Dağıtım Ağlarında 10kV Yük Anahtarlama Ekipmanının Uygulaması Üzerine Araştırma

Elektrik dağıtım operasyonu ve bakımında bir ön hat çalışanı olarak, günlük olarak yük anahtarlari ile ilgileniyorum—bu anahtarlar, orta gerilimli dağıtım sistemlerinin "kale kapısı" görevini görerek kullanıcılar için istikrarlı elektrik sağlayışı sağlar. Hızlı ekonomik gelişimle birlikte, güç sistemi güvenliği ve güvenilirliği talebi sürekli artmaktadır. Orta gerilimli dağıtım sistemleri ağ istikrarı için kritik öneme sahiptir ve yük anahtarları (ana hattaki önemli ekipman olarak) bu konuda merkezi bir rol oynar. Ana fonksiyonları şunlardır: ① Bakım veya yük transfer sırasında dağıtım ana ve yan hatlarının yük akımlarını kapamak; ② Hat onarımları sırasında personel güvenliği için görünür kesme noktaları oluşturmak; ③ Bakım sırasında yerleştirme yardımcı olmak. Fonksiyonellikten başka, kolay kurulum, güvenilir operasyon, düşük bakım gerektirmesi ve maliyet etkin olması gerekmektedir.

Yük anahtarları basit yay kapanma cihazlarına sahip anahtarlardır. Yapısal olarak, açık pozisyonda görünür boşluklar (seri bağlantılı ayrıcıların gerekmemesi); sıkıştırma işlemlerinde yüksek dayanıklılık (sık sık temas/yay odası bakımı olmadan); kısa devre akımlarının kapama yeteneği (dinamik/ısıl istikrar gerekliliklerine uygun, hatta kısa devre akımlarını açmazlar bile).

1. Yük Anahtarlarının Sınıflandırılması ve Karşılaştırılması
1.1 Yay Kapanma Ortamına Göre Sınıflandırma

Yük anahtarları, yay kapanma ortamlarına göre beş tipe ayrılmaktadır: mineral yağ, sıkıştırılmış hava, organik malzeme gaz üretici, SF₆ gazı ve vakum yük anahtarlari. Fonksiyonel olarak, genel amaçlı, özel amaçlı ve belirli uygulamalı tipler (örneğin, motorlu, ayrıcı destekli kondansatör bankası, sık kullanım, ve sırt-sırt anahtarları) bulunmaktadır.

1.2 Vakum Yük Anahtarlari Teknolojisinin Gelişim ve Avantajları

Teknolojik ilerlemelerle birlikte, geleneksel yük anahtarları (mineral yağ, sıkıştırılmış hava, gaz üretici) SF₆ ve vakum yük anahtarlari tarafından değiştirilmektedir—özellikle sonuncusu yaygın olarak kullanılmaktadır. Testler, vakum anahtarlarının birçok alanda geleneksel tiplere göre daha iyi performans gösterdiğini göstermektedir:

• Hızlı Yay Kapanma: Vakum yayları, metal buharın difüzyonu nedeniyle akım sıfır noktasında kapanır, hava veya SF₆'dan daha hızlı yalıtım kurtarma sağlar. Boş yük dönüşümçüler, kablolar ve hava yolu hatları için idealdir.

• Güvenli ve Temiz: Yaylar püskürmez, dolap bileşenlerini kirletme veya zarar vermeyi önler.

• Uzun Ömür: Daha küçük yay mesafesi, daha düşük yay gerilimi ve daha az temas aşınması, daha fazla anahtar vuruşu ve minimum bakım gerektirir.

• Verimli İşlem: İşlem mekanizması için düşük kapama enerjisi, basit yapı ve kolay küçültülme.

• Stabil Temas Direnci: Vakumda oksidasyon olmadığından, uzun vadeli düşük temas direnci garantilidir.

2. Yeni Bir Tip Bileşik Ayrıcı Yük Anahtarı
2.1 Geleneksel Yapılandırmaların Sınırlamaları

Geleneksel yük anahtarları, ana devreyle seri bağlantılı yay kapanma cihazlarına sahiptir. Dinamik/ısıl istikrarları, yay odası tasarım/malzemeleri tarafından sınırlıdır, bu da büyük kapasiteli sistemler için uygun olmayan kılar. Onları ayrıcılarla bir araya getirmek karmaşıklığı artırır: zahmetli bakım, yavaş kurtarma, sıklıkla bakım ve yüksek başlangıç maliyeti.

2.2 Fla15/97 Bileşik Ayrıcı Yük Anahtarı Tanıtımı

Fla15/97 açık hava bileşik ayrıcı yük anahtarı, bu sorunları çözer ve Avrupa ağlarında yaygın olarak kullanılır.

2.2.1 Ana Fonksiyonlar

Bir vakum yük anahtarı, ayrıcı ve yerleştirici anahtarı işlevlerini birleştirir—teknik performans ve ekonomik verimlilik arasında dengeli, çok fonksiyonlu bir cihazdır.

2.2.2 Ürün Özellikleri

• Kapsamlı ve Gelişmiş: Vakum yay odası sadece devre anahtarlama işlevini görür (kapalı pozisyonda yük/kısa devre akımı yok). Hızlı yalıtım kurtarma, minimum temas aşınması, uzun ömür, düşük temas direnci ve ana temastaki herhangi bir yay hasarı yok. Kısa çalışma süresi, küçük aktüatörlerle uyumludur.

• Kolay Kurulum ve Bakım: Vakum anahtarı ve ayrıcı arasındaki kilitli işlem, tek adımlı açma/kapama işlemini sağlar, yanlış işlemleri önler.

• Düşük Bakım: Basit yapı, vakum yay odasının 5.000 işlem ömrü ve diğer bileşenlerin 30.000 işlem ömrü. Dahili aktüatör, Almanya'nın Drees marka patentli teknolojisini kullanır.

2.2.3 Teknik Öne Çıkan Noktalar

• Yenilikçi Anahtarlama Tasarımı: Vakum yay odalarının seriler-paralel anahtarlaması (yardımcı yay kapanma sistemi), ana temasta herhangi bir yay etkisini önler.

• Dahili yalıtılmış Aktüatör: Ana ve yardımcı temastaki açık ayırma, açıldıktan sonra daha hızlı yalıtım kurtarma sağlar.

• Güvenilir Yalıtım: Bakır gerilim bantları, yalıtım mesafelerini korur.

• Kompakt İşlem: Kısa vuruş, küçük aktüatörlerle uyumludur.

• Uzun Elektrik Ömrü: Minimum ana temas aşınması.

3. Sonuç

Rapid ekonomik büyümeyle birlikte elektrik endüstrisi genişlerken, dağıtım ağları basit, güvenilir, güvenli ve maliyet etkin çözümlere ihtiyaç duymaktadır. Geleneksel "devre kırıcı + ayrıcı" veya "düşen füze" yapılandırmaları, bu ihtiyaçları kısmen karşılamaktadır. Açık hava ayrıcı yük anahtarları (örneğin, Fla15/97) işlevsellik ve ekonomi arasında daha iyi bir denge sunar.

Verilere göre, Avrupa ve Amerika'da dağıtım hatları dalları için yük anahtarları, devre kırıcılarından 10 kat daha fazla kullanılmaktadır. Diğer teknolojilerle entegre edildiğinde, şehir dağıtım ağlarında (örneğin, halka anahtarlama üniteleri, kablo dalları ve müşteri hizmet hatları) de yaygın olarak uygulanmaktadır.

Benim gibi ön hat operatörler için, bu tür gelişmiş ekipmanı teşvik etmek sadece teknik yükseltmelerden ibaret değildir—bu aynı zamanda ağ istikrarını sağlamak, bakım yükünü azaltmak ve kullanıcılara güvenilir elektrik sağlamaktır. Dağıtım ağları evrildikçe, bu akıllı ve verimli yük anahtarları daha da vazgeçilmez hale gelecektir.