Design og bruk av høyspenningsrekloser: Fokus på 20kV-systemer i Indonesia og Vietnam

1. Innledning

I det moderne kraftnettinfrastrukturen spiller høyspenningsrekloser en viktig rolle i å forbedre påliteligheten og effektiviteten av strømforsyningen. Dette er spesielt viktig i regioner som Indonesia, som har et omfattende og komplekst kraftdistribusjonsnettverk som strekker seg over mange øyer, og Vietnam, med dets utviklende kystkraftsystemer. Spenningsnivået på 20kV, som ligger innenfor medium-høy spenning, blir bredt benyttet i bygitter, industriell strømforsyning og visse høyspenningsoverføringslinjer på grunn av sine fordeler med hensyn til effektivitet i strømoverføring og kostnadseffektivitet.

2. Funksjon og betydning av høyspenningsrekloser

En høyspenningsrekloser er en intelligent skrugevare brukt i automatisering av kraftdistribusjonsnettverk. Den har evnen til "selvstendig" å oppdage feilstrømmer, avbryte dem innen en gitt tid, og utføre et angitt antall reklosninger. Når det oppstår en kortslutningsfeil i linjen, vil rekloseren operere for å åpne og lukke etter en forhåndsbestemt sekvens og tidsintervall. I tilfelle en permanent feil, etter fullført forhåndsbestemt operasjonssekvens og hvis reklosingen mislykkes, vil den låses i åpen sirkuitstillstand, isolerer den feilaktige delen. Når feilen er løst, kreves vanligvis manuell tilbakestilling for å frigjøre låsen. For midlertidige feil vil de senere åpning-og-lukking-operasjonene bli avsluttet så snart noen reklosing lykkes, og etter en viss forsinkelse vil den returnere til den opprinnelige sette stilling, forberedt for neste potensielle feil.

I Indonesia, med sitt store kraftnett som dekker et stort område, er høyspenningsrekloserer essensielle for rask gjenoppretting av strømforsyningen etter feil, reduserer strømningsbruddstid og forbedrer den generelle påliteligheten av strømforsyningen. På samme måte, i Vietnams kystområder, der miljøfaktorer som fuktighet og saltfukt kan representere utfordringer for kraftnettet, hjelper rekloserer med å opprettholde stabil strømforsyning.

3. Designoverveielsene for 20kV høyspenningsrekloser
3.1 Elektrisk ytelsesdesign
3.1.1 Sett spenning og strøm

For 20kV rekloserer er sett spenning designet til å være 20kV for å matche nettspenningen. Sett strøm må bestemmes basert på den faktiske laststrømmen i kraftnettdelen hvor den er installert. I industriområder i Indonesia eller Vietnam med høyeffektutstyr, kan en rekloser med høyere sett strøm være nødvendig for å sikre normal drift under tunglastforhold.

3.1.2 Feilbrytingsevne

Rekloseren må ha tilstrekkelig feilbrytingsevne for å bryte store kortslutningsstrømmer. I et 20kV system kan kortslutningsstrømmer nå flere kiloamper. Designet skal ta hensyn til verste mulige kortslutningsscenarier i det lokale kraftnett, som trefas-kortslutninger nær strømkilden. For eksempel, i et typisk 20kV industrielt distribusjonsnett i Indonesia, kan kortslutningsstrømmen være rundt 20-30kA, så rekloseren må være designet for å bryte slike strømmer trygt og pålitelig.

3.2 Mekanisk design
3.2.1 Drivmekanisme

Drivmekanismen til rekloseren må være svært pålitelig og kapabel til å motstå hyppige operasjoner. Federbaserte eller permanente magnetbaserte drivmekanismer er ofte brukte. I de harske miljøforholdene i Vietnams kystområder, kan en godt forseglet og korrosjonsbestandig permanent magnetdrivmekanisme foretrekkes. Den kan sikre stabil drift selv i tilstedeværelse av saltfukt og høy fuktighet, reduserer risikoen for mekaniske feil på grunn av korrosjon.

3.2.2 Kontaktsystem

Kontaktsystemet til rekloseren er avgjørende for dens yteevne. Høykvalitetskontaktmaterialer med gode elektriske ledningsegenskaper og anti-bueegenskaper velges. For 20kV rekloserer, brukes ofte materialer som kobolt-volframlegemer. Kontaktdesignet skal sikre god kontakttrykk for å minimere kontaktmotstand og unngå overoppvarming under normal drift. I tillegg skal kontaktsystemet kunne tåle høyenergi buer generert under feilbryting, med lang levetid.

3.3 Isolasjonsdesign
3.3.1 Isolasjonsmaterialer

I 20kV rekloserer velges passende isolasjonsmaterialer basert på driftsmiljøet. I Indonesias tropiske klima med høy fuktighet, brukes materialer med fremragende fuktighetstolerant isolasjonsegenskaper, som epoksyresin, vidt. Epoksyresinbasert isolasjon kan effektivt forhindre elektrisk nedbryting forårsaket av fuktighetsoptagelse. I Vietnams kystområder, med tanke på den ekstra faktoren av saltfukt, kan spesielle anti-saltfukt isolasjonsbelægninger anvendes på isolasjonsmaterialene for å ytterligere forbedre deres isolasjonsegenskaper.

3.3.2 Isolasjonsstruktur

Isolasjonsstrukturen til rekloseren er designet for å sikre tilstrekkelig elektrisk isolasjonsavstand og tåle sett spenning og transiente overvoltage. For eksempel, designet av isolasjonen mellom levende deler og jordede deler bør overholde relevante internasjonale og nasjonale standarder. I Indonesia bør rekloserdesignet møte kravene i SNI 04-0225-standarden, som spesifiserer minimumsisolasjonsavstander og tålmodige spenningsnivåer for høyspennings-elektrisk utstyr.

4. Overholdelse av standarder: IEC 60068-2-52 og SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

IEC 60068-2-52-standarden er relevant for rekloserer når det gjelder miljøtesting. I kontekst av Vietnams kystområder, må rekloserer møte kravene i denne standarden med hensyn til motstand mot saltfukt-korrosjon. Denne standarden fastsetter spesifikke testmetoder og akseptansekreter for utstyr som er utsatt for saltfukt-miljøer. For eksempel, rekloserer må gjennomgå en viss periode med saltfukt-sprøytestest, og etter testen, skal deres elektriske og mekaniske yteevne fremdeles møte angitte krav. Overholdelse av denne standarden sikrer at rekloserer kan operere pålitelig i de harske kystområdene i Vietnam.

4.2 SNI 04-0225

I Indonesia er SNI 04-0225-standarden av stor betydning for høyspennings-elektrisk utstyr, inkludert rekloserer. Denne standarden dekker aspekter som elektrisk sikkerhet, isolasjonskrav og mekanisk yteevne. Rekloserer designet for indonesiske markedet må overholde spennings-tålmodighetstestkravene som er spesifisert i denne standarden. For eksempel, isolasjonen til rekloseren bør kunne tåle de angitte AC- og DC-spennings-testene uten nedbryting, for å sikre sikkerheten for personell og utstyr i kraftnettet.

5. Spesielle krav for rekloserer i Indonesia og Vietnam

5.1 Indonesia
5.1.1 Øybasert kraftnett

Indonesias kraftnett er kjennetegnet ved sin omfattende utbredelse over mange øyer. Rekloserer må være designet for lett installasjon og vedlikehold i fjerne øyområder. Kompakte rekloserer med selvstendige drifts- og kontrollsystemer foretrekkes. Disse rekloserer kan lett transporteres til øyer og installeres på stolper eller i små transformatorstasjoner. I tillegg, på grunn av ofte begrenset strømforsyningsevne på noen øyer, bør rekloserer kunne operere effektivt med relativt lavt effektvedlikeholdsstrøm.

5.1.2 Tropisk klima

Tropisk klima i Indonesia, med høye temperaturer og fuktighet gjennom hele året, representerer utfordringer for rekloserers yteevne. Rekloserdesignet bør inneholde effektive varmeavledningsforanstaltninger. For eksempel, bruk av varmeledende materialer i kabinetten og design av egnet ventilasjonskanaler for å forhindre overoppvarming av interne komponenter. I tillegg, valg av materialer bør ta hensyn til deres motstand mot fuktighetindusert korrosjon for å sikre lang levetid.

5.2 Vietnam (kystområder)
5.2.1 Saltfukt og fuktighet

I Vietnams kystområder, høy koncentrasjon av saltfukt i luften og høye fuktighetsnivåer er store bekymringer. Rekloserer må være høyresistente mot saltfukt-korrosjon. Som nevnt tidligere, hjelper overholdelsen av standarder som IEC 60068-2-52 i dette henseendet. I tillegg til bruk av korrosjonsbestandige materialer, bør rekloserkabinetten ha høy beskyttelsesgrad, som en IP68-ratet kabinet. En IP68-ratet rekloser i Vietnams kystområder kan forhindre innskyvning av saltvann og støv, sikrer pålitelig drift selv i de harskeste kystforhold.

5.2.2 Høyvind- og stormforhold

Kystområder i Vietnam er også utsatt for høyvind- og stormhendelser. Rekloserer bør være designet for å tåle sterke vind. Deres installasjonsstrukturer må være robuste, og kabinetten bør kunne motstå påvirkning av flyvende vrak under storm. For eksempel, rekloseren kan installeres på en solid stolpe med egnet guy-tråd, og kabinetten bør være laget av slagskadebestandige materialer.

6. Konklusjon

Designet av høyspenningsrekloserer for 20kV-systemer i Indonesia og Vietnam, spesielt i Vietnams kystområder, krever grundig overveielse av ulike faktorer. Fra elektrisk og mekanisk yteevne til isolasjonsdesign, og overholdelse av internasjonale og nasjonale standarder som IEC 60068-2-52 og SNI 04-0225. Det er essensielt å møte de spesifikke miljø- og kraftnettkravene i disse regionene, som øybasert kraftnett og tropisk klima i Indonesia, og saltfukt, fuktighet, høyvindforhold i Vietnams kystområder, for å sikre pålitelig drift av kraftnettet. Vel designet rekloserer kan betydelig forbedre strømforsyningens pålitelighet, redusere strømningsbruddstid, og støtte stabil utvikling av kraftindustrien i disse regionene. Mens strømbehovet i Indonesia og Vietnam fortsetter å vokse, vil kontinuerlig innovasjon og forbedring av rekloserdesign være nødvendig for å møte fremtidige utfordringer i kraftnettoperasjon.