Жоғары деңгейдегі вакуумдық аралаштырушылардың мезгілдері және азықтықтарының Кісік Тарихы
Жоғары деңгейлі вакуумдық айналмалы бөлшектер: Жалпы ерекшеліктер
Кіріспе
Жоғары деңгейлі вакуумдық айналмалы бөлшектер (ЖД ВАБ) традициялық SF6 газымен ішкі жабысқан айналмалы бөлшектердің қолданылуына альтернатива ретінде пайда болды, әсіресе көп реттік айналу және төмен техникалық қызмет үшін маңызды. 2014 жылдан бастап, ЖД ВАБ жоғары деңгейдегі газдық айналмалы бөлшектерге альтернатива ретінде өнімдейтін компаниялар тарауланып, SF6 - қатты құбылай газының қолданылуын жою арқылы жасыл және ұзақ уақытқа бағытталған шешімдерді ұсынуда.
Вакуумдық коммутациялық технология үш десептен астам жылдар бойы тарату жүйелерінде кеңінен қолданылған, негізінен қате ағымдарды және әр түрлі жүктерді айналу үшін. Орта деңгейдегі (52 кВ-ға дейін) вакуумдық коммутациялық технологияның ыңғайлауы мен өте жақсы ықтималдылығы оны тарату жүйелерінде басқаруға алып келген. Бірақ, вакуумдық коммутациялық технологияны тасымалдау деңгейлеріне қосу 1960-жылдардан басталған, 1980-жылдары Японияда бірінші жоғары деңгейдегі вакуумдық айналмалы бөлшектер орналастырылған. 2010-жылға дейін, қалыптасқан қоғамдарда және энергетикалық қызметтерде 10,000-ден астам ЖД ВАБ қолданылған. Вакуумдық технологияның SF6-ге қарағанда көбірек айналу операцияларын және төмен техникалық қызмет талаптарын қолдануы оны таңдауға себеп болды.
Америка Құрама Штаттарында, вакуумдық конденсаторлық банкты айналу үшін 242 кВ-ға дейін қолданылған. 2008-жылы, Китаї және Еуропада ЖД ВАБ өнімдерін өнімдейтін зерттеу және өнімдер әзірлеу бағыттары, SF6-ті азайту немесе жоюға ұстанылды. Бұл 145 кВ-ға дейін қолданылатын өнімдерді енгізу арқылы жүзеге асырылды. Китаїнде, ЖД ВАБ-ны коммерциялық қолданыстарда тез қабылдау 126 кВ-ға дейін қолданылатын қызметтерде қалыптасқан. Еуропада, типті тесттермен өнімдерді пайдалану алдында қолданыс мекендерінде қолданылады.
Технология және дизайн
Барлық ЖД ВАБ өнімдері өткен жылдарда қалыптасқан орта деңгейдегі вакуумдық бөлшектердің негізінде құрылған. Бұл технологияны жоғары деңгейлерге қосу үшін жаңа техникалық өзгертілер талап етілмеді. Негізгі қиындық - бөлшектердің геометриясын жоғары деңгейлерге ықшамдау. Мысалы, диаметр және контакттық аралықты 52 кВ-тан жоғары деңгейлер үшін арттыру керек. Бірнеше жағдайларда, 126 кВ-ден жоғары деңгейлер үшін сериялық екі вакуумдық аралық қолданылады, қанағаттанарлық қызмет ету үшін.
Функционалдық өзгөністер
Нормалды ағымды басқару: 2,500 А-ға дейінгі нормалды ағымдар үшін, ЖД ВАБ және SF6 айналмалы бөлшектерінің арасында өзгешеліктер жоқ. Бірақ, ЖД ВАБ-да 2,500 А-дан жоғары ағым рейтингін (2,500 А-дан жоғары) ұсыну қиын, себебі контакттық құрылымнан жылу пайда болады және бөлшектердің шектеулі термодинамикалық қабілеті.
Мониторинг: SF6 айналмалы бөлшектерінде айналу медиума сапасын мониторинг ету оңай, себебі ЖД ВАБ-да вакуумдың деңгейі қызмет кезінде нақты мониторинг етілмейді.
Айналу операциялары: ЖД ВАБ-лар вакуумдық контакттық системаның арқылы жылу қалыптасуына қарсы өте жақсы ықтималдылыққа ие болғандықтан, SF6 айналмалы бөлшектеріне қарағанда көбірек айналу операцияларын атқаруға қабыл. Бұл технология күнделікті айналу сызықтарындай, көп реттік айналу қажет болатын қолданыстар үшін өте ыңғайлы.
Драйвер энергиясы: Типті 72.5 кВ рейтингінде, вакуумдық айналмалы бөлшектер үшін қажет болатын драйвер энергиясы өте аз - SF6 айналмалы бөлшектеріне қарағанда 20% ғана. Эки құрылымдың физикалық өлшемдері ұқсас.
Бөлшектердің құрылымы: 145 кВ-ден жоғары деңгейлерде, ЖД ВАБ-лар сериялық бірнеше бөлшектерге қажет болады, ал SF6 технологиясы 1994 жылдан бастап 550 кВ-ға дейін бір бөлшекті айналмалы бөлшектер қолданылған, бұл өте көптеген елдерде кеңінен қолданылады.
Арктың өзгөністері: ЖД ВАБ-ларда арктың напрямлениясы SF6 айналмалы бөлшектерінен өте төмен, адатта ондық вольттар, SF6-да сотық вольттар. Сондай-ақ, ауырсыну кезінде арктың ұзақтығы вакуумдық коммутациялық құрылымда қысқа, минималды арктың уақыты 5-7 мс, SF6 айналмалы бөлшектерінде 10-15 мс. Бұл ЖД ВАБ-лар үшін көбірек айналу операциялары мүмкін етеді.
R-сіздік радиациясы: 145 кВ-ға дейінгі рейтингтік напрямлениясы бар ЖД ВАБ-лар нормалды қызмет кезінде 5 µSv/h стандарттық шектерінен төмен R-сіздік радиациясын ұсынады. SF6 айналмалы бөлшектері R-сіздік радиациясын ұсынбайды.
Электротехникалық өзгөністер
Қате ағымды басқару: ЖД ВАБ-лар өте жылдам диэлектрикалық қалыптасу арқылы (SF6 айналмалы бөлшектерінен өте тез) транзистентті кеңейтілген напрямленияның (TRV) өте жоғары қатынасымен қате ағымдарды басқаруда жақсы нәтиже береді.
Бөлшектердің бөліну статистикасы: Вакуумдық аралықтар теориялық түрде өте жоғары бөлінетін напрямленияға ие, бірақ өте орташа напрямленияларда бөлінетін ықтималдылық төмен. Вакуумдық аралықтар өте кейде, ағымды басқару кезінен несиелеу үшін жүз милисекундтен астам уақыттан кейін спонтанны ретінде бөлінетіндер. Бірақ, бұл оқиғалардың салдары шектеулі, себебі вакуумдық аралық тутынушылығын тутынушылықты тутынады. Бұл оқиғалардың салдары толық түсінікті емес.
Индуктивті жүктерді басқару: Индуктивті жүктерді, мысалы, параллель реакторларды басқару қолданыстарында, ЖД ВАБ-лар бір жүріске араласу үшін көбірек реттелген қайта жарылуына ұшырайды. Бұл вакуумдың жоғары дауысты ағымдарды басқару қабілетіне байланысты. Бұл қайта жарылу үшін RC снубберлер және металоксид арестерлер сияқты қолданысқа әсері қазіргі таңда зерттелуде.
Конденсаторлық банкты басқару: Конденсаторлық банктарды басқару кезінде, өте жоғары ағымдарды басқару маңызды, себебі олар контакттық системаның диэлектрикалық қасиеттерін жою арқылы алдын ала жарылу арқылы жоюға әкеледі. Бұл қиындық ЖД ВАБ-лар және SF6 айналмалы бөлшектері үшін қолданылады. Басқару стратегиялары сериялық реакторларды немесе басқарылатын айналу қолданылады, бірақ ЖД ВАБ-лар үшін соңғы қолданыс туралы тәжірибе шектеулі.
Келесі перспективалар және рыноктың түсінігі
Жоғары деңгейдегі коммутациялық құрылымдарды қолданушылардың сұрауында, вакуумдық коммутациялық құрылымдардың SF6-тың жоқтығы өзінің негізгі артықшылығы деп есептеледі, бұл тұтынушылықтың да SF6-сіз болуы шарт. Бірақ, тасымалдау деңгейлерінде кеңінен қолданылған тәжірибелік қызметтер қатты қиындық болып табылады. Несіпке қарамастан, вакуумдық технологияның экологиялық және қызмет ету өзгөністері бұл аймақта ұзамайтын қызығушылық және өнімдер әзірлеу үшін қалыптасқан.
Жоғары деңгейдегі вакуумдық айналмалы бөлшектер (ЖД ВАБ) қолданушылары тұтынушылықтың қатынасына қарай ағымды басқару және айналу операциялары кезінде R-сіздік радиациясының пайда болуы туралы көп қорқып отырады. Бұл қиындықтар ЖД ВАБ-лардың қауіпсіз және қолданыстағы ықтималдылығы үшін маңызды, әсіресе олар тасымалдау деңгейлерінде қолданылады.
R-сіздік радиациясы
Бір бөлшекті қолдану үшін, 145 кВ-ға дейінгі рейтингтік напрямлениясы бар ЖД ВАБ-лар нормалды қызмет кезінде 5 µSv/h стандарттық шектерінен төмен R-сіздік радиациясын ұсынады. Бірнеше бөлшектер қолданылатын құрылымдарда R-сіздік радиациясының деңгейі әлі де төмен. Бұл регуляциялық және қауіпсіздік талаптарына қатысты маңызды, себебі ол ЖД ВАБ-ларды қолдану қатарында адамдарға немесе мүше қауіпсіздігіне қауіп тудыратын радиациялық ықтималдылықтарды азайтуға ықпал етеді.
Пилоттық проекттер
Көптеген қолданушылар ЖД ВАБ технологиясын қолдану үшін пилоттық проекттерді бастауға өте қызығушылық танытады. Бұл проекттер энергетикалық компаниялар мен қызмет ету операторларына ЖД ВАБ-лардың қызмет ету ықтималдылығы, ықтималдылығы және қолданыс өзгөністерін нақты шарттарда бағалау мүмкіндігін береді. Тұтынушылық сетьлері пилоттық проекттер үшін ұсынылады, себебі орта деңгейдегі системалардың сеть шарттары тасымалдау деңгейлерінің сеть шарттарына әрқашан ұқсас емес, әсіресе тұтынушылық шарттарына қатысты. Бұл пікірлер тасымалдау деңгейлеріне қолданылғанда қолданылған тәжірибелік қызметтерге қатысты маңызды болады.
Стандарттау
Ағымдағы IEC айналмалы бөлшектер стандарты, IEC 62271-100, SF6 айналу технологиясына ұстанылған, бұл вакуумдық айналу өзгөністері мен қиындықтарын толық қарауға мүмкіндік бермейді. Мысалы, SF6-ге қатысты қиын тесттер, мысалы, қысқа сызықты қате тесттері, вакуумдық технология үшін өте маңызды болмайды. Сол сияқты, синтетикалық тесттерде ұзақ уақытты диэлектрикалық қалыптасу қолданылуы, SF6-ге қатысты өте маңызды болмайтын, вакуумдық бөлшектерде кейінгі бөлінетіндердің жоқтығын көрсету үшін маңызды болуы мүмкін. ЖД ВАБ-лар өнімдейтін компаниялар өнімдерін қолдану үшін стандарттарды қайта қарау немесе қосу қажет болуы мүмкін.
SF6-сіз дизайндың техникалық өзгөністері
SF6-сіз тұтынушылық медиума қолданылғанда, басқа техникалық өзгөністер қарастырылуы керек. Мысалы, басқа тұтынушылық ықтималдылықтары жоғары басын, өсу құны, үлкен аймақты немесе қолданысқа қатысты өзгерістер қажет болуы мүмкін. Өнімдер әзірлеу компаниялары SF6-ге альтернативалы ықтималдылықтарды өнімдейтін, бірақ жаңа технология табылғанша, SF6 өзінің өте жақсы диэлектрикалық қасиеттерінен өте маңызды болады.
Өнімдер әзірлеу компанияларының ақпараты
Өнімдер әзірлеу компаниялары SF6 технологиясына альтернативалы, индустриялық ықтималдылықты өнімдерді өнімдейтін және ұсынатын. SF6 жоғары деңгейдегі қолданыстар үшін өте жақсы диэлектрикалық қасиеттеріне қарай өте маңызды болды, бірақ SF6-тің экологиялық қиындықтары, өте жоғары глобалдық жылуынан, жасыл шешімдерді іздеген. ЖД ВАБ-лар көбірек айналу және төмен техникалық қызмет қажет болатын қолданыстар үшін өзара ықтималдылық береді. Бірақ, SF6-ден өту қатты, себебі өнімдер әзірлеу компаниялары энергетикалық индустриясының әртүрлі қажеттіліктеріне сай жаңа технологияларды өнімдейтін және қайта қарау жүргізеді.
