EN
Kipasuko cha Vakuumi: Kuvunja Vipande katika Sehemu ya Juu ya Mfumo wa Voltage
Ni nini kinachotokea wakati wa kuvunja kipindi cha umbo cha vakuumi: upanuzi haraka wa kipindi cha plasma na urejeshaji wa haraka wa sasa
Wakati wa kufungua mifumo ya kuvunjika kwa vacuum, vapor ya chuma inaionizwa na kufanya arc ya plasma. Katika kiwango cha juu sana cha vacuum (mazungumzo < 10^-4 torr), vichipu vya malipo vinavyotokana na vapor huo vinafanya vacuum deposition kwenye mifumo ya kuvunjika, ikiruhusu upanuzi wa haraka wa arc ya plasma ndani ya muda wa 1–5 ms. Hii pia inaruhusu kipasuo cha sasa kutoa uwezekano wa kujifunza haraka kwenye mfumo kabla ya muda ujao wa mzunguko wa voltage, ikiruhusu udhibiti wa salama wa arc katika wakati wa kwanza ambapo sasa inatarajiwa kushuka hadi sifuri na kuudhibiti uundaji wa arc. Kiwango cha vacuum kinaruhusu njia ya kuvuka ya elektronu ya wastani zaidi ya mara 1000 kuliko ile ya gesi ya SF6. Hii ndiyo sababu msingi ambayo kuvunjika kwa vacuum ni bora kuliko kuvunjika kwa gesi na kuvunjika kwa hewa katika kuvunja salama sasa ya umeme.
Kasi ya kuvunjika chini ya 15 ms na udhibiti bora zaidi wa kupita kwenye sifuri kuliko kuvunjika kwa SF₆ na kuvunjika kwa hewa.
Kuhusu kuzima vibaya, vifungo vya vakuum inaweza kuzima vibaya katika muda wa 15 ms au chini yake, ambayo ni 30–50 % ya kasi zaidi kuliko mfumo ya SF6 au ya hewa-kuvunjika. Kwa sababu vifungo vya vakuum viko ndani ya vakuum, kasi ambayo vinaweza kushinda kuvunjika haikufuata mekanismu za mgando wa gesi zenye ufanisi, ambayo ni kesi ya vifungo vya gesi. Katika daraja la 72.5 kV, teknolojia ya vifungo vya vakuum inafanya kazi karibu mara tatu bora kuliko SF6 kwenye TRV zile za kiholela kulingana na kile ambacho wenginee wengi wanavyofikiri kuwa wastani. Wenginee wengi wanafikiri kwamba mekanismu za kawaida za hewa-kuvunjika zinahitaji angalau vipindi 8 hadi 10 vya sasa ya sifuri kabla ya kuzima kivuli kwa uhakika. Vifungo vya vakuum, kwa upande mwingine, inatarajiwa kuzima vikwazo vyote (hadharani 99.8 % ya kuzima kivuli, kama ilivyoorodheshwa katika IEC 62271-100) katika vipindi 2 au chini yake. Matumizi ya kibinafsi ya 100% ya vifungo vya vakuum pia yameonyesha kupungua kwa viwango vya juu vya voltage. Majaribio ya kibinafsi pia yameonyesha kwamba kuna viwango vya juu vya voltage vya chini kwa asilimia 40 kuliko vifungo vya vakuum vilivyopangwa kwa gesi. Uwezo wa juu wa kudumisha umeme unasaidia uingizwaji wa MV/UV kwa ukubwa mdogo na uaminifu
Uwezo wa ndani wa uvunja kuvunjika kwa vacuum (>30 kV/cm) na muundo wa umbali wa mawasiliano unaoendelea kwa matumizi ya 72.5–145 kV
Vacuum ina uwezo wa uvunja kuvunjika ambao ni mkubwa zaidi ya 30 kV kwa cm, ukiruhusu ujenzi wa uburudishaji bora wa mfumo wa juu ya voltaji bila kutumia gesi za ziada. Sifa hii inaruhusu wataalamu kuchanganya umbali wa mawasiliano katika vipimo vya kawaida vya IEC vya 72.5 kV mpaka 145 kV. Kinyume na vifungo vya SF6, teknolojia ya vacuum ni bora zaidi kwa sababu inahifadhi utendaji sawa bila kujali joto, urefu juu ya usawa wa bahari, na unyevu. Pia, teknolojia ya vacuum inapunguza wasiwasi kuhusu usimamizi wa gesi, ikiruhusu uendeshaji bora wa kituo cha nishati katika hali mbaya.
Faida za nafasi na uzito: inachukua nafasi ya 30–40% chini katika GIS na vituo vya nishati vya mchanganyiko kuliko vifungo vya SF₆
Vacuum ina nguvu ya kuzima ya juu sana, ikiruhusu vifungo vya kuunganisha vya vipengele vya ukubwa mdogo zaidi. Hii husababisha vifungo vya kuzima vya ukubwa mdogo na kwa hiyo, vifungo vya kuzima vya jumla vinavyoongozwa kwa ufanisi zaidi. Ukuaji wa nafasi ni mkubwa sana. Unapopimua mazingira ya kujengwa ya vifungo vya kuzima vilivyotengenezwa kwa kutumia teknolojia ya vacuum badala ya SF6, mara nyingi hutumika nafasi ya chini ya asilimia 30 hadi 40. Mifumo ya kufanya kazi pia ni mfupi zaidi, katika baadhi ya vitu, hadi asilimia 60. Hii ni faida kubwa khasa kwa mitambo ya kushirikiana kwa sababu inaboresha usambazaji wa mistari ya umeme na kasi ya kufanya mabadiliko. Katika mapinduzi ya mtandao nchini Ulaya, makampuni mengi yamekiri kuwa baada ya kutumia teknolojia ya vacuum katika kiwango cha kawaida cha 145kV, nafasi ya ziada ilikuwa takriban asilimia 35.
Uaminifu wa muda mrefu na mzunguko wa juu wa vifungo vya umeme wa juu na matumizi ya chini ya usafi
Zaidi ya 20,000 shughuli < asilimia 0.001 ya kushindwa kwa kila IEEE C37.09-2018
Vipenge vya kuvunja umbo la vacuum ambavyo vimefungwa kikamilifu na hawatashtuliwa na mazingira yao yanaweza kufanya zaidi ya 20,000 uendeshaji wa kiashiria bila kushindwa kwa kiwango cha chini ya 0.001% kulingana na IEEE C37.09-2018. Kwa sababu hakuna mahali pa uvunjika wa gesi au vifungo vya kinyume cha haraka, nguvu ya kuvunja umbo la umeme inaendelea kwa miaka mingi ya huduma. Data za shambani inaonyesha kwamba watumishi wengi wanapata karibu miaka 30 ya huduma kabla ya kubadilisha vipenge vya 72.5 kV. Kinyume chake, kwa mikakati mpya zaidi, watumishi wanapata uchumi wa kupungua kwa asilimia 40. Utafiti wa kuondoa kikomo cha ubora wa vipenge vya kusogeza na vifungo vya kusogeza vinavyoshindwa mara kwa mara wakati wa kufanya kazi ya kuvunja matatizo ni kilichosaidia kukuza uaminifu wa mikakati hii.
Hakuna usimamizi wa gesi, matatizo yanayohusiana na unyevu, au bidhaa za uvunjika wa sumu—hii inaondoa njia kuu za kushindwa kwa mfumo wa SF₆.
Mifumo ya kuvunja umbo la vacuum inasukuma tatu ya mahali muhimu ya kushindwa ya mfumo wa gesi iliyopakwa:
Hakuna usimamizi wa gesi: Hakuna usimamizi wa SF₆, kugundua mafuriko, au usimamizi wa gesi ya kurekodi ambao unahitaji gharama kubwa
Uwezo wa kupuuza unyevu: Ukwepo wa mgandamizo wa dielektriki unaosababishwa na unyevu, ambao ni sababu kuu ya kushindikana kwa kifungo cha SF₆, unapuuza.
Haiathiri afya: Hakuna bidhaa za gesi zinazochafua metali kama vile fluoridi za chuma
Kwa hiyo, masomo ya watumiaji walionyesha kuwa mahitaji ya usimamizi yalipungua kwa asilimia 75. Pia, waliokoka dhamana ya kuvunja sheria ya EPA ya $740,000 kwa mwaka kuhusu mafuriko ya SF₆ yanayotajwa katika ukaguzi wa utii. Uundwa wa vifungo vya kitu chenye nguvu pia unapuuza uvunjivu wa vifungo unaosababishwa na uvunjivu wa gesi baada ya shughuli chache za kuvunjika kwa umbo la mzunguko.
Mizani ya Tenshon inavyobadilika: Kutoka Kwenye Tenshon ya Wahidia hadi Tenshon ya Juu
Mafunzo
Vifungo vya umeme vinavyotumika kwa kawaida vina uwezo wa kufanya kazi (12–145 kV) na mafunzo ya watumiaji ya 145 kV
Mkabidhi wa umeme wa vakuumi ameendelea hivi karibuni ili kuboresha utumizi wake katika mifumo ya umeme wa wastani na ya juu ya 145 kV. Maendeleo ya vitu vya mawakilishi, vakuumi, ukamari, na uhamishaji wa umeme, yameboresha utumizi wao katika mafanikio ya 145 kV. Yanazo uwezo wa kuvunja umeme wa kazi hadi kwa 40 kA (yaani, < 20 ms). Mkabidhi hii hufanya badala ya vifaa vikubwa vya msingi katika vyanzo vya joto vya upana sana kutoka -40 hadi +55 digrii Silisiasi na kuzingatia ukweli kwamba hauna gesi ambayo inaharibu mazingira.
Teknolojia ya Mkabidhi wa Vakuumi kwa 245 kV: Viashiria vya IEC 62271-100 na Maendeleo ya Mkabidhi wa Kielelezo cha Kupungua Kwa Mfululizo
Wafanyuzi wameanza kuuzia teknolojia ya hewa tupu kwa matumizi ya 245KV kwa miundo ya vikenge vya kupasua kwa mfululizo. Kwa ujumla, wanajenga vikenge vingi vya hewa tupu ili utawala wa umeme ugharibiwe sawa kwenye vifaa vingi badala ya kugongwa katika eneo moja. Miundo hii ilipata sasa ubaguzi wa kisheria wa IEC 62271-100 kwa uwezo wa kupasua umeme wa 245kV/50kA, ambayo ni mafanikio makubwa sana kwa sekta hii. Moja ya mikondo ya kwanza imeundwa ili kupasua mtiririko wa sasa katika mzunguko mawili ya umeme, ikawa 40% ya haraka kuliko vikenge vya kupasua mara moja vinavyotumika kawaida. Pia, mfano huu unatumia mifupa ya shaba-na-kromu (Cu/Cr)
mifumo mingi ya kwanza ya kujaribu imeingizwa katika mtandao wa umeme wa Ulaya tangu mwaka jana. Wataalamu wengi wa sekta hii wanasema kwamba teknolojia ya utupu hatimaye itabadilisha gesi ya SF6 katika matumizi ya voltaji ya juu ambapo mahusiano ya mazingira ni muhimu.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Ni nini faida kuu ya kutumia vifungo vya umbo la vakuum badala ya mfumo wa SF6 na vifungo vya hewa?
Kwa mfumo wa voltaji mrefu, vifungo vya umbo la vakuum hupata uwezo wa kurekodi nguvu ya kudumisha umeme haraka zaidi, ambayo husababisha kuondolewa kwa haraka ya mchakato wa umeme na kupungua kwa mshusho wa voltaji. Hii inamaanisha kwamba vifungo vya umbo la vakuum vinaweza kufanya kazi katika kiwango cha ufanisi cha juu kuliko mfumo mwingine.
Unaweza kusema nini kuhusu ubunifu wa vifungo vya SF6 ambavyo huwezesha vifungo vya vakuum kuwa na ukubwa mdogo?
Kwa sababu vifungo vya SF6 vina nguvu ya kudumisha umeme ya chini, huyahitaji mapafu ya mbali zaidi. Kwa hivyo, vifungo vya vakuum huyahitaji nafasi ya 30–40% chini kuliko vifungo vya SF6.
Vipenge vya kuvunjika kwa vacuum vina muda wa maisha zaidi ya 20,000 uendeshaji, na kwa hivyo wana kiwango cha kushindwa chini. Kiwango hiki cha chini cha kushindwa kinamaanisha kwamba vinaweza kufanya kazi kwa miaka 30 ya mafanikio. Kiwango hiki cha chini cha kushindwa na kiwango cha juu cha mafanikio kinamaanisha kwamba vipenge vya kuvunjika kwa vacuum vinaweza kuwa na gharama za 40% chini kuliko teknolojia za zamani kwa sababu ya usambazaji na urepari ambao unahitajika chini.
Je! Kuna faida ya kutumia vipenge vya kuvunjika kwa vacuum badala ya vifungo vya SF6 kwa upande wa mazingira?
Bila shaka! Vipenge vya kuvunjika kwa vacuum vyanakomboa hitaji la mfumo wa usimamizi wa gesi, pia hawajawali unyevu. Hakuna au kuna vitu vya kuharibu vya chini sana vinavyotengenezwa. Kwa hivyo, pia kuna gharama za mazingira chini na gharama za kifedha chini zinazohusiana na mfumo wa SF6.