Анализ количества потребления SF₆ и CF₄ для заправки коммутационной аппаратуры высокого напряжения

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в устранении возможной ошибки при поставках баллонов с гексафторидом серы (Элегаз) и баллонов c тетрафторидом углерода (Фреон R-14) на высоковольтные подстанции для заправки коммутационных аппаратов таких как высоковольтные выключатели, трансформаторы напряжения и др.

ЦЕЛЬ. Провести анализ вероятных ошибочных поставок двух вышеупомянутых газов на подстанции. Сделать анализ возможных остатков (или недопоставок) баллонов с газами после заправки. Сделать предположение о причинах появления возможных остатков. Дать рекомендации по преодолению возможных проблем. Произвести соответствующие расчеты. Предложить формулу (таблицу) пересчёта расхода обоих типов газов. Сделать таблицу расчёта реальных значений количества поставляемых баллонов, связанных с дискретностью объёмов баллонов и самих коммутационных аппаратов. Сделать соответствующие выводы, дать рекомендации.

МЕТОДЫ. При решении поставленной цели применялся метод расчета состояния идеального газа программными средствами для работы с электронными таблицами (такими как: Excel, Calc и т.п.).

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье отражена актуальность темы, рассмотрены особенности (заправка «самотёком») заправки высоковольтного элегазового оборудования в различных климатических условиях (главным образом ниже минус 40-45°С). Проведён анализ типичных типономиналов высоковольтных выключателей, применяемых на высоковольтных подстанциях. Представлен график пересчёта молярной доли (вносящей вклад по давлению) газов в массовую долю. Представлен выборочный расчёт количества баллонов для двух часто встречающихся объёмов коммутационных аппаратов и сорокалитровых баллонов с газами (SF₆ и CF₄) для нескольких стандартных коэффициентов заполнения баллонов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Представлены предположительные умозаключения относительно оценки реальных ошибок при отправке баллонов с газами для заправки коммутационных аппаратов. Статья предлагает понимание последовательности проблем, связанных с неправильным расчётом и полную методику расчёта правильных объёмов (массы) газа в зависимости от реальных типов применяемых элегазово-хладонных (для элегазово-азотных методика тоже применима) аппаратов (той или иной фирмы) в зависимости от объёмов поставок единиц оборудования.

1. Ахатов М. М. Высоковольтные выключатели. Элегазовые выключатели / М.М. Ахатов, Д.И. Довгий // EurasiaScience : Сборник статей LVIII международной научно-практической конференции, Москва, 30 декабря 2023 года. – Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Актуальность.РФ", 2023. – С. 149-150. – EDN UXQFIB.

2. Абдреев К. А. Вакуумные и элегазовые выключатели как перспектива развития современной высоковольтной энергетики / К.А. Абдреев // Энергетика, управление и автоматизация: инновационные решения проблем : Материалы II Всероссийской научно-практической конференции обучающихся и преподавателей Научное издание, Санкт-Петербург, 22 декабря 2022 года / Под общей редакцией Т.Ю. Коротковой, сост. М.С. Липатов, Е.Н. Лашина. – Санкт-Петербург: Высшая школа технологии и энергетики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна", 2023. – С. 225-229. – EDN MDEWGB.

3. Кондрашов, Е. И. Сравнительный анализ элегазовых выключателей / Е. И. Кондрашов, Н. Ю. Шевченко // России – творческую молодёжь : Материалы XV Всероссийской научно-практической студенческой конференции в 4-х томах, Камышин, 20–22 апреля 2022 года / Волгоградский государственный технический университет (Камышинский филиал). Том 4. – Камышин: Волгоградский государственный технический университет, 2022. – С. 59-61. – EDN PTQQNY.

4. Элегазовые выключатели / А. Д. Ермолаев, П. М. Раздымаха, Л. И. Фомин, В. И. Шаферов // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2021 : Сборник научных статей 10-й Международной молодежной научной конференции. В 4-х томах, Курск, 11–12 ноября 2021 года / Отв. редактор А.А. Горохов. Том 4. – Курск: Юго-Западный государственный университет, 2021. – С. 228-230. – EDN HNWGBN

5. PTFE Vapor Contribution to Pressure Changes in High-Voltage Circuit Breakers / J.-J. Gonzalez, P. Freton, F. Reichert, A. Petchanka // IEEE Transactions on Plasma Science. 2015. Vol. 43, no. 8. P. 2703–2714. DOI: 10.1109/TPS.2015.2450536

6. Башмаков, Д. А. Повышение надежности ОРУ-110 КВ нч ТЭЦ путем замены маломасляных выключателей на элегазовые / Д. А. Башмаков, З. Г. Сайфутдинов, А. И. Сайфутдинова // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. – 2022. – № 3(92). – С. 6-12. – EDN SKJOVS.

7. Краев, А. А. Применение элегаза в качестве основной изоляции в электрических агрегатах / А. А. Краев // ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА и НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО ПОВЫШЕНИЯ : сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции, Омск, 09 января 2021 года. – Стерлитамак: Общество с ограниченной ответственностью "Агентство международных исследований", 2021. – С. 27-29. – EDN VDSZFW.

8. Ермолин, В. А. Элегазовые выключатели. Обзор рынка / В. А. Ермолин, А. А. Коршунов // Инновации. Наука. Образование. – 2020. – № 13. – С. 675-686. – EDN LJFVYL.

9. Шульга, Р. Н. Приводы вакуумных и элегазовых выключателей / Р. Н. Шульга // Энергоэксперт. – 2022. – № 2(82). – С. 36-42. – EDN JDXRCH.

10. Александров, М. А. Мониторинг технического состояния элегазовых выключателей / М. А. Александров // Электроэнергетика : Пятнадцатая всероссийская (седьмая международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: материалы конференции. В 6-ти томах, Иваново, 07–10 апреля 2020 года. Том 3. – Иваново: Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2020. – С. 97. – EDN PCEWTK.

11. Шилов, А. Ю. Повышение надежности работы элегазовых выключателей в условиях экстремально низких температур / А. Ю. Шилов, А. Н. Луценко // Бюллетень научных сообщений. – 2023. – № 28. – С. 71-73. – EDN IWXICZ.

12. Юрьева А. В. Оборудование, материалы и системы, допущенные к применению на объектах ПАО "Россети" 28 декабря 2018. Краснодар; 2018. Доступно по http://skkpp.ru/wpcontent/uploads/2019/02/%D0%90%D1%82%D1%82%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_1_28.12.2018.pdf Ссылка активна на 14 марта 2024.

13. Беленький Д. М. Оборудование, материалы и системы, допущенные к применению на объектах ОАО "Россети" 15 января 2015. Москва; 2015. Доступно по https://www.consultelectro.ru/normbase/download/Pfyl8AA5xyBBNU6?ysclid=ltrcfn0oo7563176750 Ссылка активна на 14 марта 2024.

14. Григорьева Е. Г. Декларация о соответствии 14 апреля 2017. Москва; 2017. Доступно по https://reestrinform.ru/reestr-declaratcii-sootvetstviia/reg_number-%D0%A0%D0%9E%D0%A1%D0%A1_DE.%D0%9C%D0%9203.%D0%9400233.html Ссылка активна на 14 марта 2024.

15. Анализ потребления газовых баллонов высокого давления. Москва; 2013. Доступно по http://www.ballon-torg.ru/pressa.html Ссылка активна на 14 марта 2024.

16. Final Report of the 2004 - 2007 International Enquiry on Reliability of High Voltage Equipment. Part 5 – Gas Insulated Switchgear (GIS) // CIGRE. – 2012. – pp. 75–87.

17. Callender G., Golosnoy IO., Rapisarda P., et al. Critical analysis of partial discharge dynamics in air filled spherical voids // Journal of Physics D: Applied Physics. 2018. V. 51. N. 12. P. 125601.

18. Sasaki A, Kato S, Takahashii E., Kishimoto Y., et al. Simulation of discharge in insulating gas from initial partial discharge to growth of stepped leader using the percolation model. The Jаpan Society of Applied Physics. 2016. V. 55. № 2.