Mis on automaatlukude rollid õhuvoolulõikudes?

1. Ülevaade Vietnami õhuvoolude ja automaatseid ümberlülitajaid käsitlevatest küsimustest

Vietnami elektrienergia levikuline landschaft on domineeritud õhuvoolude poolt, eriti 20kV pingetasandil, mis teenib nii linnakeskusi kui ka maapiirkondi. Aastal 2024 sõltub umbes 65% Vietnami 20kV jaotusvõrgust õhuvoolulistest infrastruktuuridest, mis teeb selle tundlikuks keskkonnategurite suhtes nagu äikesed, tufandid ja taimede segamine. Sellisel taustal on automaatseid ümberlülitajad (reclosers) muutunud olulisteks komponentideks võrgu stabiilsuse säilitamiseks. Vastavalt standarditele nagu IEC 62271-111 on need seadmed eraldi kohandatud Vietnami õhuvoolude võrkude unikaalsete väljakutsetega, tagades minimaalse määra katkestusi ja efektiivse viga haldamise.

2. Automaatseid ümberlülitajate põhifunktsioonid õhuvooludes
2.1 Ajutiste vigade haldamine

Vietnami õhuvooludel esineb sageli ajutisi vigu, näiteks äikestulekahjude (mis moodustavad umbes 30% kõigist vigadest ranniku piirkondades) või ajutise kontakti puudega. 20kV õhuvooludel paigaldatud automaatseid ümberlülitajad tuvastavad need vigad ja katkestavad voolu milisekondides. Näiteks Nha Trangis asuv 20kV õhuvoolude võrgus paigaldatud automaatne ümberlülitaja saab äikestulekahju põhjustatud vea lahendada, lülitades end välja ja seejärel uuesti sisse 1 sekundi viivitusega. Kui viga on ajutine, taastatakse energia kohe; kui püsiv, jätkab automaatne ümberlülitaja oma eelnevalt seatud ümberlülitamise järjestusega.

2.2 Püsivate vigade eraldamine

Püsivate vigade puhul, näiteks juhul, kui juhiline varjuk on kahjustatud tufanide jääke või autoõnnetuste tõttu, tehakse automaatseid ümberlülitajad mitmeid ümberlülitamiskatseid (tavaliselt 3–4 korda) enne lukustamist. See mehhanism takistab pidevat energiatoomist vigasele osale, lubades samas vigatu osa energiaga hoida. Hanoi linna õhuvooludes konfigureeritud kolme ümberlülitamiseks olev automaatne ümberlülitaja saab eraldada püsiva vea tarbejoonel, tagades, et ainult mõjutatud ala jäetakse energiata, mitte kogu joon.

2.3 Koordineerimine jaotuseadmetega

Vietnami 20kV õhuvoolude süsteemides koordineeritakse automaatseid ümberlülitajad osaliste ja varjukidega, et saavutada valikuline kaitse. Näiteks Da Nangi õhuvoolul paigaldatud automaatne ümberlülitaja, mis asub osaliste ees, lülitub välja esimesena vigapuhul, lubades allpool asuvatel osalistel salvestada vigavigu. Kui automaatne ümberlülitaja ümberlülitamiskatse ebaõnnestub, eraldab lähedal asuv osaline vea, vähendades katkestuse ulatust.

3. Automaatseid ümberlülitajate tehnilised omadused õhuvoolude jaoks
3.1 Elektriline disain 20kV õhuvoolude võrkude jaoks

• Pingevalik ja vooluvalik: Vietnami 20kV õhuvoolude automaatseid ümberlülitajad omavad tavaliselt 24kV pingevalikut ja 600–1200A pideva vooluvalikut, mis on sobiv linnastumise ja maapiirkondade kasvu jaoks.

• Sünkroonvõimsuse koefitsient \(P_{\text{syn}}\): Need automaatseid ümberlülitajad on kujundatud süsteemi stabiilsuse säilitamiseks, tagades \(P_{\text{syn}}\) väärtused, mis takistavad sünkroni kaotamist vigade taastamisel, isegi pikadel õhuvooludel (nt 50 km maapiirkonna jooned Nghe An provintsis).

3.2 Keskkonnakindlus IP67 klassifikatsiooniga

Vietnami troopiline kliima, mis on iseloomustatud kõrge humiidusega (80–95% aastaringselt), suure sademete arvuga (kuni 3000 mm/aastas lõunaosades) ja tufanidega, nõuab tugevat kaitset. IP67 klassifikatsiooniga automaatseid ümberlülitajad:

• Tõstab vastu tolmupööre, mis on kriitiline maapiirkondade õhuvoolude jaoks, mis läbib põllumajandusalasid.

• Kandab 1 meetri sügavuses vee all 30 minutit, mis on oluline üleujutuslike piirkondade õhuvoolude jaoks nagu Mekongi delt.

• Omavad korrosioonivastaseid koorikuid (nt roostevaba teras või pudruveretud aluminiuumin) soolikummipõhiste piirkondade vastu, nagu Quang Ninh provints.

3.3 Vastavus IEC 62271-111 standardile

Vietnami riiklik võrk nõuab IEC 62271-111 standardi vastavust 20kV õhuvoolude automaatseid ümberlülitajate jaoks, tagades:

• Ühtlane testimine dielektrilise tugevuse, lühikese kringi katkestamisvõime ja mehaanilise kestvuse osas.

• Erinevate tootjate automaatseid ümberlülitajate vaheline siduvus, mis on oluline võrgu laiendamise projektide jaoks HCMC-s ja Haanis.

• Standardiseeritud viga salvestamise võimalused, mis võimaldavad võrguoperaatoreil analüüsida vigade musterit (nt aastaaegade äikestulekahjud Kesk-Vietnamis).

4. Automaatseid ümberlülitajate tüübid ja nende rakendused õhuvooludes Vietnami jaoks
4.1 Vakuumi automaatseid ümberlülitajad: Enamusvalik

• Eelised: Pikk tööaeg (20–30 aastat), minimaalne hooldus ja kõrge kaarikütte efektiivsus, mis teeb neist ideaalsed ebatavaliste maapiirkondade õhuvoolude jaoks provintsid nagu Kon Tum.

• Praktika näide: Phu Yen provintsis 20kV õhuvoolude vakuumi automaatseid ümberlülitajad on vähendanud aastast hooldusvisiteid 70% võrreldes traditsiooniliste varjukitega, vähendades EVN (Vietnami Elekter) operatsioonikulusid.

4.2 SF6 automaatseid ümberlülitajad: Spetsialiseeritud linnalised rakendused

• Rakendused: Kompaktne disain sobib linnaliste õhuvoolude jaoks piiratud õigustega (nt Hanoi vanalinn). SF6 automaatseid ümberlülitajad saavad paigaldada kitsas telgedel ilma, et see mõjutaks nende jõudlust.

• Keskkonnaküsimused: Kuigi SF6 on kõrge globaalne soojendamispotentsiaal, prioriteediks linnapiirkondades on ruumieffiidentsus, kus kehtivad range sätted automaatseid ümberlülitajate hoolduse ajal emissioonide vähendamiseks.

5. Mõju usaldusväärsusele ja võrgu moderniseerimisele
5.1 Paranevad SAIDI ja SAIFI indeksid

Automaatseid ümberlülitajate lisamine 20kV õhuvooludele on oluliselt parandanud Vietnami süsteemi usaldusväärsust:

• SAIDI (System Average Interruption Duration Index): Vähendunud 18 tunnist/aastas 2015. aastal 8,5 tunni/aasta 2024. aastal õhuvooludega varustatud piirkondades, tänu automaatseid ümberlülitajatele, mis lahendavad ajutisi vigu ilma manuaalse intervencioonita.

• SAIFI (System Average Interruption Frequency Index): Langanenud 12 katkestusest/aastas 5,2 katkestusele/aasta Thanh Hoa piirkondades, kus IP67 klassifikatsiooniga automaatseid ümberlülitajad õhuvooludes vähendavad ilmastikku tingitud vigu.

5.2 Teadmiste võrgu algatuste toetamine

Modernsed automaatseid ümberlülitajad Vietnami õhuvoolude võrkudes on varustatud:

• Kaugsidevõimalused: RS485 või LTE modems SCADA-integratsiooni jaoks, mis võimaldavad reaalajas jälgimist 20kV õhuvoolude võrkudes HCMC-s toimuvates teadmiste võrgu pilootprojektides.

• Andmekogumine: Vigavoolu suurus, kestus ja ümberlülitamise ajad, mis aitavad EVN-l optimiseerida kaitse seadistusi erinevates kliima piirkondades.

6. Raskused ja tulevikusuunad
6.1 Taimede kasvu kontrolli konfliktid

Vietnami maapiirkondade õhuvoolud läbib tihti metsikke alasid, kus puude kasv võib põhjustada korduvaid vigu. Automaatseid ümberlülitajad ei saa lahendada põhjuste juurt, vaid nõuab koordineeritud taimede kasvu kontrolli. 2023. aastal proovis EVN "teadmiste võrgu automaatseid ümberlülitaja-taimede kasvu jälgimise" süsteeme Lam Dong provintsis, kombineerides automaatseid ümberlülitaja vigade andmeid droniga juhitava puude korrigeerimise graafikuga.

6.2 Ilmamuutuste kohanemine

Tugevdamise tufanide intensiivsusega, vajavad rannikualaste õhuvoolude automaatseid ümberlülitajad tugevamat kestvust. Vietnam uurib automaatseid ümberlülitajaid, mis omavad kõrgemat mõjutuse vastupidavust (nt IK10 klassifikatsiooniga koorikute) ja reserveeritud energiat (päikeseenergiaga varustatud varujuhend) õhuvoolude jaoks, mis asuvad tufanipärasel piirkondadel, nagu Quang Binh.

6.3 Standardiseerimine ja kohalik tootmine

Impordisõltuvuse vähendamiseks edendab Vietnam Tööstus- ja Kaubandusministeerium IEC 62271-111 standardi vastavate automaatseid ümberlülitajate kohalikku tootmist. 2024. aasta ühisettevõte EVNi ja Korean tootja vahel eesmärgiks on toota 10 000 üksust/aastas 20kV automaatseid ümberlülitajaid õhuvoolude jaoks, sihtmärgiks on 60% kulude vähendamine imporditud mudelitega võrreldes.

7. Järeldus

Vietnami 20kV õhuvoolude võrkudes on automaatseid ümberlülitajad usaldusväärse elektrienergia levikute tugi, tasakaalustades tehnilist efektiivsust ja keskkonnakindlust. Alates IP67 klassifikatsiooniga seadmetest, mis kannatavad troopiliste tormide vastu, kuni IEC 62271-111 standardi vastavate mudelite, mis võimaldavad võrgu siduvust, on need seadmed transformeerinud vigade haldamist õhuvoolude süsteemides. Kui Vietnam edeneb teadmiste võrgu suunas, jäävad automaatseid ümberlülitajad arenema – integreerides tõsta sensorid, AI-põhised vigade ennustamise ja taastuvenergia kooskõlastatuse – vastama kasvava majanduse ja kiiresti linnastuva elanikkonna nõudmistele. Nende roll õhuvooludes jääb oluliseks, et tagada elektrienergia saavutamine igasse Vietnami nurka, nii vilkadest linnadest kuni kõige ebatavaliste küladeni.