د لوړ وولټانو ډیزاین او کارول: د ایندونیزیا او ویتنام کې د ۲۰kV سیسټمونه پر متمرکز شوم

1. مقدمه

در زیرساخت‌های شبکه برق مدرن، دوباره‌بسته‌های ولتاژ بالا نقش کلیدی در افزایش قابلیت اطمینان و کارایی تأمین برق بازی می‌کنند. این موضوع به ویژه در مناطقی مانند اندونزی که شبکه پخش برق پیچیده و گسترده‌ای را در بر می‌گیرد و ویتنام با سیستم‌های برق ساحلی در حال توسعه، حیاتی است. سطح ولتاژ 20kV که در محدوده ولتاژ متوسط-بالا قرار دارد، به دلیل مزایای خود در کارایی انتقال برق و ارزانی هزینه در شبکه‌های شهری، تأمین برق صنعتی و برخی خطوط انتقال ولتاژ بالا گسترده استفاده می‌شود.

2. عملکرد و اهمیت دوباره‌بسته‌های ولتاژ بالا

دوباره‌بسته ولتاژ بالا یک دستگاه هوشمند که در اتوماسیون شبکه پخش برق استفاده می‌شود. این دستگاه توانایی "خوددار" برای شناسایی جریان‌های خطا، قطع آنها در یک زمان مشخص و انجام تعداد مشخصی دوباره‌بسته را دارد. هنگامی که خطا کوتاه‌مداری در خط رخ دهد، دوباره‌بسته بر اساس دنباله و فاصله زمانی پیش‌تعیین شده عمل می‌کند. در صورت وجود خطا دائمی، پس از اتمام دنباله عملیات پیش‌تعیین شده و شکست در دوباره‌بسته، در حالت باز قفل می‌شود و بخش خراب را جدا می‌کند. پس از رفع خطا، معمولاً نیاز به تنظیم دستی برای رفع قفل وجود دارد. برای خطاها موقت، عملیات باز و بسته شدن بعدی پس از موفقیت هر دوباره‌بسته متوقف می‌شود و پس از مدت زمانی معین، به حالت اولیه تنظیم شده باز می‌گردد تا برای خطا پتانسیل بعدی آماده شود.

در اندونزی با شبکه برق گسترده‌ای که مساحت وسیعی را پوشش می‌دهد، دوباره‌بسته‌های ولتاژ بالا برای سریع‌ترین بازیابی تأمین برق پس از خطاها، کاهش زمان قطع برق و افزایش قابلیت اطمینان کلی تأمین برق ضروری هستند. به طور مشابه، در مناطق ساحلی ویتنام که عوامل محیطی مانند رطوبت و بوته‌های نمکی می‌توانند چالش‌هایی برای شبکه برق ایجاد کنند، دوباره‌بسته‌ها به حفظ تأمین برق پایدار کمک می‌کنند.

3. ملاحظات طراحی دوباره‌بسته‌های 20kV ولتاژ بالا
3.1 طراحی عملکرد الکتریکی
3.1.1 ولتاژ و جریان اسمی

برای دوباره‌بسته‌های 20kV، ولتاژ اسمی به 20kV طراحی شده تا با سطح ولتاژ شبکه مطابقت داشته باشد. جریان اسمی باید بر اساس جریان بار فعلی در بخش شبکه برق که در آن نصب شده تعیین شود. در مناطق صنعتی اندونزی یا ویتنام با تجهیزات قدرت بالا، ممکن است نیاز به دوباره‌بسته با جریان اسمی بالاتر باشد تا تحت شرایط بار سنگین عملکرد عادی را تضمین کند.

3.1.2 ظرفیت قطع خطا

دوباره‌بسته باید ظرفیت قطع خطا کافی داشته باشد تا جریان‌های کوتاه‌مداری با اندازه بزرگ را قطع کند. در سیستم 20kV، جریان‌های کوتاه‌مداری می‌توانند به چند کیلوآمپر برسند. طراحی باید بدترین سناریوهای کوتاه‌مداری در شبکه برق محلی مانند کوتاه‌مداری سه‌فاز نزدیک منبع تغذیه را در نظر بگیرد. به عنوان مثال، در یک شبکه توزیع صنعتی 20kV معمولی در اندونزی، جریان کوتاه‌مداری ممکن است حدود 20-30kA باشد، بنابراین دوباره‌بسته باید طراحی شود تا این جریان‌ها را به طور ایمن و قابل اعتماد قطع کند.

3.2 طراحی مکانیکی
3.2.1 مکانیسم عملیاتی

مکانیسم عملیاتی دوباره‌بسته باید بسیار قابل اعتماد باشد و قادر به تحمل عملیات مکرر باشد. معمولاً از مکانیسم‌های عملیاتی پружین یا مغناطیس دائمی استفاده می‌شود. در شرایط محیطی سخت مناطق ساحلی ویتنام، ممکن است مکانیسم عملیاتی مغناطیس دائمی خوش‌بسته و مقاوم در برابر فرسودگی ترجیح داده شود. این مکانیسم می‌تواند حتی در حضور بوته‌های نمکی و رطوبت بالا عملکرد پایدار را تضمین کند و خطر خرابی‌های مکانیکی ناشی از فرسودگی را کاهش دهد.

3.2.2 سیستم تماس

سیستم تماس دوباره‌بسته برای عملکرد آن بسیار مهم است. مواد تماس با کیفیت بالا و خصوصیات هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر قوس الکتریکی انتخاب می‌شوند. برای دوباره‌بسته‌های 20kV، معمولاً از آلیاژ‌های مس-تنگستن استفاده می‌شود. طراحی تماس باید فشار تماس خوبی را تضمین کند تا مقاومت تماس را کاهش دهد و از گرم شدن در حالت عملکرد عادی جلوگیری کند. علاوه بر این، سیستم تماس باید بتواند قوس‌های با انرژی بالا ایجاد شده در عملیات قطع خطا را تحمل کند و عمر طولانی داشته باشد.

3.3 طراحی عایق‌بندی
3.3.1 مواد عایق‌بندی

در دوباره‌بسته‌های 20kV، مواد عایق‌بندی مناسب بر اساس محیط عملیاتی انتخاب می‌شوند. در اقلیم گرمسیری اندونزی با رطوبت بالا، مواد با خصوصیات عایق‌بندی مقاوم در برابر رطوبت مانند رزین اپوکسی گسترده استفاده می‌شوند. عایق‌بندی بر اساس رزین اپوکسی می‌تواند مؤثر باشد در جلوگیری از شکست الکتریکی ناشی از جذب رطوبت. در مناطق ساحلی ویتنام، با در نظر گرفتن عامل اضافی بوته‌های نمکی، ممکن است روکش‌های عایق‌بندی خاص مقاوم در برابر بوته‌های نمکی بر روی مواد عایق‌بندی اعمال شود تا عملکرد عایق‌بندی آنها را بیشتر افزایش دهند.

3.3.2 ساختار عایق‌بندی

ساختار عایق‌بندی دوباره‌بسته طراحی شده تا فاصله عایق‌بندی الکتریکی کافی را تضمین کند و بتواند ولتاژ اسمی و ولتاژ فروپاشی موقت را تحمل کند. به عنوان مثال، طراحی عایق‌بندی بین قطعات زنده و قطعات زمین شده باید با استانداردهای بین‌المللی و ملی مربوطه مطابقت داشته باشد. در اندونزی، طراحی دوباره‌بسته باید الزامات استاندارد SNI 04-0225 را برآورده کند که فواصل عایق‌بندی حداقل و سطوح تحمل ولتاژ برای تجهیزات الکتریکی ولتاژ بالا را مشخص می‌کند.

4. رعایت استانداردها: IEC 60068-2-52 و SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

استاندارد IEC 60068-2-52 برای دوباره‌بسته‌ها در زمینه آزمون‌های محیطی مرتبط است. در زمینه مناطق ساحلی ویتنام، دوباره‌بسته‌ها باید الزامات این استاندارد در مورد مقاومت در برابر فرسودگی بوته‌های نمکی را برآورده کنند. این استاندارد روش‌های آزمون خاص و معیارهای پذیرش برای تجهیزاتی که در محیط‌های بوته‌های نمکی قرار دارند را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، دوباره‌بسته‌ها باید آزمون‌های پاشش بوته‌های نمکی برای مدت زمان مشخصی را بپذیرند و پس از آزمون، عملکرد الکتریکی و مکانیکی آنها باید هنوز الزامات مشخص شده را برآورده کنند. رعایت این استاندارد تضمین می‌کند که دوباره‌بسته‌ها می‌توانند در محیط ساحلی سخت ویتنام به طور قابل اعتماد عمل کنند.

4.2 SNI 04-0225

در اندونزی، استاندارد SNI 04-0225 برای تجهیزات الکتریکی ولتاژ بالا، از جمله دوباره‌بسته‌ها، اهمیت بسیاری دارد. این استاندارد جنبه‌هایی مانند ایمنی الکتریکی، الزامات عایق‌بندی و عملکرد مکانیکی را پوشش می‌دهد. دوباره‌بسته‌های طراحی شده برای بازار اندونزی باید الزامات آزمون تحمل ولتاژ مشخص شده در این استاندارد را برآورده کنند. به عنوان مثال، عایق‌بندی دوباره‌بسته باید بتواند آزمون‌های ولتاژ متناوب و مستقیم مشخص شده را بدون فروپاشی تحمل کند و ایمنی کارکنان و تجهیزات در شبکه برق را تضمین کند.

5. الزامات خاص دوباره‌بسته‌ها در اندونزی و ویتنام

5.1 اندونزی
5.1.1 شبکه برق جزیره‌ای

شبکه برق اندونزی با گستره وسیع در جزایر متعدد مشخص می‌شود. دوباره‌بسته‌ها باید برای نصب و نگهداری آسان در مناطق دورافتاده جزیره‌ای طراحی شوند. دوباره‌بسته‌های با سایز فشرده و سیستم‌های عملیاتی و کنترل خوددار ترجیح داده می‌شوند. این دوباره‌بسته‌ها می‌توانند به راحتی به جزایر منتقل شده و روی ستون‌ها یا در زیرстанسیون‌های کوچک نصب شوند. علاوه بر این، به دلیل معمولاً محدود بودن ظرفیت تأمین برق در برخی از جزایر، دوباره‌بسته‌ها باید بتوانند با منابع تغذیه کم‌قدرت عملکرد کارآمد داشته باشند.

5.1.2 اقلیم گرمسیری

اقلیم گرمسیری اندونزی با دمای بالا و رطوبت سالانه، چالش‌هایی برای عملکرد دوباره‌بسته‌ها ایجاد می‌کند. طراحی دوباره‌بسته باید اقدامات موثر خنک‌سازی را شامل شود. به عنوان مثال، استفاده از مواد هادی گرما در غلاف و طراحی کانال‌های تهویه مناسب برای جلوگیری از گرم شدن اجزای داخلی. علاوه بر این، انتخاب مواد باید مقاومت آنها در برابر فرسودگی ناشی از رطوبت را در نظر بگیرد تا عمر طولانی را تضمین کند.

5.2 ویتنام (مناطق ساحلی)
5.2.1 بوته‌های نمکی و رطوبت

در مناطق ساحلی ویتنام، غلظت بالای بوته‌های نمکی در هوا و رطوبت بالا مسائل اصلی هستند. دوباره‌بسته‌ها باید مقاومت بالایی در برابر فرسودگی بوته‌های نمکی داشته باشند. همانطور که قبلاً ذکر شد، رعایت استانداردهایی مانند IEC 60068-2-52 در این زمینه کمک می‌کند. علاوه بر استفاده از مواد مقاوم در برابر فرسودگی، غلاف دوباره‌بسته باید حفاظت بالایی داشته باشد، مانند غلاف با رتبه IP68. یک دوباره‌بسته با رتبه IP68 در مناطق ساحلی ویتنام می‌تواند ورود آب نمک و غبار را جلوگیری کند و عملکرد قابل اعتماد را حتی در شرایط ساحلی سخت تضمین کند.

5.2.2 شرایط باد قوی و طوفان

مناطق ساحلی ویتنام نیز مستعد حوادث باد قوی و طوفان هستند. دوباره‌بسته‌ها باید طراحی شوند تا بتوانند باد قوی را تحمل کنند. ساختارهای نصب آنها باید محکم باشند و غلاف باید بتواند تأثیر اجسام پروازی در طوفان را تحمل کند. به عنوان مثال، دوباره‌بسته می‌تواند روی یک ستون محکم با سیم‌های کشش مناسب نصب شود و غلاف باید از مواد مقاوم در برابر ضربه ساخته شود.

6. نتیجه‌گیری

طراحی دوباره‌بسته‌های ولتاژ بالا برای سیستم‌های 20kV در اندونزی و ویتنام، به ویژه در مناطق ساحلی ویتنام، نیازمند ملاحظات دقیق در مورد عوامل مختلف است. از عملکرد الکتریکی و مکانیکی تا طراحی عایق‌بندی و رعایت استانداردهای بین‌المللی و ملی مانند IEC 60068-2-52 و SNI 04-0225. برآورده کردن الزامات محیطی و شبکه برق خاص این مناطق، مانند شبکه برق جزیره‌ای و اقلیم گرمسیری در اندونزی، و بوته‌های نمکی، رطوبت و شرایط باد قوی در مناطق ساحلی ویتنام، برای تضمین عملکرد قابل اعتماد شبکه برق ضروری است. دوباره‌بسته‌های طراحی شده به خوبی می‌توانند قابلیت اطمینان تأمین برق را به طور قابل توجهی افزایش دهند، زمان قطع برق را کاهش دهند و توسعه پایدار صنعت برق در این مناطق را پشتیبانی کنند. با افزایش تقاضای برق در اندونزی و ویتنام، نوآوری و بهبود مداوم در طراحی دوباره‌بسته‌ها برای برآورده کردن چالش‌های آینده عملیات شبکه برق ضروری خواهد بود.