12 kV SF6 Gazsız Halka Ana Birimnin Araştırma ve Geliştirme Durumu

Gaz yalıtımı çoğunlukla SF₆ gazına dayanır. SF₆, son derece stabil kimyasal özellikleri ve mükemmel dielektrik gücü ile yaygın olarak elektrik güç ekipmanlarında kullanılmaktadır. SF₆-yalıtımlı anahtar kumandaları, kompakt yapıya ve küçük boyuta sahiptir, dış çevresel faktörlerden etkilenmez ve olağanüstü uyum yeteneği gösterir.

Ancak, SF₆ uluslararası olarak altı büyük sera gazından biri olarak kabul edilir. SF₆-yalıtımlı anahtar kumandalardan sızıntı, kaçınılmaz bir pratik sorundur. Çevre koruma açısından bakıldığında, sülfür heksaflorür kullanımının azaltılması veya en aza indirilmesi gerekmektedir. Uluslararası toplum, SF₆ gazının aşamalı olarak feshedilmesi ve nihayetinde kullanımı bırakılmasına ilişkin bir fikir birliğine varmıştır.

1. 12 kV SF6 Gazsız Halka Anahtarlama Biriminin Teknik Özellikleri

1.1 Yeşil ve Çevre Dostu

Kuru hava (veya azot) başlıca yalıtım ortamı olarak kullanılır, bu sayede SF₆ yok edilir ve zehirli veya sera gazları emisyonları önlenir. Ürünün tam yaşam döngüsü boyunca çevre etkisi göz önünde bulundurulur, yeni malzemeler ve üretim süreçleri üzerinde sürekli araştırmalar yapılır ki malzeme geri dönüşümünü iyileştirmek için. Kompakt ve alana uygun tasarım, hammaddelerin tüketimini, üretim enerji kullanımını ve arazi kullanımını etkili bir şekilde azaltır.

1.2 Güvenli ve Güvenilir

Olgun vakum anahtarlama teknolojisi, istikrarlı ve güvenilir kesme performansı ve uzun ömürlülüğü sağlar. Nominal gaz doldurma basıncı düşük olup (0,12 MPa mutlak), düşük sızıntı oranına (≤0,1%) ulaşmayı kolaylaştırır. Yüksek dielektrik gücü, sıfır manometre basıncında bile normal çalışmayı mümkün kılar. Üç pozisyonlu ayırıcı, elektriksel veya uzaktan işleme destek verir ve yük anahtarı/dökme hissesiyle kapsamlı “beş önleyici” kilitleme özelliklerine sahiptir, bu da bakım sırasında operasyonel güvenliği artırır.

1.3 Çevresel Uyum

Tüm yüksek voltajlı birincil bileşenler, 3 mm kalınlıkta paslanmaz çelikten kaynaklanmış gaz bölmesi içinde kapalıdır, bu da dış çevreden tamamen izole edilmiştir. İhtiyaça bağlı olarak anahtarlama mekanizmasına ve düşük voltaj bölmesine ekstra koruyucu yapılar eklenerek, özel koşullar altında korozyon direnci, nem koruması ve düşük sıcaklıkta çalışabilme gibi gereklilikler gerçek anlamda karşılanır.

1.4 Zeki Liderlik

Ürün, kullanıcı ihtiyaçlarına göre akıllı kontrol sistemleri, kendinden güç alan entegre koruma ve panoramik akıllı güç dağıtım platformlarıyla opsiyonel olarak donatılabilir. Veri toplama, kontrol, izleme, tanı, koruma ve iletişim fonksiyonlarını birleştirerek uzaktan işletim/bakım ve güç dağıtımındaki büyük veri uygulamalarını kolaylaştırır.

2. 12 kV Halka Anahtarlama Birimlerinin Güncel Durumu ve Gelişim Trendleri

2.1 12 kV Halka Anahtarlama Birimlerinin Güncel Durumu

Geçtiğimiz yüzyılda, Dünya'nın iklimi genel olarak küresel ısınma ile karakterize edilen önemli değişiklikler geçirdi. Bu ısınma, doğal iklim değişkenliği ile insan etkinliklerinden kaynaklanan seralara katkıda bulunan faktörlerin kombinasyonudur. Sera gazı emisyonlarının azaltılması ve iklim değişikliğinin hafifletilmesi, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (UNFCCC) ve Kyoto Protokolünün temel hedefleridir.

1997 Kyoto Protokol konferansında Japonya'da, SF₆ en güçlü sera gazlarından biri olarak listelenmiş ve kullanım ve emisyon kısıtlamalarına tabi olan maddeler arasında yer almıştır. CO₂, sera etkisinin %60'ından fazlasına katkıda bulunsa da, SF₆'nın payı yaklaşık %0,1'dir. Mevcut katkısı küçük olsa da, SF₆ önemli potansiyel riskleri taşır: bir SF₆ molekü, bir CO₂ molekülüne kıyasla 23.900 kat daha fazla küresel ısınma potansiyeline sahiptir ve atmosferdeki ömrü yaklaşık 3.200 yıldır. Küresel olarak üretilen SF₆'nın yaklaşık %50'si enerji sektöründe kullanılır, bunun %80'i anahtar kumandalarında. Gelişmekte olan bir ülke olarak Çin, sera gazı emisyonlarını azaltma konusunda artan baskılarla karşı karşıyadır.

2.2 12 kV Halka Anahtarlama Birimlerinin Gelişim Trendleri

Teknik açıdan, halka anahtarlama birimleri endüstrisi, 2014 civarına kadar hava yalıtımı, yarı-SF₆ yalıtımı, tam SF₆ yalıtımı ve katı yalıtım aşamalarını yaşadı. Bu evrim, güvenlik, güvenilirlik, küçültme ve çevre dostluğu odaklı sürekli yenilik ve teknolojik ilerlemenin yansımasıdır.

Şu anda, hem iç hem de dış piyasada, katı yalıtımlı anahtar kumandaları bir zamanlar SF₆ bazlı ürünlerin ideal bir alternatif olarak görülmüş, ancak epoksi reçine (katı yalıtımlı birimlerde yaygın olarak kullanılan) geri dönüşümündeki zorluklar, alternatif termoplastik mühendislik malzemelerinin geniş kabul görmemesi, yalıtım başarısızlığından sonra geri dönülemez bozulma ve yüksek kapasite işlemdeki ısınma sorunları çözülmediği için, katı yalıtımın ilgisi neredeyse hızla yükseldiği kadar hızla soğudu.

Buna karşılık, tam SF₆-yalıtımlı halka anahtarlama birimleri—çevresel dezavantajlarına rağmen—kompakt boyutları, mükemmel çevre dayanıklılığı, yüksek güvenilirlik ve düşük bakım gereksinimleri nedeniyle pazarı egemen olmaya devam etmektedir.

Son 2-3 yılda, çevre dostu gaz yalıtımlı anahtar kumandaları, şebeke operatörleri ve lider üreticilerin ilgisini, birkaç kilit alanlardaki gelişmelerin ardından yavaş yavaş odak noktası haline gelmiştir:

• Vakum anahtarlama teknolojisinin olgun uygulaması (kapsülleme tasarımları dahil);

• Yalıtım teknolojileri (gaz yalıtımı, katı arayüz yalıtımı, kompozit yalıtım vb.) üzerine derinleşen anlayış;

• SF₆ yalıtımlı ekipmanlarla (RMU'lar, C-GIS) geniş operasyonel deneyim;

• SF₆ alternatif gazları üzerindeki araştırmalardaki ilerlemeler (ABB ve 3M gibi şirketler tarafından);

• Ana bileşenlerin güvenilirliğinin önemli ölçüde iyileşmesiyle desteklenen, sabit tip orta gerilim ürünlerine dönüşün endüstri içinde tartışılmış olması.

Çin enerji sektöründeki dönüşüm ve yükseltmeye hız verirken, enerji tasarrufu ve emisyon azaltma konusundaki acil talepler nedeniyle atmosferik nem düzenlenmesi ve hava kirliliği kontrolü önemsiz olmayan önceliklere dönüştü. Hızla gelişen enerji sektörü için SF6 gazı olmayan halka ana birim geliştirilmesi kaçınılmaz bir trend haline geldi. Gelecekteki iletim ve dağıtım ekipmanları, güvenlik, güvenilirlik, miniaturizasyon ve çevresel sürdürülebilirliğe daha fazla odaklanacaktır.

Önemli olarak, Çin Devlet Şebekesi Genel Şirketi, genel endüstri kullanıcılarına kıyasla çevre dostu anahtarlama cihazlarına çok daha yüksek bir tanınma göstermektedir. "Çin Devlet Şebekesi Ana Saha Yeni Teknolojiler Kataloğu (2017 Versiyonu)" adlı belgede, 2016'dan 2018'e kadar, yeni ve yeniden inşa projelerinde toplam yeni kurulumların en az %30'unun SF6 gazı olmayan halka ana birimlerden oluşması ve yıllık büyüme oranı en az %8 olması açıkça belirtilmiştir. Ayrıca, Çin Devlet Şebekesi Operasyon ve Bakım Departmanı ile Çin Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü'nün ortaklaşa geliştirdiği "12 kV Halka Ana Birimleri İçin Standartlaştırılmış Tasarım Önerileri"nin en son versiyonu (2017) çevre dostu gaz yalıtımlı halka ana birimlerini resmen dahil etmiş ve gelecekteki satın alma ihaleleri için açık teknik özellikler oluşturmuştur.

3.Sonuç

Sonuç olarak, Çin enerji endüstrisinin dönüşümünü hızlandırırken ve enerji tasarrufu ve emisyon azaltma konusunda artan bir aciliyetle karşı karşıya kalırken, atmosferik nem ve hava kirliliğinin kontrolü anlık bir önceliğe dönüştü. Tipik bir terminal güç dağıtım cihazı olan 12 kV halka ana birimi, güç sistemlerinde ve çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır ve sağlam ve akıllı bir şebeke için vazgeçilmez bir bileşen olarak doğrudan güç sağlamanın güvenliği ve güvenilirliğini etkilemektedir. Enerji sektörünün hızlı gelişmesi karşısında, çevre dostu gaz yalıtımlı halka ana birimlerinin geliştirilmesi geri döndürülemez bir trenddir. Gelecekteki iletim ve dağıtım ekipmanları, güvenlik, güvenilirlik, miniaturizasyon ve çevresel uyumluluk gibi temel taleplere odaklanarak devam edecektir.