Dizajn in uporaba visokonapetostnih prepokladačev: Osredotočenost na sisteme 20 kV v Indoneziji in Vietnamu

1. Uvod

V sodobni infrastrukturi električnih omrežij igrajo visokonapetostne prepriključevalniki ključno vlogo pri izboljševanju zanesljivosti in učinkovitosti oskrbe s strujom. To je še posebej pomembno v regijah, kot je Indonezija, ki ima obsežno in kompleksno mrežo razdeljevanja struje, ki se razteza na mnogo otokov, ter Vietnam, kjer se razvijajo obalna električna omrežja. Napetostna raven 20kV, ki spada v območje srednje visoke napetosti, je pogosto uporabljena v mestnih omrežjih, industrijski oskrbi s strujom in določenih visokonapetostnih prenosnih črt zaradi prednosti pri učinkovitosti prenosa energije in gospodarnosti.

2. Funkcija in pomen visokonapetostnih prepriključevalnikov

Visokonapetostni prepriključevalnik je pameten preklopnik, uporabljen v avtomatizaciji omrežja za distribucijo struje. Ima sposobnost "samostojnega" zaznavanja tokov krivc, njihovega prekinitve v določenem času in izvedbe določenega števila ponovnih zapravljanj. Ko v črti pride do krivca kratkega kroga, prepriključevalnik deluje tako, da odpre in znova zapre glede na prednastavljeno zaporedje in časovni interval. V primeru trajnega krivca, po zaključku prednastavljenega operacijskega zaporedja in neuspehu ponovnega zapravljanja, bo zaklenil stanje odprtih kontaktnih točk, ločenih od krivega dela. Ko je krivec odpravljen, je običajno potrebno ročno ponastaviti, da se odklene zaklep. Za prehodne krivce bodo nadaljnje operacije odpiranja in zapiranja ustavljene takoj, ko bo uspešno ponovno zapravljanje, in po določenem zamiku se vrne v prvotno nastavljeno stanje, pripravljen za naslednji možen krivec.

V Indoneziji, kjer veliko omrežje pokriva obsežno območje, so visokonapetostni prepriključevalniki ključni za hitro obnovitev oskrbe s strujom po krivcih, zmanjšanje časa brez struje in izboljšanje splošne zanesljivosti oskrbe s strujom. Podobno tudi v obalnih območjih Vientnama, kjer lahko okoljski faktorji, kot so vlaga in solani mladec, postavljajo izzive za električno omrežje, prepriključevalniki pomagajo ohranjati stabilno oskrbo s strujom.

3. Razmislite o dizajnu 20kV visokonapetostnih prepriključevalnikov
3.1 Električni performanse dizajna
3.1.1 Nastavljena napetost in tok

Za 20kV prepriključevalnike je nastavljena napetost 20kV, da se ujema s stopnjo napetosti omrežja. Nastavljeni tok mora biti določen glede na dejanski tok naložbe v delu omrežja, kjer je nameščen. V industrijskih območjih Indonezije ali Vientnama, kjer je oprema visoke moči, morda potrebujemo prepriključevalnik z višjo nastavljeno vrednostjo toka, da zagotovimo normalno delovanje v pogojih visoke naložbe.

3.1.2 Zmožnost prekinitve krivc

Prepriključevalnik mora imeti dovolj zmožnosti prekinitve krivca, da prekine velike tokove kratkih krogov. V 20kV sistemu lahko tok kratkih krogov doseže več kiloamper. Dizajn bi moral upoštevati najslabše scenarije kratkih krogov v lokalnem električnem omrežju, kot so tri-fazni kratki krogi blizu vira. Na primer, v tipičnem 20kV industrijskem distribucijskem omrežju v Indoneziji lahko tok kratkega kroga znaša okoli 20-30kA, zato bi prepriključevalnik moral biti zasnovan, da prekine take toke varno in zanesljivo.

3.2 Mehanski dizajn
3.2.1 Operativni mehanizem

Operativni mehanizem prepriključevalnika mora biti zelo zanesljiv in zmogljiv za utrjevanje pogostih operacij. Pogosto se uporabljajo mehanski mehanizmi z vijaki ali permanentnimi magneti. V trdih okoljskih pogojih obalnih območij Vientnama bi bil lahko preferiran dobro zagojeni in odporni na korozijo operativni mehanizem z permanentnimi magneti. To zagotavlja stabilno delovanje tudi v prisotnosti solanih mladecov in visoke vlage, kar zmanjša tveganje mehanskih odpadov zaradi korozije.

3.2.2 Kontakt sistema

Kontakt sistema prepriključevalnika je ključen za njegovo delovanje. Izbrane so visokokakovostne materialne kontaktnih materijalov z dobro električno prevodnostjo in protiobljevskimi lastnostmi. Za 20kV prepriključevalnike se pogosto uporabljajo materiali, kot so zlitini bakra in volframa. Kontaktni dizajn bi moral zagotoviti dobro kontaktno pritisk, da zmanjša kontaktno uporno in prepreči preseganje temperature med normalnim delovanjem. Poleg tega bi kontakt sistem moral biti sposoben vzdržati visokoenergijske obljevke, ki jih generirajo med operacijami prekinitve krivca, z dolgo življenjsko dobo.

3.3 Dizajn izolacije
3.3.1 Materiali za izolacijo

V 20kV prepriključevalnikih se izbirajo primereni materiali za izolacijo glede na delovno okolje. V indonezijskem tropičnem podnebnem okolju z visoko vlago se pogosto uporabljajo materiali z odličnimi lastnostmi odporne na vlago, kot je epoksidna smola. Epoksidna smola temeljna izolacija lahko učinkovito prepreči električni preliv, povzročen absorpcijo vlage. V obalnih območjih Vientnama, glede na dodatni dejavnik solanih mladecov, bi se lahko posebne protisolane prekrivne izolacije uporabljale na materialih za izolacijo, da bi še bolj izboljšali njihove izolacijske lastnosti.

3.3.2 Struktura izolacije

Struktura izolacije prepriključevalnika je zasnovana, da zagotovi zadostno električno izolacijsko razdaljo in zdrži nastavljeno napetost in prehodne previsoke napetosti. Na primer, dizajn izolacije med živimi deli in zazemljenimi deli bi moral biti v skladu z relevantnimi mednarodnimi in nacionalnimi standardi. V Indoneziji bi morala zaslužba prepriključevalnika izpolnjevala zahteve SNI 04 - 0225 standard, ki določa minimalne izolacijske razdalje in zdržljive ravni napetosti za visokonapetostno električno opremo.

4. Skladnost z standardi: IEC 60068 - 2 - 52 in SNI 04 - 0225
4.1 IEC 60068 - 2 - 52

Standard IEC 60068 - 2 - 52 je relevanten za prepriključevalnike glede okoljskega testiranja. V kontekstu obalnih območij Vientnama morajo prepriključevalniki izpolnjevati zahteve tega standarda glede odpornosti na korozijo solanih mladecov. Ta standard določa specifične metode testiranja in kriterije sprejemnosti za opremo, izpostavljeno solanim mladecom. Na primer, prepriključevalniki morajo preiti določen čas testiranja s solanim mladecom, in po testu njihove električne in mehanske zmogljivosti bi morale še vedno izpolnjevati določene zahteve. Skladnost s tem standardom zagotavlja, da prepriključevalniki lahko delujejo zanesljivo v trdih obalnih pogojih Vientnama.

4.2 SNI 04 - 0225

V Indoneziji je standard SNI 04 - 0225 velik pomen za visokonapetostno električno opremo, vključno s prepriključevalniki. Ta standard zajema vidike, kot so električna varnost, zahteve za izolacijo in mehanske zmogljivosti. Prepriključevalniki, zasnovani za indonezijski trg, morajo izpolnjevati zahteve za testiranje zdržljivosti napetosti, določene v tem standardu. Na primer, izolacija prepriključevalnika bi morala biti sposobna zdržati določene AC in DC napetostne teste brez preliva, kar zagotavlja varnost osebja in opreme v električnem omrežju.

5. Posebne zahteve za prepriključevalnike v Indoneziji in Vientnamu

5.1 Indonezija
5.1.1 Otokska električna omrežja

Indonezijsko električno omrežje se loči s svojim obsežnim obsegom na mnogih otokih. Prepriključevalniki morajo biti zasnovani za lahkšo namestitev in vzdrževanje na oddaljenih otokih. Prednost se daje kompaktnim prepriključevalnikom z samostojnimi operacijskimi in kontrolnimi sistemi. Ti prepriključevalniki se lahko enostavno prevažajo na otroke in namestiti na stolpih ali v majhnih transformatorjih. Poleg tega, zaradi pogosto omejene zmogljivosti oskrbe s strujom na nekaterih otokih, bi prepriključevalniki morali lahko delovali učinkovito z relativno nizko močjo pomočne napajalne napetosti.

5.1.2 Tropično podnebje

Tropično podnebje v Indoneziji, z visokimi temperaturami in vlago skozi celo leto, postavlja izzive za delovanje prepriključevalnikov. Zaslužba prepriključevalnika bi morala vključevati učinkovite ukrepe za odvajanje toplote. Na primer, uporaba vodilnih materialov v kuvari in pravilno zasnovanih ventilacijskih kanalov, da se prepreči preseganje temperature notranjih komponent. Poleg tega bi izbira materialov morala upoštevati njihov odpor na korozijo, povzročeno vlago, da se zagotovi dolga življenjska doba.

5.2 Vientnam (obalna območja)
5.2.1 Solani mladec in vlaga

V obalnih območjih Vientnama so visoka koncentracija solanih mladecov v zraku in visoke ravni vlage glavna skrb. Prepriključevalniki morajo biti zelo odporni na korozijo solanih mladecov. Kot smo omenili, pomaga v tej smeri skladnost s standardi, kot je IEC 60068 - 2 - 52. Poleg uporabe koroziono odpornih materialov, bi kuver prepriključevalnika moral imeti visoko raven zaščite, kot je IP68 označen kuver. IP68 označen prepriključevalnik v obalnih območjih Vientnama lahko prepreči vstop solanih voda in prašnine, zagotavlja zanesljivo delovanje tudi v najtrdnihših obalnih pogojih.

5.2.2 Visoki veter in vihar

Obalna območja Vientnama so tudi izpostavljena visokim vetrom in viharom. Prepriključevalniki bi morali biti zasnovani, da zdržijo močne vetre. Njihove strukture za namestitev morajo biti trde, in kuver bi moral biti sposoben odvrniti udare letajočih delov med viharje. Na primer, prepriključevalnik se lahko namesti na trd stolp s pravilnimi sidrovodniki, in kuver bi moral biti izdelan iz udarno odpornih materialov.

6. Zaključek

Zaslužba visokonapetostnih prepriključevalnikov za 20kV sisteme v Indoneziji in Vientnamu, posebej v obalnih območjih Vientnama, zahteva temeljit pregled različnih faktorjev. Od električnih in mehanskih zmogljivosti do dizajna izolacije, in skladnosti z mednarodnimi in nacionalnimi standardi, kot sta IEC 60068 - 2 - 52 in SNI 04 - 0225. Izpolnjevanje specifičnih okoljskih in zahtev električnega omrežja teh regij, kot so otokska električna omrežja in tropično podnebje v Indoneziji, in solani mladeci, vlaga, visoki vetrovi v obalnih območjih Vientnama, je ključno za zagotavljanje zanesljivega delovanja električnega omrežja. Dobro zaslužbeni prepriključevalniki lahko bistveno izboljšajo zanesljivost oskrbe s strujom, zmanjšajo čas brez struje in podprejo stabilno razvoj električne industrije v teh regijah. Ko se povpraševanje po straji v Indoneziji in Vientnamu nadaljeva rasti, bo neprekinjena inovacija in izboljšava zaslužbe prepriključevalnikov ključna za izpolnjevanje prihodnjih izzivov v delovanju električnega omrežja.