Hali ya Utengenezaji na Utafiti wa 12 kV SF6 Gas-Free Ring Main Unit

Unguvu wa gesi husimama kizima kwa gesi ya SF₆. SF₆ ina sifa za kikemia zenye ubora sana na inaonekana kuwa na nguvu ya dielectric nzuri sana pamoja na utendaji mzuri wa kuzima moshi, ambayo inamfanya iwe na matumizi makubwa katika vifaa vya umeme. Vifaa vinavyotumiwa kudhibiti mkondo (switchgear) vilivyoundwa kwa kutumia SF₆ vinajulikana kwa muundo wake unaofaa sana na ukubwa wake mdogo, havijali mazingira ya nje, na vinavyoonyesha uboreshaji bora sana.

Hata hivyo, SF₆ imeitwa kama moja ya gesi sita kuu za baragumu kimataifa. Kuchemshwa kwa gesi ya SF₆ kutoka kwenye vifaa vinavyotumiwa kudhibiti mkondo vinayotumia SF₆ ni tatizo la kihalali ambalo halinawezi kupunguzwa kabisa. Kutokana na mtazamo wa kulinda mazingira, matumizi ya gesi ya sulfer hexafluoride yapaswa kupunguzwa au kuepwa kabisa. Jamii ya kimataifa imeelekeka kwenda mkono kuhusu mpango wa kupunguza hatua kwa hatua matumizi ya gesi ya SF₆ hadi kuwakilisha kabisa.

1. Sifa za Kiufundi za Kitengo cha Umeme cha 12 kV cha Ring Main bila SF6

1.1 Safi na Mazingira Bora

Hewa iliyochomwa (au nyumbu) hutumiwa kama chombo kikuu cha kuzuia uvironge, kinachoweza kufuta matumizi ya SF₆ na kuepusha mapenzi ya gesi zenye sumaku au gesi za baragumu. Mazingira yanayosababishwa wakati mchanga wake wa uzalishaji wa bidhaa hujiingilia, pamoja na utafiti wa kila wakati juu ya vituo vipya na tarakimu za uzalishaji ili kuboresha uwezo wa kurejareji vituo. Muundo unaofaa sana unapunguza matumizi ya rawasilimali, matumizi ya nishati ya uzalishaji, na maeneo ya ardhi.

1.2 Salama na Inatetea

Teknolojia ya kuvuta umeme kwa njia ya vacuum imekuwa imejitokeza vizuri, inahakikisha utendaji salama wa kuvunja mkondo, uzoefu mzito na maisha marefu ya huduma. Shinikizo la kawaida la kujaza gesi ni kidogo (0.12 MPa kabisa), kinachofanya kuwezesha kufikia kiwango cha chini cha kuchemshwa (≤0.1%). Nguvu ya dielectric ya juu inaruhusu utendaji wa kawaida hata kama shinikizo ni sifuri. Kitengele cha tatu (three-position disconnector) kinaweza kutumika kwa mitandao ya umeme au kutolewa kiotomatiki, pamoja na fungo kamili la “five-prevention” kwa pamoja na kigengele cha mzigo au kigengele cha mzunguko, kinachoboresha usalama wakati wa matengenezo.

1.3 Uwezo wa Kubadilika kulingana na Mazingira

Vipengele vyote vya kwanza vya voltage vinafungwa ndani ya chumba cha gesi kilichoundwa kwa kutia silaha ya stainless yenye upana wa 3 mm, kinachowafunga kabisa kutoka kwa mazingira ya nje. Vitukutuku vya kinga zaidi vinaweza kuongezwa kwenye kitengele cha kuvuta umeme na sehemu ya umeme wa chini kama inavyotakiwa, kinachotoa maridhiano kamili kwa mahitaji ya upinzani dhidi ya uharibifu, kinga dhidi ya unyevu, na utendaji kwenye joto la chini kwa mazingira hasa.

1.4 Utawala wa Kimatajiri

Bidhaa inaweza kutolewa kwa mfumo wa udhibiti wa kimatajiri, kinga imara yenye nguvu yake mwenyewe, na jukwaa la kimatajiri la mgawanyiko wa umeme la kipekee kulingana na mahitaji ya mtumiaji. Inajumuisha zana kama vile ushirikiano wa data, udhibiti, ukaguzi, ushauri, kinga, na mawasiliano kwenye mfumo mmoja, kinachowawezesha watendaji kufanya kazi au matengenezo kiotomatiki kutoka mbali, pamoja na kusaidia matumizi ya data kubwa kwenye mgawanyiko wa umeme.

2. Hali Ya Sasa Na Mwelekeo Wa Maendeleo wa Vituo vya Umeme vya 12 kV vya Ring Main

2.1 Hali Ya Sasa ya Vituo vya Umeme vya 12 kV vya Ring Main

Kupita kwa karne moja ya mwisho, tabianchi la Dunia limebadilika kwa namna kubwa yenye sifa kuu ya kupanda kwa joto duniani kote. Upanzike huu husababishwa na mabadiliko ya asili ya tabianchi pamoja na matokeo ya haraka ya athari za baragumu zinazopatikana kutokana na shughuli za binadamu. Mpango wa kupunguza mapenzi ya gesi za baragumu na kupunguza athari za mabadiliko ya tabianchi ni malengo makuu ya Mkataba wa Kimataifa wa UN kuhusu Tabianchi (UNFCCC) na Mukoko wa Kyoto.

Katika mkutano wa Mukoko wa Kyoto uliofanyika Japani mwaka 1997, SF₆ iliongozwa kama moja ya gesi kali zaidi za baragumu na ikajumuishwa kati ya vitu vinavyolazimika kupunguzwa matumizi yake na mapenzi yake. Ingawa CO₂ husababisha zaidi ya asilimia 60 ya athari ya baragumu—ni ya wastani kubwa zaidi—SF₆ husababisha tu kiasi cha asilimia 0.1. Ingawa michoro yake ni madogo sasa, SF₆ ina hatari kubwa inayowezekana: molekyuli moja ya SF₆ ina uwezo wa kupanda kwa joto 23,900 mara kuliko molekyuli moja ya CO₂, na maisha yake angani ni miaka 3,200 takriban. Karibu asilimia 50 ya SF₆ iliyotengenezwa duniani hutumika katika sekta ya umeme, ambapo asilimia 80 inatumika katika vifaa vya kudhibiti mkondo. Kama nchi inayotandoa, China inakabiliana na shinikizo lililoongezeka la kupunguza mapenzi ya gesi za baragumu.

2.2 Mwelekeo wa Maendeleo wa Vituo vya Umeme vya 12 kV vya Ring Main

Kutokana na teknolojia, sekta ya vituo vya Ring Main, hadi kusoma 2014, ilipitia mawakala kadhaa: uvironge wa hewa, uvironge wa semi-SF₆, uvironge kamili wa SF₆, na uvironge wa kimatani. Mabadiliko haya yanawakilisha uvumbuzi wa kila wakati na maendeleo ya teknolojia yenye lengo la kuongeza usalama, uwezo wa kutetea, kuwa mdogo, na kuwa sawa na mazingira.

Sasa hivi, nchini na kimataifa, vifaa vinavyotumiwa kudhibiti mkondo vilivyoundwa kwa kutumia uvironge wa kimatani (solid-insulated switchgear) walionyesha kuwa mbadala bora kwa bidhaa zinazotumia SF₆. Hata hivyo, kutokana na changamoto kama vile vigumu vya kurejareji epoxy resin (inayotumika kila mahali katika vifaa vinavyotumiwa uvironge wa kimatani), kutokuwapo kwa kukubaliwa kwa vituo vya kemikali vya thermoplastic kama mbadala, vigumu vya kurejesha baada ya uvironge kuharibika, na matatizo ambayo hayajasuluhishwa kuhusu ongezeko la joto wakati wa matumizi ya nguvu kubwa, maslahi kuhusu uvironge wa kimatani yamepungua kwa haraka sawa na jinsi ilivyopanda.

Kinyume chake, vituo vya Ring Main vinavyotumiwa uvironge kamili wa SF₆—bila kujali changamoto zake za mazingira—bado vinajaribu soko kwa sababu ya ukubwa wao mdogo, uwezo wao mzuri wa kubadilika kulingana na mazingira, uaminifu wa juu, na hitaji la kidogo la matengenezo.

Miaka 2–3 iliyopita, vifaa vinavyotumiwa gesi nzuri kwa mazingira vinavyotumia uvironge vimekuwa na msingi wa maangazini kwa watumiaji wa mitandao ya umeme na watazamaji wakuu wa uzalishaji, kwa sababu ya maendeleo katika maeneo makuu machache:

• Matumizi ya teknolojia ya kuvuta umeme kwa njia ya vacuum (kuanzia muundo uliofungwa);

• Kuongezeka kwa ufahamu wa teknolojia za uvironge (uvironge wa gesi, uvironge wa uso wa kimatani, uvironge wa kielelezi, n.k.);

• Uzoefu kamili katika kufanyia kazi na vifaa vilivyokunywa na SF₆ (RMUs, C-GIS);

• Mapendeleo katika utafiti wa viwango vingine vinavyoweza kutumika kama mazingira ya SF₆ (kama vile ambavyo kamakamu ABB na 3M zimefanya);

• Mazungumzo ya sekta yanayosubiri kurudi kwenye bidhaa za kiwango cha kati chenye uzito wa kutosha, kusaidiana na umuhimu mkubwa wa udhibiti wa muhimu wa komponenti.

Kama China inesogeza mabadiliko na uzalishaji wa sekta ya nishati na inakumbuka malengo ya kupunguza matumizi ya nishati na upungufu wa ushalehe, kuendeleza ukosefu wa maji katika anga na kukabiliana na uchafuzi wa hewa imekuwa muhimu sana. Kwa sekta ya nishati inayohisi, kutengeneza ring main unit bila hesi ya SF6 ni mwenendo unaozuru. Vifaa vya kurekebisha na kutumia nishati vizavyo vyote vitatofautika kwa kuwa na msingi wa salama, ulimwengu, ukubwa ndogo na ustawi wa mazingira.

Kwa kutegemea, Corporation ya Nishati ya Serikali ya China inaelezea maana yake kwa switchgear zenye ustawi wa mazingira zaidi kuliko watumiaji wa kiuchumi kawaida. "Kitabu cha Uelekezaji wa Teknolojia Mpya Zenye Msingi wa Corporation ya Nishati ya Serikali (2017 Edition)" kinachukua mwanga kwamba tangu 2016 hadi 2018, ring main unit bila hesi ya SF6 lazima itekelezwe "katika asilimia 30 au zaidi ya majukumu mapya katika majukumu mpya na ya kurekebisha, na kiwango cha mfululizo kwa mwaka kilichotengwa kuwa si chache kuliko asilimia 8." Pia, toleo hivi la mwisho (2017) la "Maonekano ya Tathmini ya Kiwango Cha Kikamilifu kwa Ring Main Unit za 12 kV," iliyoundwa kwa mtaani na Department ya Ushirikiano na Utaratibu wa Kutengeneza Nishati ya China, limeingiza rasmi switchgear zenye ustawi wa mazingira na kuunda kanuni sahihi za teknolojia za miundombinu ya mizinduko ya baadaye.

3. Mwisho

Kwa ufupi, kama China inesogeza mabadiliko ya sekta ya nishati zake na inakumbuka malengo ya kupunguza matumizi ya nishati na upungufu wa ushalehe, kutatua ukosefu wa maji katika anga na uchafu wa hewa imekuwa muhimu sana. Kama orodha ya kiwango cha kati cha kushiriki nishati, ring main unit za 12 kV zimefanyiwa kwa wingi katika mikoa ya nishati na katika matumizi mbalimbali za kiuchumi, kama kitu linachohitajika kwa grid yenye nguvu na akili na linachopunguza salama na ulimwengu wa kutumia nishati. Kwa jibu kwa mabadiliko ya haraka ya sekta ya nishati, kutengeneza switchgear zenye ustawi wa mazingira zaidi inaonekana kuwa mwenendo unaozuru. Vifaa vya kurekebisha na kutumia nishati vya baadaye itaendelea kusonga kwa msingi wa talabani za salama, ulimwengu, ukubwa ndogo na ustawi wa mazingira.