EN
Nuo alyvos bakų iki vakuumo kamerų: technologijų permainos elektros energijos skirstyme
Išeikite į bet kurį naujai įrengtą vidutinės įtampos transformatorinę stotį, ir jungiamosios įrangos eilė beveik tikrai bus įrengta su vakuumo slinkimo įrenginys technologija. Ši beveik visuotinė naudojimo praktika komunalinėse įmonėse, pramonės įmonėse, duomenų centrų ir komercinėse pastatuose neatsitiko atsitiktinai. Vakuumo pertraukiklis išsprendė problemas, kurios ilgą laiką kliudė ankstesnes technologijas – alyvinius, oru-magnetinius ir SF6 dujų jungiklius, – o taip pat pridėjo privalumų, kurie puikiai atitinka šiuolaikines prioritetines kryptis, susijusias su aplinkos saugos reikalavimais, eksploataciniais saugumo standartais ir techninės priežiūros sumažinimu.
Perėjimas į vakuumo jungiklius pradėjo greitėti 1980-aisiais, kai vakuumo pertraukiklių gamyba pasiekė brandą ir kainų skirtumas prieš naftos pertraukiklius sumažėjo. Šiandien vakuumo slinkimo įrenginys kaina yra maždaug tokia pat kaip SF6 vieneto tos pačios galios, tarnauja daugiau nei 20 metų be reikšmingų techninės priežiūros įsikišimų ir neturi jokių aplinkos ar saugos problemų, būdingų ankstesnėms technologijoms.
Aplinkos ir saugos pranašumai, skatinantys priėmimą
Nuliniai šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimai prieš SF6
Sieros heksafluoridas (SF6) yra stipriausia žinoma šiltnamio efektą sukelianti duja, kurios globalaus atšilimo potencialas yra 23 500 kartų didesnis už anglies dioksido (CO₂) ir kuri atmosferoje išlieka 3200 metų. Nors SF6 pertraukikliai projektuojami kaip sandūros, lėtas nuotėkis yra neišvengiamas – pramonės įvertinimai rodo, kad kasmetinis nuotėkis sudaro nuo 0,1 % iki 1 % įdiegtos galios. Pagal Europos Sąjungos F-dujų reglamentą ir panašius teisės aktus Japonijoje bei Australijoje SF6 naudojimas naujuose vidutinės įtampos jungikliuose vis labiau apribojamas.
The vakuumo slinkimo įrenginys visiškai pašalina šią problemą. Pertraukiklis sudarytas tik iš metalinių kontaktų, hermetiškai uždarytų aukšto vakuumo keraminėje ar stiklinėje apvalkale. Nėra dujų, kurios galėtų prasiskverbti. Nėra dujų, kurias reikėtų stebėti. Nėra dujų, kurias reikėtų atgauti naudojimo pabaigoje. Organizacijoms, turinčioms korporacinio darnumo tikslus, arba tiems, kurie veikia teisminėse sistemose su griežta šiltnamio efektą sukeliančių dujų ataskaitų pareiškimo taisyklėmis, vakuumo naudojimas vietoj SF6 supaprastina įstatymų laikymąsi ir sumažina ilgalaikę aplinkos atsakomybę.
Eksploatacinė sauga: be alyvos, be sprogimo rizikos
Alyviniai pertraukikliai kėlė katastrofiško verslo nutraukimo pavojų: trumpojo jungimo lankas galėjo skaidyti alyvą į sprogiąsias dujas, o netinkamas šių dujų išleidimas galėjo sukelti baklo plyšimą. Net įprasta techninė priežiūra reikalavo didelių izoliacinės alyvos kiekių nuleisti ir tvarkyti – tai buvo gaisro pavojus ir aplinkos teršalas. vakuumo slinkimo įrenginys pertraukiklis savo pertraukimo terpėje neturi degių medžiagų, todėl reikšmingai sumažinama transformatorinės pastotės gaisro apkrova.
Lankų žybsnio pavojus taip pat skiriasi. Vakuuminiame pertraukiklyje lankas visiškai įdėtas į hermetišką apvalkalą. Išorinis lankų žybsnis vis dar gali įvykti prijungiant magistralines šakas arba kabelio galus, tačiau pats pertraukiklis normalios pertraukos metu išorinio lankų žybsnio rizikos nekelia. Tai ypač svarbu metalinėse uždarose jungiamosiose įranguose, kur vidinio lankų žybsnio klasifikacija (IAC) pagal IEC 62271-200 nustato asmenų apsaugos lygį.
Elektros energijos tiekėjo modernizavimas Rytų Afrikoje
Kenijos elektros energijos įmonė „Kenya Power“ savo „Paskutinio kilometro ryšio projektu“ turėjo atnaujinti senėjančias 11 kV transformatorines, kurios aptarnauja naujai elektrifikuotas kaimo bendruomenes. Esamoje tinkle buvo naudojami aliejiniai jungikliai, pagaminti 1970–1980 metais, daugelis jų jau viršijo numatytą eksploatacijos trukmę ir lietaus sezonu kildavo patikimumo problemų, kai drėgmės prasiskverbimas sumažindavo aliejaus izoliacinę stiprybę.
Įmonė nurodė vakuumo slinkimo įrenginys žiedinės pagrindinės įrangos vienetai modernizavimo programai. Kelios šios vienetai, tiekiami per „Hongxin Intelligent Technology“ tarptautinę platinimo tinklą, buvo įrengti 11 kV kaimo elektros skirstomuosiuose punktuose, kurie aptarnauja po 2000–5000 vartotojų kiekvienam. Pagrindinis rodiklis: veikiant 40 transformatorinių stotelių 24 mėnesius, priverstinio išjungimo dažnis sumažėjo 62 % lyginant su naftos perjungiklių baziniu rodikliu. Didžiausias indėlis į šį rezultatą – drėgmės sąlygotų gedimų pašalinimas: vakuumo perjungiklio veikimas nepriklauso nuo drėgmės, skirtingai nuo naftos, kurios dielektrinė stiprybė stačiai mažėja, kai vandens kiekis viršija 35 ppm.
Techninės priežiūros ekonomika visame turtinio turto gyvavimo cikle
Vidutinės įtampos jungiklių įrangos bendrosios naudojimo sąnaudų skaičiavimas aiškina, kodėl vakuumo technologija dominuoja. Alyvoje veikiantis jungiklis reikalauja alyvos pavyzdžių ėmimo ir dielektrinio tyrimo kas 2–3 metus, kontaktų patikrinimo kas 5 metus ir alyvos keitimo kas 10 metų – kiekvienas šių veiksmų reikalauja nutraukti energijos tiekimą. SF6 jungiklis reikalauja dujų slėgio stebėjimo ir periodinio dujų kokybės tyrimo. A vakuumo slinkimo įrenginys reikia mechaninio sujungimo tepimo ir kontaktų ausimo patikrinimo – abu veiksmai gali būti atliekami įprastinėse transformatorinės pastotės apsilankymų metu, nesunaikinant grandinės veikimo.
Per 30 metų eksploatavimo laikotarpį vakuumo jungiklio įrengimo bendras techninės priežiūros laikas paprastai yra 40–60 % mažesnis nei lygiavertės alyvoje veikiančios įrangos ir 20–30 % mažesnis nei SF6 įrangos. Kai į visą sąnaudų vertinimą įtraukiamos techninės priežiūros darbo užmokestis, nutraukimo nuobaudos ir aplinkos apsaugos susijusios išmetimo mokesčiai, viso gyvavimo ciklo sąnaudų pranašumas tampa lemiamas.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kodėl vakuumo technologija yra pageidautina palyginus su SF6 vidiniams jungikliams?
Vakuumo pertraukikliai nesukuria lankų gaminių, jiems nereikia dujų valdymo įrangos ir jie pašalina būtinybę naudoti dujų nuotėkio stebėjimo sistemas. Vidiniams įrenginiams lankų nuodingų skaidymo produktų nebuvimas – SF6 lankai sukuria rūgščius gaminius, įskaitant vandenilio fluoridą – supaprastina transformatorinės pastato ventiliacijos reikalavimus ir pagerina gaisrininkų saugą, jei pastate kilna gaisras. „Hongxin Intelligent Technology“ jungiklių įrenginiai laikosi šių vidinių saugos projektavimo principų.
Ar vakuumo grandinės pertraukikliai gali jungti dažniau nei SF6?
Taip. Vakuumo pertraukikliai turi iš esmės mažesnę lanko energiją nutraukiant srovę, nes lankas dega mažiau pusės periodų. Tai reiškia mažesnį kontaktų kaitimą kartotinai jungiant ir ilgesnį kontaktų tarnavimo laiką taikymuose, pvz., lankų krosnių transformatoriuose, kur jungimo veiksmai gali vykti šimtus kartų kas dieną.
Kokiam įtampų diapazonui pritaikyti vakuumo grandinės pertraukikliai?
Komerciškai prieinami vakuumo pertraukikliai standartiškai apima 3,6 kV–40,5 kV diapazoną. Aukštesnės įtampos taikymo sritys iki 84 kV pasiekiamos naudojant po du pertraukiklius kiekvienoje fazėje nuosekliai sujungus, o 145 kV vienų pertraukimų vakuumo jungikliai pradeda atsirasti specializuotose taikymo srityse, nors perdavimo įtampoms virš 72,5 kV vis dar vyrauja SF6.
Kaip tikrinama vakuumo grandinės jungiklių patikimumo?
Tipų bandymai pagal IEC 62271-100 apima mechaninį ilgaamžiškumą (10 000 operacijų M2 klasei), temperatūros kilimą esant nominaliajai srovei, trumpojo jungimo sudarymo ir nutraukimo bandymus pilnuoju nominaliuoju režimu, talpinės srovės jungimo bandymus bei dielektrinio atlaikymo bandymus. Kasdieniniai gamybos bandymai apima kiekvieno pertraukiklio maitinimo dažnio atlaikymo bandymą, kontaktų varžos matavimą ir mechaninio laikymo patikrinimą.
Ar vakuumo grandinės jungikliai sukuria jungimo pernapįtis?
Jie tai gali, ypač perjungdami mažus induktyvius srovės tekėjimus, pvz., nepakrautų transformatorių magnetizuojančiąją srovę. Srovės nutraukymo reiškinys – kai lankas užgesinamas staigiai, prieš natūralų srovės nulio tašką – gali sukelti pernapįtis. Šiam reiškiniui valdyti veiksmingai naudojami šiuolaikiniai vario–chromo kontaktų medžiagų vakuuminiai pertraukikliai su žema srovės nutraukimo verte (paprastai mažesne nei 3 A) ir pernapįčių apsaugos prietaisai prie transformatoriaus galų.
Koks yra vakuuminio oro pertraukiklio eksploatavimo pabaigos atliekų tvarkymo procesas?
Vakuuminis pertraukiklis priskiriamas nekeliančioms pavojų atliekoms – keraminis korpusas ir vario–chromo kontaktai neturi nuodingų medžiagų, kurios reikėtų specialiai tvarkyti. Valdymo mechanizmas ir rėmas pagaminti iš įprastų perdirbamų metalų. Tai skiriasi nuo SF6 pertraukiklių, kuriems būtina sertifikuota dujų atgavimo procedūra, ir nuo alyvos pertraukiklių, kuriems reikia pavojingų skysčių šalinimo, todėl vakuuminiai pertraukikliai yra paprasčiausias eksploatavimo pabaigos scenarijus.