عطل يبلغ عشرات الكيلومترات في بضع عشرات من المللي ثانية. يعتمد العزل والقدرة على إخماد القوس الكهربائي التي تجعل ذلك ممكنًا على خاصية فيزيائية واحدة: كثافة غاز SF6 داخل القاطع. الضغط وحده لا يروي القصة بأكملها، لأن الضغط يتغير مع درجة الحرارة حتى عندما تكون كتلة الغاز ثابتة. تظل الكثافة، وهي كتلة الغاز لكل وحدة حجم، ثابتة طالما لم يهرب أي غاز. وهذا هو السبب في أن مراقبة الكثافة، وليس قياس الضغط البسيط، هي القياس الذي يربط حالة الغاز بقدرة الحماية للكسارة. يمكن للكسارة التي تفقد الغاز ببطء أن تظهر ضغطًا طبيعيًا في صباح بارد وحالة إنذار في فترة ما بعد الظهيرة الحارة، أو العكس. مراقبة الكثافة تزيل هذا الغموض.

بالنسبة لفريق المشتريات الذي يقوم بتوريد قواطع دوائر SF6 الخارجية، فإن نظام مراقبة الكثافة ليس ملحقًا. إنها طبقة مراقبة الحالة التي تحدد ما إذا كان من الممكن الاعتماد على القاطع لمقاطعة العطل، وما إذا كان من الممكن التخطيط للصيانة قبل أن يصبح فقدان الغاز فاشلاً. تشرح هذه المقالة ما تمثله كثافة SF6، ولماذا تعتبر مراقبة الكثافة وظيفة موثوقية وليست وسيلة صيانة، وكيف يكتشف جهاز مراقبة الكثافة التسرب قبل أن يصبح معطلاً، وما هي المواصفات التي يجب على المشترين التحقق منها، وكيف يمكن للمشتريات التحقق من أداء المراقبة قبل تقديم الطلب. مصنعنا في Lugao Power Co.,Ltd. يدمج مراقبة الكثافة في قواطع الدائرة الكهربائية SF6 الخارجية التي نوفرها، وتعكس الإرشادات الواردة أدناه الأسئلة الهندسية والمشتريات التي نتناولها مع عملائنا.

جدول المحتويات

• 1. ماذا تمثل كثافة غاز SF6 فعليًا في قاطع الدائرة الكهربائية؟
• 2. لماذا تعتبر مراقبة الكثافة وظيفة موثوقة، وليست وسيلة سهلة للصيانة؟
• 3. كيف يمكن لجهاز مراقبة الكثافة اكتشاف التسرب قبل أن يصبح فاشلاً؟
• 4. ما هي المواصفات التي يجب على المشترين التحقق منها من خلال جهاز مراقبة الكثافة؟
• 5. كيف يجب على المشتريات التحقق من أداء مراقبة الكثافة؟
• 6. الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)
• 7. الاستنتاج

1. ماذا تمثل كثافة غاز SF6 فعليًا في قاطع الدائرة الكهربائية؟

كثافة غاز SF6 هي كتلة سداسي فلوريد الكبريت لكل وحدة حجم داخل القاطع المحكم. إنها الخاصية التي تحدد قوة العزل الكهربائي للغاز وقدرته على إخماد القوس. عندما يتم ملء الكسارة في المصنع، يتم إدخال الغاز إلى كثافة محددة عند درجة حرارة مرجعية، عادة 20 درجة مئوية. تتوافق هذه الكثافة مع ضغط محدد عند درجة الحرارة هذه، ويتم وصف العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة والكثافة بواسطة قوانين الغاز وعامل الانضغاط لـ SF6. إذا تسرب الغاز، تنخفض الكثافة. إذا ارتفعت درجة الحرارة، يرتفع الضغط ولكن الكثافة لا تتغير، بشرط أن يكون العلبة محكمة الغلق.

هذا هو الفرق الرئيسي الذي يجب على المشترين فهمه. يقرأ مقياس الضغط الضغط داخل العلبة. في صباح بارد، قد يقرأ الضغط أقل من عتبة الإنذار على الرغم من أن كثافة الغاز صحيحة. في فترة ما بعد الظهر الحارة، قد يكون الضغط أعلى من عتبة الإنذار على الرغم من انخفاض كثافة الغاز بسبب التسرب. يقوم جهاز مراقبة الكثافة بتعويض درجة الحرارة والإبلاغ عن الكثافة، أو الضغط المصحح إلى درجة حرارة مرجعية، بحيث تعكس القراءة الكتلة الفعلية للغاز في العلبة. يقارن الجدول أدناه طريقتي القياس.

ترتبط قيمة الكثافة بشكل مباشر بأداء الكسارة. تتناسب قوة العزل الكهربائي لـ SF6 تقريبًا مع كثافته، وتعتمد قدرة التبريد القوسي على كثافة الغاز في حجرة النفخ. قد يستمر الكسارة التي تعمل بكثافة منخفضة في فتح خطأ، ولكن يتم تقليل هامش الأمان، ويزداد خطر إعادة الضربة أو الفشل في المقاطعة. ولهذا السبب يتم تعيين عتبات الكثافة ومستويات الإنذار ومستويات القفل بالرجوع إلى الأداء المقدر للقاطع، وليس بالرجوع إلى قيمة الضغط العامة.

في مصنعنا، نقوم بملء كل قاطع دائرة SF6 خارجي بكثافة محددة ونتحقق من الكثافة عند درجة الحرارة المرجعية قبل الشحن. نحن نتحقق أيضًا من إعدادات التنبيه والقفل الخاصة بجهاز مراقبة الكثافة مقابل تصنيف الكسارة. الهدف هو التأكد من أن نظام المراقبة يبلغ عن حالة الغاز بنفس الشروط التي تم تحديد أداء الكسارة بها.

2. لماذا تعتبر مراقبة الكثافة وظيفة موثوقة، وليست وسيلة سهلة للصيانة؟

تعد مراقبة الكثافة إحدى وظائف الموثوقية لأنها المؤشر المستمر الوحيد لقدرة الكسارة على أداء دورها الوقائي. ربما لا يزال الكسارة التي فقدت كثافة الغاز في الخدمة، ولكن يتم تقليل هامش العزل وقدرتها على التبريد القوسي. بدون مراقبة الكثافة، قد تظل الخسارة غير مكتشفة حتى يتم استدعاء القاطع لمقاطعة الخلل، وقد يحدث الفشل في لحظة العواقب الكبرى. من خلال مراقبة الكثافة، يتم اكتشاف الخسارة كاتجاه، ويتم إطلاق إنذار عند العتبة الأولى، ويمكن جدولة الصيانة قبل الوصول إلى عتبة التأمين.

يوضح السيناريو أدناه الفرق بين الكسارة المزودة بمراقبة الكثافة والكسارة التي لا تحتوي عليها، وذلك باستخدام تسرب بطيء يتطور على مدار عدة أشهر.

• شهر 1:يبدأ تسرب صغير عند الختم. تنخفض كثافة الغاز بنسبة جزء من النسبة المئوية. يسجل مراقب الكثافة القيمة، ويكون الاتجاه أقل من عتبة الإنذار. لا يلزم اتخاذ أي إجراء، ولكن الاتجاه مرئي في سجل المراقبة.
• الشهر الثاني:تستمر الكثافة في الانخفاض. تم الاقتراب من عتبة الإنذار الأولى للشاشة. يقوم نظام التحكم بتسجيل الاقتراب، ويتم تنبيه فريق الصيانة للتخطيط للفحص.
• الشهر 3:تم الوصول إلى عتبة الإنذار الأولى. تقوم الشاشة بإغلاق جهة اتصال الإنذار الخاصة بها، ويقوم نظام SCADA بإنشاء أمر عمل صيانة. يظل القاطع في الخدمة، ولكن تتم جدولة الصيانة قبل الحد التالي.
• الشهر الرابع:يتم إصلاح التسرب أثناء انقطاع التيار الكهربائي المخطط له. تتم استعادة الكثافة، وتعود الشاشة إلى حالتها الطبيعية. يستمر القاطع في الخدمة دون انقطاع غير مخطط له.
• بدون مراقبة:يستمر التسرب دون أن يتم اكتشافه. تقع الكثافة تحت عتبة التأمين. قد يكون القاطع غير قادر على مقاطعة الخطأ، أو قد يفشل أثناء عملية روتينية. والنتيجة هي انقطاع غير مخطط له وحدث أمني محتمل.

وظيفة الموثوقية مرئية أيضًا في الطريقة التي يتفاعل بها جهاز مراقبة الكثافة مع نظام التحكم والحماية الخاص بالكسارة. يتم توصيل أجهزة الإنذار والقفل الخاصة بالشاشة بنظام التحكم في المحطة، ويمكنها منع الإغلاق أو إطلاق إنذار أو تعطيل القاطع اعتمادًا على فلسفة المحطة. يجعل هذا التكامل جهاز مراقبة الكثافة جزءًا من سلسلة الحماية، وليس مجرد مقياس على اللوحة. يلخص الجدول أدناه وظائف جهاز مراقبة الكثافة في سلسلة الموثوقية.

فيشركة لوغاو للطاقة المحدودة، يقوم مصنعنا بدمج مراقبة الكثافة في قواطع الدائرة SF6 الخارجية التي نوفرها، مع اتصالات الإنذار والقفل السلكية بواجهة التحكم في المحطة. نحن نقدم أيضًا إعدادات عتبة الكثافة ودرجة الحرارة المرجعية لكل قاطع. الهدف هو جعل جهاز مراقبة الكثافة جزءًا عاملاً من سلسلة الموثوقية، وليس مؤشرًا سلبيًا.

3. كيف يمكن لجهاز مراقبة الكثافة اكتشاف التسرب قبل أن يصبح فاشلاً؟

يكتشف جهاز مراقبة الكثافة التسرب عن طريق قياس كثافة الغاز بشكل مستمر ومقارنتها بحدود الإنذار والإغلاق. عادةً ما تكون الشاشة عبارة عن مفتاح ضغط معوض لدرجة الحرارة أو وحدة استشعار ووحدة تبديل مدمجة. يحتوي على عنصر استشعار الضغط، وعنصر استشعار درجة الحرارة، وآلية تعويض قراءة الضغط لدرجة الحرارة المرجعية. تتم مقارنة القيمة المعوضة بالنقاط المحددة، وتغير حالة جهات الاتصال عند تجاوز العتبات. وبالتالي فإن اكتشاف التسرب هو وظيفة عتبة، ولكن الاتجاه بين العتبات هو ما يسمح لفريق الصيانة بالتصرف قبل الفشل.

يتكون نظام المراقبة من ثلاث طبقات: جهاز المراقبة المحلي، وواجهة الإشارة، ونظام التحكم في المحطة. يتم تركيب الشاشة المحلية على الكسارة وتوفر الإشارة المرئية ومخرجات الاتصال. تنقل واجهة الإشارة جهات الاتصال إلى نظام التحكم في المحطة. يقوم نظام التحكم بالمحطة بتسجيل الإنذارات والاتجاهات. يصف الجدول أدناه الطبقات وأدوارها.

يعتمد اكتشاف التسرب قبل أن يصبح فاشلاً على إعدادات الحد الأدنى واستجابة الصيانة. إذا تم ضبط حد الإنذار الأول على مسافة قريبة جدًا من حد التأمين، فلن يكون لدى فريق الصيانة سوى القليل من الوقت للتصرف. إذا تم تعيين حد الإنذار الأول بعيدًا جدًا عن حد التأمين، فقد يتم التعامل مع الإنذار على أنه مصدر إزعاج. يتم اشتقاق الإعدادات الصحيحة من الكثافة المقدرة للكسارة، ومواصفات معدل التسرب، والفاصل الزمني للصيانة. يحدد مصنعنا في Lugao عتبات الكثافة لكل قاطع دائرة SF6 خارجي مع الإشارة إلى تصنيف القاطع وفلسفة الصيانة الخاصة بالعميل، ونقوم بتوثيق الإعدادات في دليل المنتج.

بالنسبة للمشتري، تعد إعدادات العتبة بمثابة مواصفات يجب مراجعتها قبل تقديم الطلب. يجب أن يذكر المورد كثافة الإنذار الأولى، وكثافة القفل، ودرجة الحرارة المرجعية، ومواصفات معدل التسرب. المورد الذي يوفر فقط جهاز مراقبة كثافة عام بدون إعدادات الحد هو مورد يترك وظيفة الموثوقية غير مكتملة.

4. ما هي المواصفات التي يجب على المشترين التحقق منها من خلال جهاز مراقبة الكثافة؟

تنقسم المواصفات المهمة في جهاز مراقبة الكثافة إلى أربع مجموعات: دقة القياس، ونطاق نقطة الضبط، وتقييم الاتصال، والتقييم البيئي. تحدد دقة القياس ما إذا كان يمكن الوثوق بقراءة الكثافة. يحدد نطاق نقطة الضبط ما إذا كان من الممكن تكوين الشاشة لعتبات الكسارة. يحدد تصنيف الاتصال ما إذا كان جهاز العرض يمكنه تشغيل واجهة التحكم في المحطة. يحدد التصنيف البيئي ما إذا كانت الشاشة قادرة على البقاء في بيئة المحطات الفرعية الخارجية. يعرض الجدول أدناه مواصفات جهاز مراقبة الكثافة النموذجي المستخدم في قاطع الدائرة SF6 الخارجي.

مواصفات الدقة تستحق اهتماما خاصا. إذا كانت دقة الشاشة +/- 2% من الحجم الكامل، وكان الهامش بين الكثافة المقدرة والإنذار الأول 5% فقط، فإن عدم اليقين في القياس يستهلك جزءًا كبيرًا من الهامش. يجب على المشتري التأكد من أن الدقة تتوافق مع إعدادات الإنذار والقفل، وأن الشاشة تمت معايرتها عند درجة الحرارة المرجعية. مصنعنا في Lugao Power Co.,Ltd. يقوم بمعايرة أجهزة مراقبة الكثافة لقواطع الدائرة الخارجية SF6 الخاصة بنا ويوفر شهادة المعايرة مع الكسارة. الهدف هو التأكد من أن قراءة الكثافة دقيقة بما يكفي لدعم وظيفة الموثوقية.

بالنسبة للمشتري، يجب ذكر مواصفات جهاز مراقبة الكثافة في أمر الشراء، وعدم تركها لافتراضات المورد. يجب تأكيد نقاط ضبط الإنذار والقفل الأولى ودرجة الحرارة المرجعية ومعدل الاتصال وفقًا لتصميم المحطة. المورد الذي يقبل هذه المتطلبات ويوثق الإعدادات هو مورد يتعامل مع جهاز مراقبة الكثافة كجزء من قاطع التيار، وليس كفكرة لاحقة.

5. كيف يجب على المشتريات التحقق من أداء مراقبة الكثافة؟

يجب أن تتحقق المشتريات من أداء مراقبة الكثافة من خلال طلب شهادة معايرة، وسجل نقطة الضبط، وتقرير اختبار الاتصال، وتقرير اختبار معدل التسرب. يجب إكمال عملية التحقق قبل شحن القاطع، ويجب الاحتفاظ بالمستندات في سجل صيانة المحطة. توفر القائمة المرجعية أدناه خطوات التحقق.

مصنعنا في Lugao Power Co.,Ltd. توفر هذه المستندات مع قواطع الدائرة الخارجية SF6 التي نوفرها. كما نقدم أيضًا نموذج مراقبة الكثافة وتاريخ المعايرة وقيم نقطة الضبط في وثائق المنتج. الهدف هو إعطاء المشترين الأدلة التي يحتاجونها للتأكد من أن نظام مراقبة الكثافة سيؤدي وظيفة الموثوقية في المحطة.

بالنسبة للمشتري، يجب أن يتضمن التحقق أيضًا مراجعة لعملية اختبار التسرب الخاصة بالمورد. الكسارة التي يتم ملؤها واختبارها في المصنع ولكن هناك تسرب في الخدمة هي قاطعة من شأنها أن تؤدي إلى إطلاق الإنذارات وتتطلب الصيانة. يجب مراجعة مواصفات معدل التسرب الخاصة بالمورد وطريقة اختبار المصنع قبل تقديم الطلب. المورد الذي يوفر مواصفات معدل التسرب وتقرير الاختبار هو المورد الذي يتحكم في حالة الغاز، وليس مجرد تركيب جهاز مراقبة.

6. الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

السؤال 1: لماذا تعتبر مراقبة الكثافة أكثر موثوقية من مراقبة الضغط لقاطع الدائرة SF6؟

الإجابة: يتغير الضغط مع درجة الحرارة حتى عندما تكون كتلة الغاز ثابتة، لذلك قد تكون قراءة الضغط مضللة في يوم بارد أو حار. تعمل مراقبة الكثافة على تعويض درجة الحرارة والإبلاغ عن الكتلة الفعلية للغاز لكل وحدة حجم، وهي الخاصية التي تحدد قوة العزل الكهربائي وإمكانية التبريد بالقوس الكهربائي. وبالتالي فإن جهاز مراقبة الكثافة يعكس الحالة الحقيقية للكسارة، في حين أن مقياس الضغط يمكن أن يصدر إنذارات كاذبة أو يخفي تسربًا حقيقيًا.

السؤال 2: ما هي عتبات الإنذار والإغلاق النموذجية لمراقبة كثافة SF6؟

الإجابة: إن عتبة الإنذار الأول النموذجية هي 90% إلى 95% من الكثافة المقدرة، وعتبة الإغلاق هي 85% إلى 90% من الكثافة المقدرة. تعتمد القيم الدقيقة على تصميم الكسارة وفلسفة الصيانة. يسمح الإنذار الأول بالصيانة المخطط لها قبل الوصول إلى القفل، ويمنع القفل التشغيل خارج القدرة المقدرة. يجب تعيين الحدود بالرجوع إلى تصنيف الكسارة وتوثيقها في دليل المنتج.

السؤال 3: كيف يكتشف جهاز مراقبة الكثافة التسرب البطيء؟

الإجابة: يقوم جهاز مراقبة الكثافة بقياس الكثافة المعوضة بدرجة الحرارة بشكل مستمر ومقارنتها بنقاط ضبط الإنذار والقفل. يؤدي التسرب البطيء إلى انخفاض الكثافة تدريجيًا، وتقوم الشاشة بتسجيل الاتجاه. عند الوصول إلى حد الإنذار الأول، تقوم الشاشة بإغلاق جهة اتصال الإنذار الخاصة بها، ويقوم نظام التحكم في المحطة بإنشاء تنبيه الصيانة. تسمح بيانات الاتجاه بين العتبات لفريق الصيانة بجدولة الإصلاح قبل الوصول إلى الإغلاق.

السؤال 4: ما هي الدقة التي يجب أن أطلبها من جهاز مراقبة الكثافة؟

الإجابة: دقة جهاز مراقبة الكثافة النموذجي هي +/- 1% إلى +/- 2% من الحجم الكامل. وتعتمد الدقة المطلوبة على الهامش بين الكثافة المقدرة وعتبة الإنذار الأولى. إذا كان الهامش صغيرًا، فستكون هناك حاجة إلى دقة أعلى لتجنب الإنذارات الكاذبة. يجب على المشتري التأكد من أن الدقة تتوافق مع إعدادات الإنذار والقفل وأن الشاشة تمت معايرتها عند درجة الحرارة المرجعية.

السؤال 5: ما هي الوثائق التي ينبغي أن تصاحب جهاز مراقبة الكثافة الموجود على قاطع الدائرة SF6 الخارجي؟

الإجابة: يجب أن تتضمن الوثائق شهادة المعايرة، وسجل نقطة الضبط للإنذار والإغلاق الأول، وتقرير اختبار الاتصال، وتقرير اختبار معدل التسرب، ووثائق العتبة في دليل المنتج. تسمح هذه المستندات للمشتري بالتحقق من معايرة نظام مراقبة الكثافة وتكوينه واختباره قبل وضع القاطع في الخدمة.

7. الاستنتاج

إن مراقبة كثافة غاز SF6 أمر مهم بالنسبة لموثوقية قاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد العالي لأن الكثافة، وليس الضغط، هي الخاصية التي تحدد عزل القاطع وقدرته على تبريد القوس الكهربائي. يقوم جهاز مراقبة الكثافة بتعويض درجة الحرارة، ويكشف عن التسربات البطيئة كإتجاه، ويوفر أجهزة إنذار واتصالات قفل تسمح بالتخطيط للصيانة قبل أن يصبح فقدان الغاز فاشلاً. بالنسبة لفرق المشتريات، تعد مراقبة الكثافة وظيفة موثوقية، وليست ملحقًا، ويجب التحقق من المواصفات ونقاط الضبط والوثائق قبل طلب الكسارة. مصنعنا في Lugao Power Co.,Ltd. يدمج مراقبة الكثافة في قواطع الدائرة SF6 الخارجية التي نوفرها ونوفر وثائق المعايرة ونقطة الضبط واختبار التسرب التي يحتاجها المشترون. إذا كنت تشتري قاطع دائرة خارجي SF6 وتحتاج إلى تأكيد أداء مراقبة الكثافة، فاتصل بفريقنا لمناقشة نقاط التحديد والوثائق الخاصة بمحطتك.

اتصل بـ Lugao Power Co.,Ltd. اليوملمناقشة متطلبات قاطع الدائرة SF6 الخارجي الخاص بك وطلب مواصفات ووثائق مراقبة الكثافة لتطبيقك.