Ertzaintasuna eta fiabletasuna babesteko analisi medio-tentsioaren koadroetan

Gaitzarrizko sistema operazioetan parte hartzen duten profesional gisa, erabiltzen dituen tensio arta (TA) iturri-aldaketa materialaren papel garrantzitsu du energia banaketan, neurtzean eta babespean. Bere funtzionamendu segurua eta fidagarria zehazteak oso kritikoa da—edozein fallo sistemako osasuna osoa seriooki desestabilizatu dezake. Fidagarritasuna hobetzeko, diseinuko optimizazioei prioritatea eman behar diogu, TA iturri-aldaketa materialak bere funtzioak bete eta sarea mantentzea lortzeko.

1. Tensio Arta Iturri-Aldaketa Materialaren Definizioa

Nire praktikan, TA iturri-aldaketa materiala GB 3906—2020 AC Metalozuzendutako Iturri-Aldaketa Material eta Kontrol Materiala 3.6 kVtik 40.5 kVrako Tensione Loturako-n definitutako metalozuzendutako iturri-aldaketa materiala da: konduktore sarreratzat eta irteratzat izan ezik, metalarekin osotuta dagoena.

Energia sistemen, TA iturri-aldaketa materialak funtzio nagusiak egiten ditu: iturri-aldaketa, neurtze, energia banaketa eta babesa sortzaile, transmitente eta banatzaile etapeetan. Functzionamenduan, konfigurazioa sarrera eskumen pean aldatzen dut&—osagai edo kanpojokoak konektatuz edo deskonektatuz sarrera estabilitatea mantentzeko. Sisteman agertzen diren falloitza gai batzuei edo lerroetan, TA iturri-aldaketa materiala erabili dezaket fallok zatiak azkar isolatzeko, horrela euren eraginari ukitu gabeko zonaldeetarako energia emanda jarraitzeko.

2. Tensio Arta Iturri-Aldaketa Materialaren Fidagarritasuna Zehaztearen Garrantzia

TA iturri-aldaketa materiala askotan erabiltzen da energia sistemen. Txinako sarearen hedapena eta konplexutasun handiena gain, orain sarrek egoera sozialen eskarien bete nahi dituen karga handiagoak kargatzen ditu. Nire esperientziatik, TA iturri-aldaketa materialaren fidagarritasuna soilik baimentzen du energia banaketa, neurtze eta babesa efektiboki kudeatzeko, hala ere, sare osoaren estabilitatea mantentzen.

Edozein segurtasun gertakaria edo TA iturri-aldaketa materialaren funtzionamenduko fallo, banaketa sisteman instabilitateak sortuko ditu, energia emandia kompromisutan jartzen. Kasu gehien ondoenak, haien ondorioan, sakon neurrian bertan behera joango dira, ekonomiari eraso handiak eragin. Hori dela eta, TA iturri-aldaketa materialaren fidagarritasuna hobeztu beharrezkoa dela benetan nabarmendu nahi dut, hainbat aldetik abiatuz, funtzionaltasun estanduna eta sarearen laguntza segituaz.

3. Tensio Arta Iturri-Aldaketa Materialaren Fidagarritasuna Hobetzeko Estrategiak
3.1 Kaxen Egitura Diseinu Arrunta

Zientifikoki diseinatutako kaxea TA iturri-aldaketa materialaren fidagarritasunaren oinarria da, eta inzheneritza praktikan lehentasuna ematen diok. Adibidez:

• Barra Nagusien Kamarren Optimizazioa: Barra nagusien kamarreko diseinu tradizionalak insuladoreak erabiltzen ditu barra zabaltzaileetan, baina denbora igaroan insuladoreen gainean akumulatzen diren poltsuen arrazoiengatik flashover arriskuak sortzen dira. Horretarako D motako barrak erabili dituk—fuerza eta tensio handiagoak dituztenez, insuladoreak beharrezkoak ez dira, kontaminazio-erlazionatiko segurtasun arazoak ebazteaz gainera.

• Txoriluzeen Diseinua: Barra nagusien kamarreko txoriluzeen diseinuan hiru fasetako integrazioa aplikatzen da, hau da, korronte turbulenziak saihesteko, elektrizitate-eremu uniformitatea hobetzeko eta igoera distantziaren fidagarritasuna handitzeko, beraz, insulazio fidagarritasuna hobetzeko.

Diseinu optimizazio hauek industrian erabiltzen diren praktikoen onenekin bat datoz, TA iturri-aldaketa materialak errealitateko funtzionamenduan segurtasun eta prestazio eskarrizkoak betez.

3.2 Insulazio Egitura Diseinu Arrunta

Tensio arta-baxuko iturri-aldaketa materialaren segurtasuna eta fidagarritasuna hobetzeko, insulazio diseinua nahikoa da. Diseinu praktikan, insulazio eskarrizkoak beteaz gain, kostu eta ingurumen babesa bezalako faktoreak ere kontuan hartu behar dira.

3.2.1 Insulazio Gasen Hautapena Arrunta

Tensio arta iturri-aldaketa materialen kasuan, SF₆ gasa insulazio mediarik erabilia izan da. Baina toxiko bat besterik ez da, baita Global Warming Potential (GWP) oso handia duena ere. CO₂ greenhouse gas bat da, GWP altua duena, baina SF₆ gasak CO₂aren 23,900 aldizko GWP du, bere indar naturala erakusteko. Tensio arta-baxuko iturri-aldaketa materialen kasuan, ez direnak interrumpezio-prestazio eskarrizko kritikoak, SF₆ gasa N₂ edo aire sekoiaz ordezkatu ditzakegu. N₂ eta aire sekoian, SF₆ gasaren insulazio-prestazioak 30% izan daitezke. N₂, aire sekoa eta SF₆ gasen arteko konparaketa taula 1ean ageri da.

Taula 1ean adierazten da, N₂ eta aire sekoa greenhouse gases ez direlarik, ekologia eta ingurumenari ez dute arriskurik eragiten. Puntu bolatze baxuak dituztenez, erabileran normala izanik, erdi eskuinetan ere likidatzeko arriskurik ez dute. N₂ airearen osagai nagusia izanik, kimika propietate estandunak ditu. Hala ere, N₂ konzentrazio oso handia anoxia eragin dezake, oxirogeno falta delako. Beraz, N₂ insulazio gas gisa erabiltzean, ventilazio eta protezio-tresnak konfiguratzea beharrezkoa da. Aire sekoa erabiltzean, horrelako arazoak ez dira sortzen. Konparaketa osoan, aire sekoa SF₆ gasaren ordez insulazio gas gisa erabili daiteke iturri-aldaketa materialen diseinuan.

Aire sekoa insulazio gas gisa erabiltzean, minimoko aire tartea kontsideratu behar da. Estandarrerekin bat, 12 kVko tensione loturako, faseten arteko eta fase-ren gorputseko minimoko aire tartea 125 mm izan behar da. Baldin eta kondensazio proba gainditzen badu, minimoko aire tartea 125 mmtik txikiagoa izan daiteke. Aire sekoa insulazio gas gisa erabiltzean, minimoko aire tartea gutxitu egin daiteke.

3.2.2 Gas Tarteen Uztarrea Hobetzeko

Diseinu-prozesuan, tensio arta-baxuko iturri-aldaketa materialen segurtasuna eta fidagarritasuna zehazteko, gas tarteen uztarrea hobetu behar da, metodo espesifiko hauekin:

• Tensio arta-baxuko iturri-aldaketa materialen elektrizitate-eremuaren banaketa hobetzeko. Elektroden formatua ekoizpenaren arabera optimizatuz edo espazio-kargak erabiliz elektrizitate-eremu uniformitatea hobetu daiteke. Elektrizitate-eremu uniformitatea oso txarra denean, barrerak gehitu daitezke.

• Aire sekoaren ionizazio-prozesua murrizteko. Presio handia aplikatuz tensio arta iturri-aldaketa materialen artean, aire sekoaren ionizazio-prozesua ahuldu daiteke. Alternativoki, tensio arta iturri-aldaketa materialen artean vakio handia erabiliz, berdintasun bera lortu daiteke.

Presio handia edo vakio handia erabiltzean, gas tankoaren fortaletasuna oso handia izan behar da, eta aplikazio praktikoan, iharketa arazoak gertatu daitezke, ondorio serioak eragiten dituen. Beraz, diseinu praktikan, elektroden formatua hobetzeko eta elektrizitate-eremu oso inhomogeneotan barrerak gehituz, gas tarteen uztarrea hobetzeko modu posibleena da.

3.3 Osagaien Hautapena Arrunta

Tensio arta iturri-aldaketa materialen osagai garrantzitsuak, hala nola vacuum circuit breaker-ak, vacuum interrupter-ak eta kontaktuak, zuzen eragiten dute osagaiaren segurtasuna eta fidagarritasuna, kontrol kalitate zorrotza behar duten.

Adibidez, ABB iturri-aldaketa materialak. Bere vacuum interrupter-ak sailkapen automatiko handiak egiten ditu: insulazio-indarra frogatzeko testu presio altuak, eta biribilgarri magnetiko spiralak internaleko presioa neurtzen du inertso gas betegi batean. Isolamendu denbora jakin batzuk ondoren, bigarren testu presioa egiten da, eta emaitzak konparatzen dira segurtasun-prestazioak egokiak direla ziurtatzeko.

Produzioan, ABB vacuum interrupter-ak ingurune eta prozesu-zuzenketa zorrotza behar dituzte. CalorEmag-en Alemaniako fabrikatan ekoiztuta, orduan erregional medium-voltage switchgear enpresak biltzen dituzte, aurretik konfiguratuz. Osagaien materialentzat Cu-Cr eta W-C-Ag kalitate altuak aukeratzen dira, ilunaldi luzea lortzeko.Biltzea lan-gelaxka garbituetan egiten da "bat-bateko sigilatze eta exhautsi" prozesuarekin: 800°Cko tenperatura altuan, lehenengo vakio handia lortzen da, ondoren soldadura eta sigilatzea simultaneoki egiten dira, prozesuaren fidagarritasuna zehazteko.

Vacuum interrupter-ak i+D+ik ekoizpen optimizazio jarraitzailea adierazten du: lehenengo, airean exposatutako asamblak bakarrik insulazio-partition baten bidez isolatzen ziren. Ondoren, interrupter-ak eta kontaktuak gaineko insulazio-mangaiak sartu ziren elektrizitate-eremuak orekatu, eta gero integral moldatu ziren interrupter-ak eta kontaktuak, fase arteko insulazioa eta impaktu-resistentzia hobetzeko, eta material ekologikoak erabiliz prestazio eta ingurumen kontsiderazioen arteko orekatzea lortzeko.

3.4 Diseinu Balidazio Probak Planteamendu Arrunta

Tensio arta iturri-aldaketa materialen diseinua amaitzean, proba balidazioa fase kritikoa bihurtzen da. Proba hauen ebaluazioa estandarrak bete behar ditu, hala nola GB 3906—2020 AC Metal-Clad Switchgear and Controlgear for Rated Voltages from 3.6 kV to 40.5 kV, GB/T 11022—2020 Common Technical Requirements for High-Voltage AC Switchgear and Controlgear Standards, and GB/T 1984—2014 High-Voltage AC Circuit Breakers.

Ebaluazio Probak Gizarte Bat

Tensio arta iturri-aldaketa materialen osagai elektriko eta laguntza-elementuen prestazio osoa ebaluatu behar da teknikarako parametroak bete dituela ziurtatzeko. Diseinu-prozesuan edo produzio-egoeran aldaketa batzuk gertatzen direnean, ebaluazio probak berriro egin behar dira, osagaien segurtasuna eta fidagarritasuna zehazteko. Normalki ekoiztutako osagaien kasuan, temperatura jaitsi proba beharrezkoa da 8 urteko tartean; mekaniko eragile probak egin behar dira, eragile-prestazioa egiaztatzeko; eta, baita, segurtasun ebaluazio-elementu batzuk, hala nola momentuko suportatu ditzakeen korrontea eta pikeko suportatu ditzakeen korrontea.

Adibidez, ABB tensio arta iturri-aldaketa materialak, orain arteko eprobak guztiak egin ditu hainbat herrialdean, segurtasuna eta fidagarritasuna handia erakusten du. Barne arkua eprobatzeko kasuan, honakoak egiaztatzen ditu:

• Iturri-aldaketa materialen atari, kapak eta beste osagaien finkatze-modua eta itxi den egoera;

• Osagai arriskutsuen finkatze-forteza;

• Osagaien kaxen egituraren estabilitatea, suerte edo arrisku-bestelako egoeretan;

• Indikadoreak produktu-espezifikazioekin bat datoz;

• Babes-elementuen osoa eta osagaien flamabilidad-gradua.
  Osagaiak ez direla flamableak izanik, funtzionamendu-segurtasuna oinarritzat garantitzeko.

4. Amaitzeko Iruzkinak

Energia sisteman osagai garrantzitsua den tensio arta iturri-aldaketa materialaren funtzionamendu fidagarria sarearen segurtasuna zuzen eragiten du. Hortaz, osagaien segurtasuna eta fidagarritasuna zuzendu behar da, teknikarako parametroak egiokitu zuzenean, eta eprobazio balidazio sistematikoak eginez, tensio arta iturri-aldaketa materialak energia sisteman banaketa, babesa eta kontrol funtzioak estandunez egin dizkieen.