Uchambuzi na Hatua za Usalama kulingana na Matukio ya Kutumia Kikomo cha 145kV Bila Mwisho
1. Utangulizi
Katika mtandao wa umeme wa Indonesia, vifungo viwili vya kiwango cha juu cha 145kV (HVDs) ni muhimu sana kwa kutunza uhakika wa usambazaji kote katika mitaa yake ya maji. Hata hivyo, matukio ya kutoeleweka na kufanya kazi vizuri yanapatia hatari kubwa kwa ustawi wa mtandao. Maoni haya yanachunguza kosa la kufanya kazi kwa vifungo viwili vya 145kV katika substation nyingi moja ya Indonesia, kuanaliza sababu zisizozingatikana na kuwasilisha suluhisho wakati wanatumia mithibitisho ya IP66 na utaalamu wa IEC 60068-3-3 ili kuboresha usalama wa kazi.
2. Maelezo ya Matukio katika Indonesia
Mwamachi 2024, vifungo viwili vya 145kV katika substation nyingi moja ya Kisiwa cha Java vilikuwa vimefungwa bila malengo katika mchakato wa kusambaza mzigo kwa kawaida, kuchelewesha uhamiaji wa relais za msingi. Matukio hayo yalikuwa katika substation nyingi moja ya pembeni ya bahari karibu na Surabaya, ambapo mfumo wa IP66 ulikuwa umebuniwa kwa kutosha kusimamia masharti ya joto. Ufunguo bila malengo uligongwa umeme kwa nyumba 120,000 na kukata mzigo wa 30MW, na gharama za ujenzi zilikuwa zinazopita $800,000. Tathmini baada ya matukio ilionyesha kuwa upungufu wa tabia ya mazingira na makosa ya mfumo wa kudhibiti ndiyo sababu muhimu.
3. Tathmini ya Sababu Zisizozingatikana
3.1 Ufichuzi wa Mfumo wa Kudhibiti
3.1.1 Ufanisi wa Mzunguko wa Umeme
Mzunguko wa DC wa vifungo vilivyotumika ulikuwa una eneo la chini lenye kushirikiana na mfumo wa kupunga magonjwa ya mlima wa substation, ukosefu wa utaalamu uliyowajiriwa katika asilimia 20 ya substations nyingi za 145kV za Indonesia (taarifa ya PLN 2023). Wakati wa mgonjwa wa mlima karibu, voltage ya juu sana zilikuwa zinapata 12V DC katika mzunguko wa kudhibiti, kumezidi kufungua relais ya vifungo kwa makosa. Kama kwenye matukio ya 2022 katika Bali, ambapo mzunguko wa chini zilikuwa zinapewa maelezo ya kutosha ya kufungua 145kV HVD, tukio hili lilionyesha kuwa hakukuwa na kuzuia kati ya mzunguko wa kudhibiti na relais.
3.1.2 Upungufu wa Relais
Relais electromagnetic ya vifungo vilivyotumika, iliyoratishwa kwa 100,000 mikosi, ilikuwa imehitimu zaidi ya 150,000 mikosi bila kurekebishwa. Kuburudika kwa coil ya relais, iliyohitimu kwa mchakato wa kupata kosa, ilikuwa inaleta arcing ambayo ilikuwa inafunga vitamboko vinalavyo fika. Mipimo ya IEC 60068-3-3 ya thermal cycling iliheshimu kwa undani kwamba insulation ya epoxy ya relais ilikuwa imepungua zaidi ya >60°C, joto halisi katika switchyards za Indonesia ambazo hazina airconditioner.
3.2 Upungufu wa Mazingira
3.2.1 Kupungua Uwezo wa IP66
Hata ingawa ilikuwa na utaalamu wa IP66, gasket ya EPDM ya vifungo ilikuwa na vigogo vya 3mm, kilikuwa kinakubali mto wa chumvi kuingia. Hawa ya chumvi katika East Java ni 0.05mg/m³, inasongeza ukame. Tathmini ya SEM ya gasket ilionyesha kuwa cracking ya ozone, athari ya kuwa na muda mrefu wa kuwa na UV radiation (annual UV index >12) na humidity >85%. Hii ilipungua uwezo wa kuzuia dust/water, na vigezo vya ndani vilikuwa vinazoweza kujifungua kwa 0.2mm rust deposits kwenye copper contacts.
3.2.2 Upungufu wa Insulation kwa Kutokwa na Maji
Humidity kali (90% RH average) ilikuwa inaweza kuleta condensation kwenye composite insulator ya vifungo, kunyong'anya surface resistivity kutoka 10¹²Ω hadi 10⁸Ω. Partial discharge (PD) monitoring data ilionyesha kuwa PD activity ilikuwa inajitokezea kutoka 5pC hadi 25pC kwa miezi minne, kama shahidi ya flashover. Coating ya hydrophobic ya insulator, anayekuwa na utaalamu wa IEC 60068-3-3, ilipoteza uwezo wake baada ya miaka mitatu katika masharti ya tropikal, isipokuwa akitoa water films.
3.3 Ufichuzi wa Huduma
3.3.1 Usalama wa Lubrication
Mechanical linkage ya vifungo vilivyotumika haikuwa na silicone grease (NLGI Grade 2) kwa busara, kilikuwa kinaweza kuzingatia 15% friction zaidi katika mekanizmo wa kudhibiti. Temperature sensors rekodi 40°C moto zaidi kuliko baseline katika pivot joints, kuongeza stick-slip motion ambayo ilikuwa inaweza kuleta mechanical shocks, kama vile kufungua kwa kawaida. Hii inaonekana kwa taarifa ya PLN 2024 inayoelezea kuwa 43% ya 145kV HVD maloperations huwa hutokea kwa sababu ya lubrication imetengenezwa.
3.3.2 Delayed Sensor Calibration
Contact resistance sensor ya vifungo, aliyecalibrated kwa ±10μΩ, haikuwa imehusishwa kwa miezi 18. Accuracy halisi ilikuwa imegeuka kwa ±35μΩ, ikificha 120μΩ contact degradation (critical threshold: 150μΩ). Vikwazo hivi vya calibration ni vya kawaida katika substations za mbali za Indonesia, ambako 37% ya 145kV HVDs hazina maintenance schedule kwa sababu za changamoto za logistics.
4. Suluhisho Linalolipima
4.1 Redesign ya Mfumo wa Kudhibiti
4.1.1 Star Grounding Architecture
Fanyia star grounding system kwa 145kV HVD control circuits, kusema kwa kuwa unaweza kusambaza lightning protection grounds na 5m. Install 1000V isolation transformers kwenye control power feeds, kama ilivyoelezwa kwenye case study ya 2023 katika Medan ambayo ilipunguza transient-induced maloperations kwa 92%.
4.1.2 Solid-State Relay Upgrade
Badilisha electromagnetic relays na solid-state relays (SSR) certified IEC 60950 rated for 10⁷ operations. SSRs katika pilot project ya Semarang walionyesha zero voltage spikes na switching times zaidi ya 50%, kuondokana na arcing risks katika mazingira ya humidity.
4.2 Enhancement ya Environmental Resilience
4.2.1 IP66 Seal System Overhaul
4.2.2 Advanced Insulation Solutions
4.3 Predictive Maintenance Optimization
4.3.1 IoT - Enabled Monitoring
Deploy a 4G - enabled sensor network measuring:
Data itatanazwa kwa cloud - based AI platform (accuracy 94%) ambayo inapredict failures 72 hours in advance, kama ilivyoelezwa kwenye pilot project ya Papua ambayo ilipunguza unplanned outages kwa 85%.
4.3.2 Regionalized Maintenance Schedules
Develop climate - based maintenance plans:
5. Technical and Economic Impact
5.1 Reliability Metrics Improvement
MTBF Increase: From 12,000 hours to 45,000 hours post - intervention, exceeding IEC 62271 - 102's target.
Fault Detection Time: Reduced from 4 hours to 15 minutes via real - time IoT monitoring.
5.2 Cost - Benefit Analysis
6. Malalamiko
Kosa la kufungua 145kV disconnect switch katika Indonesia linachunguza hitaji wa suluhisho lisilo limetenganishwa kwa ufichuzi wa mfumo wa kudhibiti, upungufu wa mazingira, na ufichuzi wa huduma. Kwa kutumia enclosures zenye IP66, components zenye utaalamu wa IEC 60068-3-3, na predictive maintenance yenye IoT, grid ya 145kV ya Indonesia inaweza kufikia reliability metrics sawa na global standards. Njia hii si tu inapunguza hatari za kufanya kazi vizuri, lakini pia inasaidia maono ya nchi ya resilient, smart power infrastructure ambayo inaweza kutumia energy demands zinazobadilika katika mazingira ya tropikal.
