Mikä on uudelleensulkeutimien rooli ilmajohtojen siirtoverkoissa

1. Yleiskatsaus yläjohdoista ja uudelleensulutimista Vietnamin osalta

Vietnamin sähköjakelu on pääasiassa yläjohdoissa, erityisesti 20kV:n jännitetasolla, joka palvelee sekä kaupunkikeskuksia että maaseutua. Vuonna 2024 noin 65% Vietnamin 20kV:n jakeliverkostosta perustuu yläinfrastruktuuriin, mikä tekee siitä altisena ympäristötekijöille, kuten ukkoselle, tyfoonille ja kasvillisuuden häiriöille. Tässä yhteydessä uudelleensulutimet ovat noussut tärkeiksi komponenteiksi verkon vakauden ylläpitämiseksi. Nämä laitteet, jotka ovat IEC 62271-111 -standardien mukaisia, on suunniteltu vastaamaan Vietnamin yläjohdotoverkkojen ainutlaatuisiin haasteisiin, varmistamalla vähimmäismääräinen aikahäiriö ja tehokas sijaintihallinta.

2. Uudelleensulutimien perustoimintoja yläjohdoissa
2.1 Tilapäisten sijainthallinnan hallinta

Vietnamin yläjohdoissa on usein tilapäisiä sijainthallintaa, kuten ukkosen iskujen (joita on noin 30% rannikkoseuduilla) tai väliaikaisia johtojen yhteyksiä puun kanssa aiheuttamia. 20kV:n yläjohdoissa asennetut uudelleensulutimet havaitsevat nämä sijainthallintaa ja keskeyttävät virtauksen millisekunnissa. Esimerkiksi Nha Trangin 20kV:n yläverkossa oleva uudelleensulutin voi poistaa ukkosen aiheuttaman sijainthallinnan trippaamalla ja sitten uudelleensulkemalla 1 sekunnin viipeen jälkeen. Jos sijainthallinta on tilapäinen, sähkö palautetaan välittömästi; jos pysyvä, uudelleensulutin jatkaa sen asetetulla uudelleensulkemisjärjestelyllä.

2.2 Pysyvien sijainthallintojen eristäminen

Pysyvissä sijainthallintoina, kuten johtojen vaurioitumisessa tyfoonin jäännöksistä tai ajoneuvon törmäyksestä, uudelleensulutimet suorittavat useita uudelleensulkemisyrittelyjä (yleensä 3–4 kertaa) ennen lukituksen menettelyn aloittamista. Tämä mekanismi estää jatkuvan sähkötoimituksen virheellisiin osiin, kun taas ei-virheitä sisältävät segmentit pysyvät sähköisinä. Hanoissa kaupunkimaan yläjohdoissa asennettu uudelleensulutin, joka on konfiguroitu kolmeen uudelleensulkemiseen, voi eristää pysyvän sijainthallinnan syöttölajissa, varmistamalla, että vain vaikutettu alue de-energoituu eikä koko linja.

2.3 Yhteistyö jakelulaitteiden kanssa

Vietnamin 20kV:n yläjärjestelmien uudelleensulutimet koordinoiduivat osittelijoiden ja hajoamisvalojen kanssa saavuttaakseen valikoivan suojan. Esimerkiksi Da Nangin yläjohdossa asennettu uudelleensulutin, joka on asennettu osittelijoiden yläpuolelle, trippaa ensimmäisenä sijainthallinnan aikana, antaen alapuolisille osittelijoille mahdollisuuden tallentaa sijainthallintavirtauksia. Jos uudelleensulutimen uudelleensulkemisyritelmä epäonnistuu, lähimpänä sijainthallintaa oleva osittelija eristää sen, minimoien sähkökatkoksen laajuuden.

3. Uudelleensulutimien tekniset ominaisuudet yläjohdoissa
3.1 Sähkösuunnitelma 20kV:n yläverkostoille

• Jännite- ja virtasuureet: Vietnamin 20kV:n yläjohdoissa käytetyillä uudelleensulutimilla on yleensä 24kV:n jännitesuhde ja 600–1200A:n jatkuva virtasuure, joka sopii sekä kaupunki- että maaseutualueiden kuormituksen kasvuun.

• Synkronointivoiman kerroin \(P_{\text{syn}}\): Näiden uudelleensulutimien on suunniteltu ylläpitää järjestelmän vakautta, varmistamalla \(P_{\text{syn}}\) arvot, jotka estävät synkronisuuden menettämisen sijainthallinnan palauttamisessa, jopa pitkissä yläjohdoissa (esimerkiksi 50 km:n maaseudun syöttölinjat Nghe Anin provinssissa).

3.2 Ympäristön sopeutuvuus IP67-luokituksella

Vietnamin trooppinen ilmasto, joka on luonnehdittu korkealla kosteudella (80–95% vuoden ajan), runsaalla sadalla (jopa 3 000 mm/vuosi eteläosissa) ja tyfoonien kanssa, edellyttää kestävää suojaa. IP67-luokitellut uudelleensulutimet:

• Vastustavat pölypääsyä, mikä on kriittistä maaseutuyläjohdoille, jotka kulkevat viljelysalueiden läpi.

• Sieltyvät upottamisessa 1 metrin syvyyden vedessä 30 minuutin ajan, mikä on olennaista tulvavaarallisia alueita kuten Mekongin deltaa koskeville yläjohdon laitteille.

• Omat korrosiota vastustavia koteluita (esimerkiksi ruostumatonta terästä tai jauhemaalattua alumiinia) taistellakseen rannikkoprovinssien, kuten Quang Ninhin, suolihuteen.

3.3 IEC 62271-111 -standardin noudattaminen

Vietnamin kansallinen verkko edellyttää IEC 62271-111 -standardin noudattamista 20kV:n yläjohdoissa käytettävissä uudelleensulutimissa, mikä takaa:

• Yhtenäiset testit dielektriselle kestävyydelle, lyhytsuljetta vahvistamiselle ja mekaaniselle kestävyydelle.

• Erilaisten valmistajien uudelleensulutimien välistä yhteentoimivuutta, mikä on ratkaisevan tärkeää HCMC:n ja Hanoissa toteutettaville verkkojen laajennusprojekteille.

• Standardoituja sijainthallintataulukointikykyjä, jotka mahdollistavat verkkooperaattoreille sijainthallintamusten analysoinnin (esimerkiksi vuodenaikaiset ukkosen iskut Keski-Vietnamissa).

4. Uudelleensulutimien tyypit ja niiden sovellukset yläjohdoissa Vietnamin osalta
4.1 Vakuumpumppu-uudelleensulutimet: Yleisin valinta

• Eduet: Pitkä käyttöikä (20–30 vuotta), vähäinen huolto ja korkea kaarien sammutuseffektiivisyys, mikä tekee niistä idealeja kaukaisille maaseutualueille, kuten Kon Tumin provinssissa.

• Tapaus: Phu Yenin provinssissa 20kV:n yläjohdoissa käytettyjen vakuumpumppu-uudelleensulutimien ansiosta vuosittaiset huollon vierailut on vähennetty 70 prosenttia verrattuna perinteisiin katkelmoihin, mikä alentaa EVN:n (Vietnamin sähkö) toimintakustannuksia.

4.2 SF6-uudelleensulutimet: Erityiset kaupunkisovellukset

• Käyttötarkoitukset: Kompakti suunnitelma sopii kaupunkiympäristöjen yläjohdoille, joilla on rajallinen oikeus (esimerkiksi Hanoissa vanhan kaupunginosan). SF6-uudelleensulutimet voidaan asentaa kapeille pylväille ilman suorituskyvyn heikkenemistä.

• Ympäristönsuojelulliset näkökohdat: Vaikka SF6:lla on korkea ilmastonmuutoksen potentiaali, kaupunkialueet priorisoivat tilan tehokkuuden, tiukkoja sääntöjä uudelleensulutimien kanssa vähentää päästöjä huollossa.

5. Vaikutus luotettavuuteen ja verkon modernisointiin
5.1 Parantuneet SAIDI- ja SAIFI-indeksit

Uudelleensulutimien ottaminen käyttöön 20kV:n yläjohdoissa on merkittävästi parantanut Vietnamin järjestelmän luotettavuutta:

• SAIDI (System Average Interruption Duration Index): Vähentyneet 18 tunnista/vuodesta vuonna 2015 8,5 tunniksi/vuodesta vuonna 2024 yläjohdoilla, uudelleensulutimet poistavat tilapäisiä sijainthallintaa manuaalista puuttumista ilman.

• SAIFI (System Average Interruption Frequency Index): Laskeneet 12 keskeytyksestä/vuodesta 5,2 keskeytykseen/vuodesta alueilla, kuten Thanh Hoassa, jossa IP67-luokitellut uudelleensulutimet yläjohdoilla lievittävät sääilmiöiden aiheuttamia sijainthallintaa.

5.2 Älyverkkohankkeiden mahdollistaminen

Nykyiset uudelleensulutimet Vietnamin yläjärjestelmissä on varustettu:

• Etäviestintäominaisuuksilla: RS485 tai LTE-modemit SCADA-integraatiolle, mikä mahdollistaa 20kV:n yläjohdojen reaaliaikaisen seurannan HCMC:n älyverkon pilotohankkeissa.

• Tiedon kirjaamisella: Sijainthallintavirtauksen suuruudesta, kestosta ja uudelleensulkemisaikojen, jotka auttavat EVN:ää optimoimaan suoja-asetuksia yläjohdoille eri ilmastovyöhykkeissä.

6. Haasteet ja tulevaisuuden trendit
6.1 Kasvillisuuden hallinnan ongelmat

Vietnamin maaseutualueilla yläjohdot usein kulkevat metsävyöhykkeiden läpi, missä puun kasvu voi aiheuttaa toistuvia sijainthallintaa. Uudelleensulutimet yksin eivät voi ratkaista juurisyitä, vaan tarvitaan koordinoitua kasvillisuuden hallintaa. Vuonna 2023 EVN pilotti "älyuudelleensulutin-kasvillisuuden valvonta" -järjestelmiä Lam Dongin provinssissa, yhdistämällä uudelleensuluttimen sijainthallintatiedot dronipohjaisiin puunkorjuu-ohjelmiin.

6.2 Ilmastonmuutoksen sopeutuminen

Tyfoonien voimakkuuden lisääntyessä rannikkoalueiden yläjohdoissa käytettävät uudelleensulutimet tarvitsevat parannettua kestävyyttä. Vietnam tutkii uudelleensulutimia, joilla on korkeampi vaikutuskestävyys (esimerkiksi IK10-luokitellut kotelut) ja päällekkäisiä varautumisvirtalähteitä (aurinkovoimaista varautumista) yläjohdoille myrskyaltisissa alueissa, kuten Quang Binhissa.

6.3 Standardointi ja paikallinen tuotanto

Tuontiriippuvuuden vähentämiseksi Vietnamin teollisuus- ja kauppaministeriö edistää paikallista IEC 62271-111 -standardin mukaisia uudelleensulutimien valmistusta. Vuonna 2024 EVN:n ja korean valmistajan yhteisyritys tavoittelee 10 000 yksikön/vuoden tuotantoa 20kV:n uudelleensulutimista yläjohdoille, pyrkien 60 prosentin kustannussäästöön verrattuna tuontimalleihin.

7. Johtopäätös

Vietnamin 20kV:n yläjohdotverkostoissa uudelleensulutimet toimivat luotettavan sähköjakelun selkärankana, tasapainottaen teknisen tehokkuuden ympäristöresilianssin kanssa. IP67-luokitelluilta laitteilta, jotka kestävät trooppisia myrskyjä, IEC 62271-111 -standardin mukaisiin malleihin, jotka mahdollistavat verkon yhteistoimivuuden, nämä laitteet ovat muuttaneet sijainthallinnan hallintaa yläjärjestelmissä. Kun Vietnam edistyy älyverkkohankkeissa, uudelleensulutimet jatkavat evoluutiotaan – integroituen edistyneisiin sensoriin, AI-pohjaisiin sijainthallinnan ennustamiseen ja uusiutuvien energian yhteensopivuuteen – vastaamaan kasvavan talouden ja nopeasti urbanisoituvan väestön vaatimuksiin. Niiden rooli yläjohdoissa on edelleen välttämätön sähkön saatavuuden varmistamiseksi Vietnamin jokaisessa nurkassa, kaupungeista kaukaisimpiin kylille asti.