ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເອເລັກໂຕຣດແກຣໄຟທ໌ພະລັງງານສູງສຸດ.

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງຂົ້ວໄຟຟ້າແກຣໄຟທ໌ພະລັງງານສູງພິເສດ (UHP) ແມ່ນອີງໃສ່ປະກົດການການປ່ອຍກະແສໄຟຟ້າ. ໂດຍນຳໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກການນຳໄຟຟ້າທີ່ໂດດເດັ່ນ, ຄວາມຕ້ານທານອຸນຫະພູມສູງ, ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ, ຂົ້ວໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບພາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມການຫຼອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊຸກຍູ້ຂະບວນການໂລຫະ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນການວິເຄາະລາຍລະອຽດຂອງກົນໄກການດຳເນີນງານຫຼັກຂອງພວກມັນ:

1. ການປ່ອຍປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ການປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນຄວາມຮ້ອນ

1.1 ກົນໄກການສ້າງເສັ້ນໂຄ້ງ
ເມື່ອຂົ້ວໄຟຟ້າແກຣໄຟ UHP ຖືກລວມເຂົ້າກັບອຸປະກອນຫຼອມ (ເຊັ່ນ: ເຕົາໄຟຟ້າໂຄ້ງ), ພວກມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າ. ການປ່ອຍໄຟຟ້າແຮງດັນສູງສ້າງໂຄ້ງໄຟຟ້າລະຫວ່າງປາຍຂົ້ວໄຟຟ້າ ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າຂອງເຕົາ (ເຊັ່ນ: ເຫຼັກເສດ, ແຮ່ເຫຼັກ). ໂຄ້ງນີ້ປະກອບດ້ວຍຊ່ອງທາງພລາສມາທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ ເຊິ່ງສ້າງຂຶ້ນໂດຍການໄອອອນໄນເຊຊັນຂອງອາຍແກັສ, ມີອຸນຫະພູມເກີນ 3000°C—ສູງກວ່າອຸນຫະພູມການເຜົາໄໝ້ແບບທຳມະດາຫຼາຍ.

1.2 ການສົ່ງພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ
ຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງທີ່ເກີດຈາກການໂຄ້ງຈະເຮັດໃຫ້ປະຈຸໄຟຟ້າຂອງເຕົາເຜົາລະລາຍໂດຍກົງ. ຄວາມນຳໄຟຟ້າທີ່ດີກວ່າຂອງຂົ້ວໄຟຟ້າ (ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າເຖິງ 6–8 μΩ·m) ຮັບປະກັນການສູນເສຍພະລັງງານໜ້ອຍທີ່ສຸດໃນລະຫວ່າງການສົ່ງຕໍ່, ເຮັດໃຫ້ການໃຊ້ພະລັງງານມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ໃນການຜະລິດເຫຼັກກ້າຂອງເຕົາເຜົາໄຟຟ້າ (EAF), ຂົ້ວໄຟຟ້າ UHP ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນວົງຈອນການຫຼອມໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 30%, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຜົນຜະລິດໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

2. ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ ແລະ ການຮັບປະກັນປະສິດທິພາບ

2.1 ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງໃນອຸນຫະພູມສູງ
ຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງຂອງເອເລັກໂຕຣດແມ່ນມາຈາກໂຄງສ້າງຜລຶກຂອງມັນ: ອະຕອມຄາບອນທີ່ຊ້ອນກັນເປັນຊັ້ນສ້າງເຄືອຂ່າຍພັນທະໂຄວາເລນຜ່ານການປະສົມ sp², ໂດຍມີການຜູກມັດລະຫວ່າງຊັ້ນຜ່ານກຳລັງ van der Waals. ໂຄງສ້າງນີ້ຍັງຄົງຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກຢູ່ທີ່ 3000°C ແລະ ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ (ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມສູງເຖິງ 500°C/ນາທີ), ເຊິ່ງມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາເອເລັກໂຕຣດໂລຫະ.

2.2 ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການເລືອຄານ
ຂົ້ວໄຟຟ້າ UHP ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄ່າສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕໍ່າ (1.2×10⁻⁶/°C), ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງດ້ານມິຕິໃນອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ປ້ອງກັນການເກີດຮອຍແຕກຍ້ອນຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຕ້ານທານການເລືອຄານຂອງພວກມັນ (ຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານທານການຜິດຮູບຂອງພາດສະຕິກພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມສູງ) ໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດໂດຍຜ່ານການຄັດເລືອກວັດຖຸດິບໂຄກເຂັມ ແລະ ຂະບວນການສ້າງກຣາຟິທີເຊຊັນຂັ້ນສູງ, ຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງມິຕິໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານທີ່ມີພາລະສູງເປັນເວລາດົນ.

2.3 ການຕ້ານທານການຜຸພັງ ແລະ ການກັດກ່ອນ
ໂດຍການລວມເອົາສານຕ້ານອະນຸມູນອິດສະລະ (ເຊັ່ນ: borides, silicides) ແລະ ການໃຊ້ການເຄືອບພື້ນຜິວ, ອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນການຜຸພັງຂອງເອເລັກໂຕຣດຈະສູງກວ່າ 800°C. ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງທາງເຄມີຕໍ່ກັບຂີ້ຕົມທີ່ລະລາຍໃນລະຫວ່າງການຫຼອມຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ເອເລັກໂຕຣດຫຼາຍເກີນໄປ, ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານໄດ້ 2–3 ເທົ່າຂອງເອເລັກໂຕຣດທຳມະດາ.

3. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງຂະບວນການ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ

3.1 ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມຈຸພະລັງງານ
ຂົ້ວໄຟຟ້າ UHP ຮອງຮັບຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າເກີນ 50 A/cm². ເມື່ອຈັບຄູ່ກັບໝໍ້ແປງທີ່ມີຄວາມຈຸສູງ (ເຊັ່ນ 100 MVA), ພວກມັນສາມາດໃຫ້ພະລັງງານປ້ອນຂໍ້ມູນໃນເຕົາດຽວເກີນ 100 MW. ການອອກແບບນີ້ເລັ່ງອັດຕາການປ້ອນຂໍ້ມູນຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການຫຼອມ - ຕົວຢ່າງ, ການຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່ໂຕນຂອງຊິລິກອນໃນການຜະລິດເຟີໂຣຊິລິຄອນໃຫ້ຕໍ່າກວ່າ 8000 kWh.

3.2 ການຕອບສະໜອງແບບໄດນາມິກ ແລະ ການຄວບຄຸມຂະບວນການ
ລະບົບການຫຼອມທີ່ທັນສະໄໝໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມໄຟຟ້າອັດສະລິຍະ (SERs) ເພື່ອຕິດຕາມກວດກາຕຳແໜ່ງຂອງໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ແລະ ຄວາມຍາວຂອງສ່ວນໂຄ້ງ, ໂດຍຮັກສາອັດຕາການໃຊ້ໄຟຟ້າໃຫ້ຢູ່ພາຍໃນເຫຼັກກ້າ 1.5–2.0 kg/t. ຄຽງຄູ່ກັບການຕິດຕາມກວດກາບັນຍາກາດເຕົາອົບ (ເຊັ່ນ: ອັດຕາສ່ວນ CO/CO₂), ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າກັບປະຈຸໄຟຟ້າ.

3.3 ການຮ່ວມມືກັນຂອງລະບົບ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ
ການນຳໃຊ້ເອເລັກໂຕຣດ UHP ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີພື້ນຖານໂຄງລ່າງສະໜັບສະໜູນ, ລວມທັງລະບົບສະໜອງພະລັງງານແຮງດັນສູງ (ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງ 110 kV), ສາຍໄຟລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍນ້ຳ, ແລະ ໜ່ວຍເກັບຝຸ່ນທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ເຕັກໂນໂລຊີການຟື້ນຟູຄວາມຮ້ອນເສດເຫຼືອ (ເຊັ່ນ: ເຕົາໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ອາຍແກັສເປັນສ່ວນປະກອບຮ່ວມກັນ) ຍົກລະດັບປະສິດທິພາບພະລັງງານໂດຍລວມໃຫ້ສູງກວ່າ 60%, ເຮັດໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍຮູບແບບ.

ການແປພາສານີ້ຮັກສາຄວາມແນ່ນອນທາງດ້ານເຕັກນິກ ໃນຂະນະທີ່ຍຶດໝັ້ນກັບສົນທິສັນຍາກ່ຽວກັບຄຳສັບທາງວິຊາການ/ອຸດສາຫະກຳ, ຮັບປະກັນຄວາມຊັດເຈນສຳລັບຜູ້ຊົມທີ່ມີຄວາມຊ່ຽວຊານ.