อะไรคือปัจจัยหลักที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกสวิตช์ตัดไฟแรงดันสูง 145kV

1. บทนำ

สวิทช์ตัดไฟแรงสูง โดยเฉพาะที่มีอัตรา 145kV มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานพลังงานของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ สวิทช์เหล่านี้จำเป็นสำหรับการแยกอุปกรณ์ไฟฟ้าระหว่างการบำรุงรักษา เพื่อรักษาความปลอดภัยของบุคลากรและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า การเลือกสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV (HVDs) ที่เหมาะสมเป็นงานที่ซับซ้อน ต้องพิจารณาหลายปัจจัยเพื่อให้ตรงตามความต้องการเฉพาะของระบบไฟฟ้าในภูมิภาค

2. ภาพรวมของสวิทช์ตัดไฟแรงสูง
2.1 ฟังก์ชันและความสำคัญ

ตามที่กำหนดใน IEC 62271-102 สวิทช์ตัดไฟแรงสูงคืออุปกรณ์ที่ไม่มีฟังก์ชันดับอาร์ก ออกแบบมาเพื่อให้มีการตัดวงจรที่เห็นได้ชัดเจน ซึ่งสำคัญสำหรับการทำงานในการบำรุงรักษา เมื่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าต้องการการบริการ 145kV HVD จะแยกอุปกรณ์ออกจากส่วนที่มีไฟฟ้า เช่น ในสถานีไฟฟ้าของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่มีเครือข่าย 145kV หนาแน่น สวิทช์ตัดไฟจะทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันความปลอดภัย รับประกันว่าไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลไปยังอุปกรณ์ที่กำลังทำการบริการ และลดความเสี่ยงจากการช็อกไฟฟ้า

2.2 โครงสร้างพื้นฐาน
สวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV แบบทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ: ฐานที่ให้การสนับสนุนอย่างมั่นคง; อินซูลเลเตอร์ (มักเป็นพอร์ซเลนหรือวัสดุคอมโพสิต) ที่แยกส่วนที่นำไฟฟ้าออกจากพื้นดิน; ส่วนที่นำไฟฟ้า (คอนแทคที่ตรึงและเคลื่อนที่) ที่นำกระแสไฟฟ้าเมื่อปิดและสร้างการตัดเมื่อเปิด; และกลไกทำงาน (แบบมือ ไฟฟ้า หรือลม) ควบคุมการเคลื่อนที่ของคอนแทคเพื่อการเปลี่ยนแปลง

3. เกณฑ์การเลือกหลักสำหรับสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV
3.1 ระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้า
3.1.1 ระดับแรงดัน

ระดับแรงดันของสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV ต้องตรงกับแรงดันระบบอย่างแม่นยำ ระบบไฟฟ้าในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ทำงานที่ระดับต่างๆ และสวิทช์ 145kV ถูกออกแบบมาเพื่อรับแรงดัน 145kV ตามมาตรฐานและทนทานต่อแรงดันเกินชั่วคราว (เช่น จากการเปลี่ยนแปลงหรือฟ้าผ่า) IEC 62271-102 กำหนดให้สวิทช์ต้องทนทานต่อแรงดันเกินโดยไม่ทำให้อินซูลเลเตอร์หรือส่วนประกอบเสียหาย ในพื้นที่ชายฝั่งของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่มีกิจกรรมฟ้าผ่าสูง สวิทช์ต้องมีอินซูลเลเตอร์ที่แข็งแกร่งเพื่อรับแรงดันเกิน

3.1.2 กระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าควรพิจารณาจากโหลดสูงสุด ในระบบ 145kV นี้อาจแตกต่างกันตามความต้องการของภูมิภาค เช่น พื้นที่อุตสาหกรรมที่มีโรงงานกำลังสูงในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อาจมีโหลดสูงกว่าพื้นที่ที่อยู่อาศัย สวิทช์ต้องสามารถรับกระแสโหลดสูงสุดได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ร้อนเกินไป และทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรภายในระยะเวลาที่กำหนด กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสร้างความเครียดสูงสุดให้กับส่วนที่นำไฟฟ้า ต้องการออกแบบให้ตรงตามมาตรฐานการทนทานต่อกระแสสูงสุดและกระแสสั้นๆ

3.2 ความปรับตัวทางสิ่งแวดล้อม
3.2.1 สภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ

สภาพภูมิอากาศที่หลากหลายในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตั้งแต่ป่าฝนเขตร้อนที่มีความชื้นสูงจนถึงพื้นที่แห้งแล้ง ต้องการให้ HVDs ปรับตัว:

• ในพื้นที่ที่มีความชื้นสูง สวิทช์ต้องป้องกันการสะสมของความชื้นเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและการเสื่อมสภาพของอินซูลเลเตอร์

• ในพื้นที่ที่มีฝนตกมาก สวิทช์ที่มีระดับ IP66 เป็นที่ต้องการ ระดับ IP66 รับประกันว่ามีความมิดชิดกับฝุ่นและทนทานต่อแรงน้ำจากสายฉีดน้ำแรงสูง เหมาะสมสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งที่เผชิญกับฝนหนักและลมแรง

3.2.2 ปัญหาการปนเปื้อนและการมลพิษ

การพัฒนาอุตสาหกรรมในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ทำให้สถานีไฟฟ้า (และสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV) ต้องเผชิญกับมลพิษ เช่น สารเคมีอุตสาหกรรม ฝุ่น และละอองเกลือทะเล:

• ละอองเกลือทะเลทำให้โลหะกัดกร่อน ในขณะที่ฝุ่นอุตสาหกรรมลดประสิทธิภาพของอินซูลเลเตอร์

• วิธีการแก้ไขรวมถึงสวิทช์ที่มีการเคลือบอินซูลเลเตอร์ป้องกันมลพิษหรือวัสดุทนทานต่อการกัดกร่อน และสวิทช์ที่มีระยะคลานเพิ่มขึ้นเพื่อป้องกันการลัดวงจรในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษ

3.3 สมรรถนะทางกลไกและไฟฟ้า
3.3.1 ความแข็งแกร่งทางกลไก

สวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV ต้องมีการออกแบบที่แข็งแกร่งเพื่อรับแรงจากการทำงาน (เช่น ระหว่างการเปลี่ยนแปลง) และแรงภายนอก (เช่น ลม):

• ในพื้นที่ที่มีพายุไต้ฝุ่นในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ สวิทช์ต้องทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง

• กลไกการทำงานควรมั่นใจว่าการเปลี่ยนแปลงราบรื่นและแม่นยำ ในขณะที่อายุการใช้งานทางกลไก (จำนวนการใช้งานก่อนสึกหรอ) เป็นสิ่งสำคัญในการลดการบำรุงรักษาและรับประกันการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง

3.3.2 สมรรถนะทางไฟฟ้า

พารามิเตอร์ไฟฟ้าหลักๆ ได้แก่:

• ความต้านทานคอนแทค: ความต้านทานต่ำลดการสูญเสียพลังงานและการร้อนเกิน

• ความแข็งแกร่งด้านดีไอเอล: สวิทช์ต้องทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า 145kV รวมถึงการทนทานต่ออาร์กในระหว่างการเปลี่ยนแปลง (แม้ว่าจะไม่ใช่การดับอาร์กเหมือนเบรกเกอร์)

• สมรรถนะของอินซูลเลเตอร์ (ระหว่างตัวนำและพื้นดิน) ต้องสอดคล้องกับ IEC 62271-102 ตรวจสอบผ่านการทดสอบประจำ (ความต้านทานของอินซูลเลเตอร์ ความทนทานด้านดีไอเอล)

3.4 การปฏิบัติตามมาตรฐาน
3.4.1 IEC 62271-102

การปฏิบัติตาม IEC 62271-102 เป็นสิ่งจำเป็น มาตรฐานสากลนี้ระบุข้อกำหนดในการออกแบบ การก่อสร้าง และการทดสอบสำหรับ HVDs รับประกันการใช้งานร่วมกันและความปลอดภัยทั่วโลก กำหนดค่าทางเทคนิคสำหรับการทำงานทางกลไก ความแข็งแกร่งด้านอินซูลเลเตอร์ และความทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ให้ฐานทางเทคนิคสำหรับการเลือก

3.5 ความเป็นไปได้ในการทำงานและการบำรุงรักษา
3.5.1 ความยืดหยุ่นในการทำงาน

กลไกการทำงานควรมีความสอดคล้องกับความต้องการของสถานีไฟฟ้า:

• กลไกไฟฟ้า/ลมเหมาะสมสำหรับสถานีไฟฟ้าที่ไม่มีคนดูแลเพื่อการควบคุมระยะไกล

• กลไกมือเหมาะสมสำหรับไซต์ที่มีการบริการบ่อยๆ

• ความน่าเชื่อถือและความเร็วในการตอบสนองเป็นสิ่งสำคัญ กลไกไฟฟ้าต้องมีแหล่งพลังงานสำรองสำหรับการทำงานฉุกเฉิน

3.5.2 ความต้องการในการบำรุงรักษา

สภาพอากาศที่ร้อนและชื้นในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เพิ่มความต้องการในการบำรุงรักษา การเลือกควรให้ความสำคัญ:

• ความสามารถในการบริการของส่วนประกอบ (คอนแทค อินซูลเลเตอร์ กลไก)

• ความทนทานของสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและซีลสำหรับการทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษานานๆ

• สวิทช์ HVD ที่มีการตรวจสอบสภาพ (เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ การติดตามการเคลื่อนที่) ช่วยให้สามารถให้ข้อมูลสถานะแบบเรียลไทม์ ลดความถี่ในการบำรุงรักษา

4. ข้อพิจารณาเฉพาะภูมิภาคสำหรับเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

การใช้งานสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ต้องให้ความสำคัญ:

• การป้องกันสภาพภูมิอากาศเขตร้อน: กล่องป้องกัน IP66 พร้อมการเคลือบป้องกัน UV เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ความชื้นสูง และรังสี UV

• การควบคุมการกัดกร่อนจากละอองเกลือทะเล: ส่วนประกอบจากสเตนเลส 316L หรือไทเทเนียมสำหรับพื้นที่ชายฝั่ง และอินซูลเลเตอร์ยางซิลิโคนสำหรับการทนทานต่อเกลือ

• ความยืดหยุ่นต่อการสั่นสะเทือน: โครงสร้างกลไกที่สอดคล้องกับมาตรฐานการสั่นสะเทือน (เช่น IEEE 693) สำหรับประเทศที่อยู่ในเขตที่มีแผ่นดินไหว

• การป้องกันสิ่งมีชีวิต: การออกแบบป้องกันการปีนป่ายหรือสารไล่สัตว์ขนาดเล็กและแมลงในพื้นที่ป่าฝนเขตร้อน

5. ต้นทุนเศรษฐกิจและวงจรชีวิต

การเลือกต้องพิจารณาการลงทุนเริ่มต้นกับต้นทุนวงจรชีวิต:

• สมดุลต้นทุนวัสดุ: เหล็กกล้าทนทานต่อการกัดกร่อนอาจมีต้นทุนเริ่มต้นสูง แต่ลดความถี่ในการเปลี่ยนทดแทนในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง ลดต้นทุนรวมของการครอบครอง (TCO)

• ประสิทธิภาพพลังงาน: การออกแบบที่มีความต้านทานคอนแทคต่ำลดการสูญเสียพลังงาน โดยเฉพาะในสถานการณ์ที่มีโหลดสูง

• บริการท้องถิ่น: แบรนด์ที่มีคลังอะไหล่และบริการเทคนิคในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ลดเวลาการหยุดทำงานและการบำรุงรักษา

6. สรุป

การเลือกสวิทช์ตัดไฟแรงสูง 145kV เป็นกระบวนการที่มีระบบ รวมถึงมาตรฐานทางเทคนิค ความปรับตัวทางสิ่งแวดล้อม และลักษณะเฉพาะของภูมิภาค ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ การออกแบบต้องให้ความสำคัญกับการปฏิบัติตาม IEC 62271-102 การป้องกัน IP66 ความทนทานต่อสภาพภูมิอากาศเขตร้อน และความทนทานต่อการกัดกร่อน พร้อมกับการพิจารณาการบำรุงรักษาและการต้นทุนวงจรชีวิต โดยการจับคู่ระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้าอย่างแม่นยำ และการปรับปรุงสมรรถนะทางกลไกและไฟฟ้า สวิทช์ HVD สามารถทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมของระบบไฟฟ้าที่ซับซ้อนของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ สนับสนุนความมั่นคงของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานในภูมิภาค