În zonele-seismice ridicate, rezistența seismică a echipamentelor electrice din substații și încăperi de distribuție a energiei industriale și miniere servește drept ultima linie de apărare pentru menținerea alimentării cu energie după un dezastru. În comparație cu structurile de construcție, dulapurile de comutație au un centru de greutate ridicat, componente interne de precizie și configurații complexe ale cablurilor. Sub vibrațiile combinate ale undelor P-seismice și ale undelor S-, acestea sunt foarte susceptibile la defecțiuni, cum ar fi înclinarea cabinetului, deformarea structurală, funcționarea neintenționată a comutatorului și fracturile barelor colectoare. În conformitate cu standardele naționale de proiectare seismică, echipamentele de putere de bază trebuie să treacă testele de vibrații care simulează un cutremur rar cu magnitudinea 9 pentru a se asigura că rămâne vertical, intact și operațional după un cutremur. Există diferențe semnificative în ceea ce privește rigiditatea structurală, metodele de montare și redundanța seismică între diferitele tipuri de aparate de comutare. Printre ei, celAparatură de distribuție 24 kVşiaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS)utilizate în mod obișnuit în rețelele electrice și în instalațiile industriale și miniere, sunt echipamentele principale care au prioritate pentru testare, optimizare și modernizare în zonele cu risc-seismic-înalt; performanța lor seismică determină în mod direct capacitatea de recuperare după-cutremur a sistemului de distribuție a energiei.
Mulți-personal de operațiuni și întreținere la fața locului au o concepție greșită: ei cred că aparatele de comutare grele sunt în mod inerent rezistente la-cutremur. De fapt, dulapurile de comutație convenționale fără armare seismică sunt foarte susceptibile la defecțiuni de rezonanță în cazul vibrațiilor repetitive de-înaltă frecvență. Pentru a verifica fiabilitatea echipamentului în condiții extreme, industria utilizează în mod obișnuit bancuri de testare a vibrațiilor pentru a simula forme de undă seismică reale, replicând accelerația, banda de frecvență și durata unui cutremur rar de magnitudine 9, evaluând astfel integritatea structurală a cabinetului, performanța mecanică și stabilitatea electrică. Acest articol combină protocoale standardizate de testare a vibrațiilor pentru a compara performanța seismică a diferitelortipuri de aparate de comutare, concentrându-se pe analiza deficiențelor seismice și a soluțiilor de armare pentru aparatele de comutație de 24 kV și aparatele de comutație izolate cu aer-(AIS).
1. Cât de grav este un cutremur rar de magnitudine 9? Principalii factori de risc pentru defectarea seismică a aparatelor de comutare
Un cutremur rar cu magnitudinea 9 constituie o condiție de funcționare extremă dincolo de criteriile de proiectare, cu accelerația de vârf a solului depășind cu mult standardele convenționale de proiectare seismică și frecvențele de vibrație care acoperă gama de rezonanță naturală a aparatelor de comutare. Pentru echipamentele de distribuție a energiei, pagubele seismice nu sunt un singur impact, ci mai degrabă o serie de oscilații și vibrații de torsiune care durează zeci de secunde, care pot declanșa cu ușurință rezonanța echipamentului și pot cauza atât daune structurale, cât și electrice.
Dintr-o perspectivă operațională, defecțiunile post-de seism în aparatele de comutare pot fi clasificate în trei tipuri: în primul rând, deformarea cadrului dulapului, slăbirea șuruburilor de ancorare și răsturnarea dulapului, având ca rezultat anularea totală a echipamentului-; în al doilea rând, declanșarea neintenționată a întrerupătoarelor interne și a întrerupătoarelor de izolare din cauza tremurării seismice, ceea ce duce la întreruperi de curent și defecțiuni de scurt-circuit; și în al treilea rând, slăbirea sau ruperea barelor colectoare, a izolatorilor și a cablurilor secundare, provocând defecțiunea circuitului electric. Diferite tipuri de aparate de comutare au design structural distinct, iar riscurile lor de defectare variază în mod corespunzător.
Convenţionalaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS)prezintă un design de dulap deschis, cu structuri de susținere relativ ușoare și rigiditate generală scăzută, făcându-l predispus la balansarea excesivă a dulapului și slăbirea componentelor în timpul vibrațiilor; În schimb, tensiunea medie-primarăAparatură de distribuție 24 kVConține numeroase componente interne, are deschideri largi de bare colectoare și are un centru de greutate ridicat, ceea ce îl face foarte predispus la rezonanță. Prezintă riscuri semnificative, cum ar fi ruperea izolatorului și deplasarea barelor colectoare și, prin urmare, reprezintă un obiectiv cheie al testării seismice în zonele seismice puternice-.
2. Performanța seismică a diferitelor aparate de comutare: diferențe între echipamentele supuse testării pe masa de vibrații
În condițiile de testare standardizate a mesei de vibrații care simulează un cutremur rar cu magnitudinea 9, diferite tipuri de aparate de comutare au prezentat niveluri de performanță distincte. Rigiditatea structurală, stabilitatea generală și redundanța seismică au determinat direct succesul sau eșecul testelor, oferind o bază clară pentru selecția echipamentelor în zonele cu risc-seismic- ridicat.
Aparatul de comutație cu izolare cu aer-(AIS), care se bazează pe izolarea aerului și un aspect al cabinetului deschis, prezintă o structură simplă și o greutate relativ ușoară, ceea ce are ca rezultat o balansare semnificativă în timpul vibrațiilor seismice. Echipamentele AIS care nu au suferit armături seismice specializate sunt predispuse la probleme precum deformarea tablei carcasei, blocarea mecanismelor de operare și slăbirea cablurilor externe în timpul testării. Cu toate acestea, datorită tensiunilor structurale distribuite și a absenței compartimentelor rigide, închise, care provoacă forțe de tracțiune, stabilitatea sa seismică poate fi îmbunătățită semnificativ-și cerințele de bază de distribuție a puterii pentru zonele cu risc-seismic-înalt-atâta timp cât sunt implementate armături adecvate ale fundației și limitarea poziției-.
Ca echipament de bază de medie-tensiune pentru industrie și rețele electrice, aparatele de comutare de 24 kV prezintă o structură obișnuită de cabinet cu sarcini concentrate; cu toate acestea, centrul său general de greutate este relativ ridicat și conține o serie densă de componente interne de precizie. Sub vibrații de înaltă-frecvență de magnitudine 9, dulapurile standard sunt foarte predispuse la rezonanță, ceea ce duce la deplasarea sertarului întreruptorului, crăparea suporturilor izolatoare sub presiune și slăbirea bornelor barelor colectoare. Prin urmare, instalațiile de comutație calificate de 24 kV trebuie să încorporeze proiecte specializate-cum ar fi armătura structurală, optimizarea amortizarii și protecția limit-opririi-pentru a trece cu succes testele de limitare a tabelului de vibrații.
3. Trecerea cu succes a testului seismic de 9-grade: logica de proiectare de bază din spatele mecanismului „Weeble-Wobble” al aparatului de comutare
Aparatul de comutare capabil să treacă un test de masă cutremur de 9-grade rar-eveniment rar cutremur nu se bazează pe propria greutate pentru a rezista la presiune. În schimb, folosește o abordare sistematică de proiectare seismică-cuprinzând „întărirea structurală, evitarea rezonanței, blocarea limită și dispersia tensiunii” - pentru a dota diversetipuri de aparate de comutarecu capacități de auto--vindecare și stabilitate seismică, asigurând cu adevărat că echipamentul „nu se răsturnează, nu se prăbușește și nu funcționează defectuos” în timpul unui cutremur.
În primul rând, Rigiditatea sporită a cadrului general pentru a consolida fundația structurală
Pentru a aborda punctele slabe aleAparatură de distribuție 24 kV-și anume, un centru de greutate ridicat și susceptibilitate la rezonanță-se folosește un cadru complet-sudat cu nervuri de armare. Acest lucru îmbunătățește rigiditatea generală a carcasei și reduce amplitudinea deformării-induse de vibrații. Plăcile de conectare la bază mai groase și o structură de fixare cu două-șuruburi împiedică alunecarea și slăbirea bazei în timpul evenimentelor seismice, eliminând astfel riscul de înclinare sau răsturnare a dulapului la sursă.
În al doilea rând, un design dedicat de blocare limită-stop previne deplasarea componentelor
Dispozitivele de limitare{0}}seismică sunt instalate pe componente mobile, cum ar fi unitățile de deconectare a întrerupătoarelor de circuit, întrerupătoarele de izolare și terminalele secundare pentru a limita abaterile de deplasare cauzate de vibrațiile seismice. Adresându-se în mod specific slăbiciunii inerente structurii deschise aaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS),opritoare mecanice și zăvoare anti-slăbire sunt adăugate pentru a preveni alinierea greșită, blocarea sau detașarea mecanismelor de operare și a componentelor externe din cauza tremurării seismice.
În al treilea rând, optimizarea frecvenței de rezonanță pentru a evita intervalul de vibrații seismice
Prin ajustarea contragreutăților structurale și a modulelor de amortizare, frecvența naturală de vibrație a dulapului este modificată, astfel încât domeniul de rezonanță al diferitelor tipuri de aparate de comutare să evite banda de vibrații de-frecvență înaltă asociată cu un cutremur cu magnitudinea 9. Acest lucru previne deformarea-amplificată prin rezonanță și reduce semnificativ daunele seismice aduse performanței structurale și electrice ale echipamentului.
În al patrulea rând, optimizarea flexibilității conexiunii electrice pentru a rezista la tensiunea indusă de deformare{0}
Sunt adoptate structuri de conexiune flexibile pentru barele colectoare și cablajul secundar, permițând deformarea indusă de vibrații-. Acest lucru previne deformarea minoră a carcasei de la tragerea de cabluri și terminale, eliminând astfel defecțiunile secundare, cum ar fi ruperea firelor după-cutremur, scurtcircuite și deteriorarea izolației, și asigurând integritatea și funcționarea continuă a circuitelor electrice în aparatele de comutație de 24 kV și cutremur (AIS).
4. Valoarea testării: rezistența seismică nu este un truc-Este o bază de siguranță pentru distribuția energiei în zone cu risc-seismic- ridicat
Un cutremur rar cu magnitudinea 9 reprezintă un scenariu extrem de-probabilitate scăzută,-risc ridicat. Semnificația de bază a testării mesei de agitare constă în simularea scenariilor de dezastre extreme pentru a verifica toleranța-la erorilor și disponibilitatea post-dezastre a comutatorului. Pentru sistemele de alimentare din zonele cu risc-seismic-înalt, echipamentele de distribuție a energiei nu trebuie să iasă „nevătămate” dintr-un cutremur, dar trebuie „să rămână în picioare, să evite prăbușirea și să poată restabili rapid energia”.
Aparatul de comutație de 24 kV complet optimizat-seismic poate menține stabilitatea infrastructurii principale de alimentare chiar și în condiții seismice extreme; aparatele de comutare izolate cu aer (AIS) întărite și îmbunătățite pot preveni în mod eficient detașarea componentelor și defecțiunile mecanice, asigurând funcționarea normală a circuitelor de ramificație. Actualizări seismice standardizate pentru diversetipuri de aparate de comutarestabiliți un sistem de protecție seismică multi-stratificată pentru rețelele de distribuție a energiei în zonele cu risc-seismic-înalt, oferind suport de bază pentru restabilirea rapidă a rețelei post-dezastre și întreținerea sursei de alimentare atât pentru nevoi rezidențiale, cât și industriale.
Concluzie
Aparatul de comutare cu adevărat fiabil nu numai că se descurcă fără probleme în condițiile de funcționare de rutină, dar rezistă și testelor extreme ale dezastrelor naturale. Testul rar de magnitudine 9 pe masa seismică dezvăluie adevărata rezistență seismică a echipamentelor de distribuție a energiei. De la aparatura de comutație de bază de 24 kV până la aparatura de comutație izolată cu aer (AIS) potrivite pentru o gamă largă de aplicații, toate tipurile de aparate de comutare trebuie să fie supuse unor teste seismice riguroase pentru a fi implementate în zonele seismice de-intensitate ridicată. Prin optimizarea structurală, protecția limitelor, evitarea rezonanței și adaptarea flexibilă, echipamentele de alimentare sunt proiectate să posede rezistența unei „jucării roly-poly”, asigurând că fiecare unitate de comutație devine un bastion solid pentru rezistența seismică a rețelei electrice și securitatea aprovizionării.
Despre noi
Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd., înființată în 2018, se bazează pe 17 ani de experiență colectivă în industrie. În calitate de producător certificat ISO 9001:2015-, suntem specializați în sisteme de comutație inteligente și atât transformatoare de distribuție cu scufundare în ulei-, cât și de tip uscat. Produsele noastre ajung la clienți din Europa, Orientul Mijlociu, America de Sud, Asia de Sud-Est și Africa.
Cu peste 40 de brevete deținute de echipa noastră de cercetare și dezvoltare, avansăm de la un producător tradițional la un furnizor de soluții energetice inteligente bazat pe tehnologie-. Producția digitală și sistemele de monitorizare-în timp real asigură că echipamentele noastre oferă siguranță, eficiență și fiabilitate constante.