Jaké jsou role zpětných spínačů v povrchových přenosových čárách

1. Úvod do vedení elektrické energie a přepínacích relé v Vietnamu

V distribuční síti ve Vietnamu dominují vedení elektrické energie, zejména na napěťové úrovni 20 kV, která slouží jak městským centrálním oblastem, tak venkovským regionům. V roce 2024 zhruba 65 % distribuční sítě 20 kV ve Vietnamu spoléhá na povrchovou infrastrukturu, což ji činí náchylnou k environmentálním faktorům, jako jsou blesky, tajfuny a porušení vegetací. V tomto kontextu se přepínací relé stala klíčovými komponentami pro udržení stability sítě. Tyto zařízení, která odpovídají standardům jako IEC 62271-111, jsou speciálně upravena pro řešení jedinečných problémů vedení elektrické energie ve Vietnamu, zajišťují minimální dobu výpadku a efektivní správu chyb.

2. Základní funkce přepínacích relé v vedeních elektrické energie
2.1 Správa dočasných poruch

Vedení elektrické energie ve Vietnamu čelí častým dočasným poruchám, jako jsou ty způsobené blesky (které představují asi 30 % všech poruch v pobřežních oblastech) nebo dočasné kontaktování vodičů s stromy. Přepínací relé nainstalovaná na vedeních 20 kV detekují tyto poruchy a přeruší proud během milisekund. Například přepínací relé v síti 20 kV v Nha Trangu může vyřešit poruchu způsobenou bleskem pomocí odpojení a opětovného zapnutí po 1 sekundové prodlevě. Pokud je porucha dočasná, je okamžitě obnovena dodávka energie; pokud trvalá, přepínací relé pokračuje svou přednastavenou sekvencí opětovného zapnutí.

2.2 Izolace trvalých poruch

V případě trvalých poruch, jako je poškození vodiče od tajfunového odpadu nebo kolize vozidel, přepínací relé provede několik pokusů o opětovné zapnutí (typicky 3–4 krát), než se uzamkne. Tento mechanismus brání neustálému dodávání energie do vadných částí, zatímco umožňuje, aby nevadné segmenty zůstaly napájeny. V městských vedeních elektrické energie v Hanoji může přepínací relé nastavené na 3 pokusy o opětovné zapnutí izolovat trvalou poruchu na vedení, což zajišťuje, že pouze postižený podúsek je odpojen, nikoli celé vedení.

2.3 Koordinace s distribučním vybavením

Přepínací relé v systémech 20 kV ve Vietnamu kooperují s členícími relé a pojistkami pro dosažení selektivní ochrany. Například přepínací relé nainstalované nad členícími relé v Da Nangu bude první, které odpojí při poruše, což umožní dolním členícím relé zaznamenat proudy poruch. Pokud selže pokus o opětovné zapnutí přepínacího relé, členící relé nejbližší poruše ji izoluje, což minimalizuje rozsah výpadku.

3. Technické charakteristiky přepínacích relé pro vedení elektrické energie
3.1 Elektrický design pro sítě 20 kV

• Napěťové a proudové hodnoty: Přepínací relé v vedeních 20 kV ve Vietnamu obvykle mají nominální napětí 24 kV a kontinuální proudovou hodnotu 600–1200 A, což je vhodné pro růst zatížení v obou městských i venkovských oblastech.

• Synchronní koeficient výkonu (Psyn): Navrženo pro udržení stability systému, tato přepínací relé zajišťují hodnoty Psyn, které zabrání ztrátě synchronismu během obnovení po poruše, i v dlouhých vedeních (např. 50 km venkovská vedení v provincii Nghe An).

3.2 Adaptabilita na prostředí s ohledem IP67

Vietnamské tropické klima, charakterizované vysokou vlhkostí (80–95 % po celý rok), silnými dešťovými srážkami (až 3 000 mm/rok v jižních oblastech) a tajfuny, vyžaduje robustní ochranu. Přepínací relé s ohledem IP67:

• Odmítají proniknutí prachu, což je klíčové pro venkovská vedení procházející zemědělskými oblastmi.

• Vydrží ponoření v 1 metru vody po dobu 30 minut, což je nezbytné pro vybavení vedení v oblastech náchylných k povodním, jako je deltoidní oblast Mekongu.

• Mají odolné proti korozi obaly (např. nerezová ocel nebo hliník s práškovým nátěrem) pro boj s solným mlhou v pobřežních provinciích, jako je Quang Ninh.

3.3 Shoda s IEC 62271-111

Vietnamská národní síť vyžaduje shodu s IEC 62271-111 pro přepínací relé v vedeních 20 kV, což zajišťuje:

• Jednotná testování dielektrické pevnosti, kapacity přerušení krátkého spoje a mechanické výdrže.

• Interoperabilitu mezi přepínacími relé od různých výrobců, což je klíčové pro projekty rozšíření sítě v HCMC a Hanoji.

• Standardizované schopnosti záznamu poruch, umožňující operátorům sítě analyzovat vzory poruch (např. sezónní blesky v centrálním Vietnamu).

4. Typy přepínacích relé a jejich aplikace v vedeních elektrické energie ve Vietnamu
4.1 Vakuová přepínací relé: Hlavní volba

• Výhody: Dlouhá životnost (20–30 let), minimální údržba a vysoká efektivita uhasení oblouku, což je ideální pro vzdálená venkovská vedení v provinciích, jako je Kon Tum.

• Případová studie: V provincii Phu Yen snížily vakuové přepínací relé na vedeních 20 kV roční návštěvy údržby o 70 % ve srovnání s tradičními vypínači, což snižuje provozní náklady pro EVN (Vietnamské elektrárny).

4.2 SF6 přepínací relé: Specializované městské aplikace

• Případy použití: Kompaktní návrh je vhodný pro městská vedení s omezeným průsečíkem (např. Staré Město v Hanoji). SF6 přepínací relé lze nainstalovat na úzké sloupy bez kompromisů výkonu.

• Environmentální záležitosti: Ačkoli SF6 má vysoký globální oteplovací potenciál, městské oblasti ve Vietnamu dávají přednost efektivitě využití prostoru, s přísnými regulacemi pro přepínací relé, aby bylo minimalizováno vydávání během údržby.

5. Vliv na spolehlivost a modernizaci sítě
5.1 Zlepšení indexů SAIDI a SAIFI

Zahrnutí přepínacích relé do vedení 20 kV výrazně zlepšilo spolehlivost systému ve Vietnamu:

• SAIDI (Průměrná doba přerušení): Snížena z 18 hodin/rok v roce 2015 na 8,5 hodiny/rok v roce 2024 pro oblasti napájené vedeními, díky přepínacím relé, které vyřešují dočasné poruchy bez ruční intervence.

• SAIFI (Průměrná frekvence přerušení): Snížena z 12 přerušení/rok na 5,2 přerušení/rok v oblastech, jako je Thanh Hoa, kde přepínací relé s ohledem IP67 na vedeních minimalizují poruchy způsobené počasím.

5.2 Podpora iniciativ inteligentní sítě

Moderní přepínací relé v sítích 20 kV ve Vietnamu jsou vybaveny:

• Schopností vzdálené komunikace: RS485 nebo LTE modemy pro integraci SCADA, umožňující reálné časové monitorování vedení 20 kV v pilotních projektech inteligentní sítě v HCMC.

• Záznam dat: Magnituda proudu poruchy, doba a časy opětovného zapnutí, což pomáhá EVN optimalizovat nastavení ochrany pro vedení v různých klimatických zónách.

6. Výzvy a budoucí trendy
6.1 Konflikty v řízení vegetace

Vedení elektrické energie ve venkovském Vietnamu často procházejí lesnatými oblastmi, kde růst stromů může způsobit opakované poruchy. Přepínací relé samy nemohou vyřešit hlavní příčiny, což vyžaduje koordinované řízení vegetace. V roce 2023 zahájila EVN pilotní systémy „inteligentní přepínací relé-řízení vegetace“ v provincii Lam Dong, kombinující data o poruchách přepínacího relé s plány řezu stromů pomocí dronů.

6.2 Adaptace na změnu klimatu

S rostoucí intenzitou tajfunů potřebují přepínací relé na pobřežních vedeních vyšší odolnost. Vietnam zkoumá přepínací relé s vyšší odolností proti nárazům (např. obaly s ohledem IK10) a redundantní zdroje energie (napájení sluneční energií) pro vedení v oblastech náchylných k bouřím, jako je Quang Binh.

6.3 Standardizace a místní výroba

Pro snížení závislosti na dovážených zbožích podporuje vietnamské ministerstvo průmyslu a obchodu místní výrobu přepínacích relé splňujících normu IEC 62271-111. Společné podnikání mezi EVN a korejským výrobcem v roce 2024 má za cíl vyrábět 10 000 jednotek/rok přepínacích relé 20 kV pro vedení, s cílem snížit náklady o 60 % ve srovnání s dováženými modely.

7. Závěr

V sítích 20 kV vedení elektrické energie ve Vietnamu přepínací relé slouží jako základ spolehlivé distribuce energie, vyváží technickou efektivitu s odolností vůči prostředí. Od zařízení s ohledem IP67 odolných vůči tropickým bouřím až po zařízení splňující normu IEC 62271-111, která umožňují interoperabilitu sítě, tato zařízení transformovala správu poruch v vedeních. S postupem Vietnamu směrem k inteligentní síti budou přepínací relé nadále evolovat – integrováním pokročilých senzorů, predikce poruch založené na umělé inteligenci a kompatibility s obnovitelnými zdroji energie – aby vyhověly požadavkům rychle rostoucí ekonomiky a rychle urbanizující populace. Jejich role v vedeních elektrické energie zůstává nezbytná pro to, aby elektřina dosáhla každého kouta Vietnamu, od rušných měst až po nejvzdálenější vesnice.