Σχεδιασμός και Εφαρμογή Ανώτερων Επανενεργοποιητών: Εστίαση σε Συστήματα 20kV στην Ινδονησία και το Βιετνάμ

1. Εισαγωγή

Στο σύγχρονο υποδομικό δίκτυο ενέργειας, τα ανώτερης τάσης επανασυνειδητικά κλειστά (reclosers) παίζουν καίριο ρόλο στη βελτίωση της αξιοπιστίας και αποτελεσματικότητας της παροχής ενέργειας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε περιοχές όπως η Ινδονησία, με το ευρύ και περίπλοκο δίκτυο διανομής ενέργειας που εκτείνεται σε πολλά νησιά, και η Βιετνάμ, με τα αναπτυσσόμενα παράκτια συστήματα ενέργειας. Η επίπεδο τάσης 20kV, που βρίσκεται στη μεσαία-ανώτερη γραμμή, είναι ευρέως χρησιμοποιούμενο σε αστικά δίκτυα, εφοδιασμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων και κάποιες γραμμές μεγάλης τάσης, λόγω των πλεονεκτημάτων του στην αποτελεσματικότητα και την οικονομικότητα της μεταφοράς ενέργειας.

2. Λειτουργία και Σημασία των Ανώτερης Τάσης Επανασυνειδητικών Κλειδιών

Ένα ανώτερης τάσης επανασυνειδητικό κλειδί (recloser) είναι ένα εξελιγμένο στρογγυλοπλαστικό υποδείγματος (switchgear) που χρησιμοποιείται στην αυτοματοποίηση του δικτύου διανομής ενέργειας. Διαθέτει την "αυτοσυγκεκριμένη" δυνατότητα να ανιχνεύει ρεύματα σφάλματος, να τα διακόπτει εντός καθορισμένου χρόνου και να εκτελεί μια καθορισμένη αριθμό επανασυνειδητικών κλεισίμων. Όταν συμβεί ένα σύντομο σύνδεσμο στη γραμμή, το recloser λειτουργεί για να ανοίξει και να επανακλείσει σύμφωνα με προκαθορισμένη ακολουθία και διάστημα χρόνου. Σε περίπτωση μόνιμου σφάλματος, μετά την ολοκλήρωση της προκαθορισμένης ακολουθίας λειτουργίας και αν το επανασυνειδητικό κλείσιμο αποτύχει, θα μπλοκάρει στην κατάσταση ανοικτής συνδέσεως, απομονώνοντας τον συνδεδεμένο τμήμα. Μόλις επιλυθεί το σφάλμα, συνήθως απαιτείται χειροκίνητη επαναφορά για να απελευθερωθεί το μπλοκ. Για προσωρινά σφάλματα, οι επόμενες λειτουργίες ανοίγματος και κλείσιμου θα τερματιστούν αμέσως μόλις κάποιο επανασυνειδητικό κλείσιμο είναι επιτυχές, και μετά ένα συγκεκριμένο καθυστέρημα, θα επιστρέψει στην αρχική καθορισμένη κατάσταση, προετοιμαζόμενο για το επόμενο πιθανό σφάλμα.

Στην Ινδονησία, με το μεγάλης κλίμακας δίκτυο ενέργειας που εκτείνεται σε ευρύχωρη περιοχή, τα ανώτερης τάσης reclosers είναι απαραίτητα για την ταχεία επαναφορά της παροχής ενέργειας μετά από σφάλματα, μειώνοντας τον χρόνο απορρυθμίσεων και βελτιώνοντας την συνολική αξιοπιστία της παροχής ενέργειας. Ομοίως, στις παράκτιες περιοχές της Βιετνάμ, όπου περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η υγρασία και ο αλμυρός ομίχλη μπορούν να δημιουργήσουν προκλήσεις στο δίκτυο ενέργειας, τα reclosers βοηθούν στη διατήρηση σταθερής παροχής ενέργειας.

3. Συνειδητοποίηση Σχεδίασης για 20kV Ανώτερης Τάσης Reclosers
3.1 Σχεδίαση Ηλεκτρικής Απόδοσης
3.1.1 Νομική Τάση και Ρεύμα

Για 20kV reclosers, η νομική τάση σχεδιάζεται να είναι 20kV για να ταιριάζει με το επίπεδο τάσης του δικτύου. Το νομικό ρεύμα πρέπει να καθοριστεί με βάση το πραγματικό ρεύμα φορτίου στο τμήμα του δικτύου ενέργειας όπου εγκαταστάται. Σε βιομηχανικές περιοχές της Ινδονησίας ή της Βιετνάμ με εξοπλισμό μεγάλης ισχύος, μπορεί να απαιτείται recloser με υψηλότερη νομική ροή για να εξασφαλίσει την κανονική λειτουργία υπό συνθήκες μεγάλου φορτίου.

3.1.2 Χωρητικότητα Καταστροφής Σφάλματος

Το recloser πρέπει να έχει αρκετή χωρητικότητα καταστροφής σφάλματος για να διακόψει μεγάλα μέγεθη συνδεδεμένων ρευμάτων. Σε ένα σύστημα 20kV, τα συνδεδεμένα ρεύματα μπορούν να φτάσουν σε αρκετά χιλιάμπαμπα. Η σχεδίαση πρέπει να λάβει υπόψη τις χειρότερες περιπτώσεις συνδεδεμένων στο τοπικό δίκτυο ενέργειας, όπως τριφασικά συνδεδεμένα κοντά στην πηγή ενέργειας. Για παράδειγμα, σε ένα τυπικό 20kV βιομηχανικό δίκτυο διανομής στην Ινδονησία, το συνδεδεμένο ρεύμα μπορεί να είναι περίπου 20-30kA, οπότε το recloser πρέπει να σχεδιαστεί για να διακόπτει αυτά τα ρεύματα με ασφάλεια και αξιοπιστία.

3.2 Μηχανική Σχεδίαση
3.2.1 Μηχανισμός Λειτουργίας

Ο μηχανισμός λειτουργίας του recloser πρέπει να είναι υψηλά αξιόπιστος και να μπορεί να αντέξει συχνές λειτουργίες. Συνήθως χρησιμοποιούνται μηχανισμοί λειτουργίας με ελατηριαία ή μόνιμη μαγνητική λειτουργία. Στις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες των παράκτιων περιοχών της Βιετνάμ, ένας καλά σφραγισμένος και αντικατακόρμιος μηχανισμός λειτουργίας με μόνιμη μαγνητική λειτουργία μπορεί να είναι προτιμώμενος. Μπορεί να εξασφαλίσει σταθερή λειτουργία ακόμη και σε παρουσία αλμυρού ομίχλη και υψηλής υγρασίας, μειώνοντας τον κίνδυνο μηχανικών παρακμών λόγω κατακόρμιας.

3.2.2 Σύστημα Επαφών

Το σύστημα επαφών του recloser είναι κρίσιμο για την απόδοσή του. Επιλέγονται υψηλής ποιότητας υλικά επαφών με καλή ηλεκτρική διαχειτικότητα και αντικατακόρμιες ιδιότητες. Για 20kV reclosers, συχνά χρησιμοποιούνται υλικά όπως σύμμικτα χάλυβα-τουγγάτη. Ο σχεδιασμός των επαφών πρέπει να εξασφαλίζει καλή πίεση επαφής για τη μείωση της αντίστασης επαφής και την πρόληψη υπερθέρμανσης κατά την κανονική λειτουργία. Επιπλέον, το σύστημα επαφών πρέπει να μπορεί να αντέξει τους υψηλής ενέργειας αρκούς που παράγονται κατά την καταστροφή σφάλματος, με μακρά διάρκεια ζωής.

3.3 Σχεδίαση Επιστροφής
3.3.1 Υλικά Επιστροφής

Σε 20kV reclosers, επιλέγονται κατάλληλα υλικά επιστροφής με βάση το περιβάλλον λειτουργίας. Στο τροπικό κλίμα της Ινδονησίας με υψηλή υγρασία, χρησιμοποιούνται ευρέως υλικά με εξαιρετικές ιδιότητες επιστροφής, όπως η εποξίνη. Η εποξίνη-βασημένη επιστροφή μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την ηλεκτρική κατάρρευση λόγω εξασθένισης. Στις παράκτιες περιοχές της Βιετνάμ, λαμβανομένου υπόψη του επιπλέον παράγοντα της αλμυρής ομίχλης, μπορεί να εφαρμοστεί ειδική επιστροφή αντικατακόρμιας για να ενισχυθεί περαιτέρω η απόδοση επιστροφής.

3.3.2 Δομή Επιστροφής

Η δομή επιστροφής του recloser σχεδιάζεται για να εξασφαλίζει αρκετή ηλεκτρική απόσταση επιστροφής και να αντέξει τη νομική τάση και τις προσωρινές υπερτάσεις. Για παράδειγμα, ο σχεδιασμός της επιστροφής μεταξύ των ζωντανών και των συνδεδεμένων με τη γη μερών πρέπει να συμμορφώνεται με τα σχετικά διεθνή και εθνικά πρότυπα. Στην Ινδονησία, ο σχεδιασμός του recloser πρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα SNI 04-0225, τα οποία καθορίζουν τις ελάχιστες αποστάσεις επιστροφής και τα επίπεδα αντοχής σε τάση για ηλεκτρικό εξοπλισμό μεγάλης τάσης.

4. Συμμόρφωση με Πρότυπα: IEC 60068-2-52 και SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

Το πρότυπο IEC 60068-2-52 είναι σχετικό για τα reclosers σε ό,τι αφορά την περιβαλλοντική δοκιμή. Στο πλαίσιο των παράκτιων περιοχών της Βιετνάμ, τα reclosers πρέπει να συμμορφώνονται με τα απαιτήματα αυτού του προτύπου ως προς την αντιστάθμιση της κατακόρμιας. Αυτό το πρότυπο καθορίζει συγκεκριμένες μεθόδους δοκιμής και κριτήρια αποδοχής για εξοπλισμό που εκτίθεται σε περιβάλλον αλμυρού ομίχλη. Για παράδειγμα, τα reclosers πρέπει να υποστούν ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα δοκιμής αλμυρού ομίχλη, και μετά τη δοκιμή, η ηλεκτρική και μηχανική απόδοσή τους πρέπει να εξακολουθεί να συμμορφώνεται με τα καθορισμένα απαιτήματα. Η συμμόρφωση με αυτό το πρότυπο εξασφαλίζει ότι τα reclosers μπορούν να λειτουργούν αξιόπιστα στο αυστηρό παράκτιο περιβάλλον της Βιετνάμ.

4.2 SNI 04-0225

Στην Ινδονησία, το πρότυπο SNI 04-0225 έχει μεγάλη σημασία για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό μεγάλης τάσης, συμπεριλαμβανομένων των reclosers. Αυτό το πρότυπο καλύπτει πτυχές όπως η ηλεκτρική ασφάλεια, τα απαιτήματα επιστροφής και η μηχανική απόδοση. Τα reclosers που σχεδιάζονται για την Ινδονησιακή αγορά πρέπει να συμμορφώνονται με τα απαιτήματα δοκιμής αντοχής σε τάση που καθορίζονται σε αυτό το πρότυπο. Για παράδειγμα, η επιστροφή του recloser πρέπει να μπορεί να αντέξει τις καθορισμένες δοκιμές AC και DC τάσης χωρίς κατάρρευση, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια του προσωπικού και του εξοπλισμού στο δίκτυο ενέργειας.

5. Ειδικά Απαιτήσεις για Reclosers στην Ινδονησία και τη Βιετνάμ

5.1 Ινδονησία
5.1.1 Δίκτυο Ενέργειας Νησιών

Το δίκτυο ενέργειας της Ινδονησίας χαρακτηρίζεται από την ευρεία εκτάση του σε πολλά νησιά. Τα reclosers πρέπει να σχεδιάζονται για εύκολη εγκατάσταση και συντήρηση σε απομακρυσμένες νησιωτικές περιοχές. Προτιμούνται reclosers με μικρή διάσταση, με εγγενή λειτουργία και συστήματα ελέγχου. Αυτά τα reclosers μπορούν να μεταφέρονται εύκολα σε νησιά και να εγκατασταθούν σε πυλώνες ή σε μικρές υποσταθμείς. Επιπλέον, λόγω της συχνά περιορισμένης παροχής ενέργειας σε κάποια νησιά, τα reclosers πρέπει να μπορούν να λειτουργούν αποτελεσματικά με σχετικά χαμηλή ισχύ αντικαταστητικής ενέργειας.

5.1.2 Τροπικό Κλίμα

Το τροπικό κλίμα στην Ινδονησία, με υψηλές θερμοκρασίες και υγρασία κατά τη διάρκεια όλης της χρονιάς, δημιουργεί προκλήσεις στην απόδοση των reclosers. Ο σχεδιασμός του recloser πρέπει να περιλαμβάνει αποτελεσματικά μέτρα διάχυσης θερμότητας. Για παράδειγμα, με τη χρήση υλικών με