Ehuneko SF6 iturritzaileen egoera eta garapen tendentzia

Tentsio altuak, edo tentsio altuko iturburuak izenekoak, duten zuzentasuna eta arkua amaitzeko gaitasuna nahikoa dute. Ezin besterik ez dute tentsio altuko lerroetako kargatu gabeko eta kargatutako korronteak mozten eta itzalten, baina sistema huts egiten denean, babesa eta automatismoekin lanean egin dezakete, hutsaren korrontea azkar moztuz, energia galera murriztuz eta kontsumitzailei eragin duen arrazoia txikituz. Hau tentsio sistemaren segurtasunezko funtzionamendurako oso garrantzitsua da.

Tentsio altuko iturburuak olaraineko iturburuetatik hasi ziren, ondoren aire presionatuko iturburuetara, hondazko iturburuetara eta SF₆ iturburuetara garatu ziren. Hauek dituen bi lehen mota oraindik ere erabiltzen dira, baina horietatik bi azkenak gehien erabiltzen dira. SF₆ iturburuak hamarkada berehinenetan hasten ziren erabili. Sulfuro hexafluoridoa erabiltzen dute arkua amaitzeko medioritzat. Mota hau duten iturburuak mozten dituzten kapasitate handia dute. Mozketan askea dagoenean, beste iturburu batzuekin alderatuta, mozten dituzten kapasitatea 10 aldiz handiagoa da. Tentsio sisteman estabilitate eta segurtasunean papel garrantzitsu bat jolasten dute, ekonomiko eta sozialki ere oso garrantzitsuak dira.

1. SF₆ Iturburuak Prestazioak

SF₆ iturburuak olarainegabeak dira, SF₆ gasoa erabiltzen dute isolatzeko eta arkua amaitzeko medioritzat. Isolamendu prestazioak eta arkua amaitzeko ezaugarriak olaraineko iturburuetatik askoz handiagoak dira. Sulfuro hexafluorido iturburu hauek dituzte ezaugarri hauen:

• Arkua amaitzeko gaitasuna handia, dielektrikotasun altua eta unitatearen tokiko geratze tenperatura altua. Horrela, tentsio maila berdin batean, serieko tokiko zenbaki gutxiago beharrezkoa da, produktuaren ekonomia hobetzeko.

• Elektriko bizitza luzea. Oso kapasitatean (50kA) 19 aldiz mozteko gai da, eta mozten dituzten korronte akumulatua 4200kA izan daiteke. Mantenimendu zikloa luzea da, eta erabilera maizra egokia da.

• Mozketarako prestazio ona. SF₆ gasoak elektronegativitatea duelako, elektron libreak adierazteko gaitasuna handia du. SF₆-n sortutako arkua laguntzen du "arku kolunen egoera" (arku nukleo eta arku gainkole) osatzen. Ionizatutako plasmaren difusioa murriztu egiten da, ionen elkarrekonposizio efektiboki egitera ahalbidetuz. Mozten dituzten korronte handia da, 80-100kA, edo 200kA. Arkua amaitzeko denbora laburra da, ohikoa 5-15ms. Aldiz, aurpegiko mozketarako, hurbilko akatsen, lerro luze kargatu gabeko eta transformadore kargatu gabeko egoerarako mozketaren prestazioa ere ona da.

• Isolamendu prestazio altua. SF₆-ren isolamendu indarra airearen 5-10 aldiz da.

• SF₆ gasoa kolorea, odola, toxiko ez eta ininarrigarria den gas oso estalurikoa da, beste sustantziengandik reaktzioa egin ez duena. Gainera, iturburuak irekitzerakoan, arkuaren kalorizazioak eragindako presio handitzea oso txikia da, eraginkortasuna bermatuz eta pertsaketa-aktsidentuen agertzea saihestuz.

2. Tentsio Altuko SF₆ Iturburuak Garapena
2.1 Presio bikote SF₆ Iturburuak

Iturburuaren barruan bi SF₆ gaso sistema daude (presio altua eta presio baxua). Iritsi egitearen prozesuan bakarrik, kontrolariaren bitartez, presio altuko gelaxka presio baxuko gelaxkaraino igotzen da, presio altuko gas fluxua sortuz. Mozketak amaitzean, kontrolaria ixten da. Arku amaitzeko gelaxkan, presio altuko gelaxka eta presio baxuko gelaxka artean kompresagarri bat eta oiloak konektatuta daude. Presio altuko gelaxkako gasaren presioa jaisten doanean edo presio baxuko gelaxkako gasaren presioa zenbakirik handira iristen doanean, kompresagarriak abiatzen da, presio baxuko gelaxkoko SF₆ gasoa presio altuko gelaxkaraino ibiltzen duela, gas sistema itxurako auto-bilduma bat sortuz.

2.2 Presio bakarreko SF₆ Iturburuak

Presio bakarreko egitura sinplea da, eta hainbat tenperatura inguruko egoerara egokitzen da. Gas konpresio mota ere garapen bat egin du: arkuaren airezko presioan, lehenengo generazio presio bakarrekoak airezko presio bakarreko egitura du, mozten dituzten korronte txiki bat (ohikoa 31.5kA) eta tokiko tenperatura baxua (ohikoa 170kV). Bigarren generazio presio bakarrekoak airezko presio bikote bat du, mozten dituzten korrontea (40-50kA) gehituz, baina tokiko tenperatura baxua mantentzen da. Ohikoa 252kV produktuetan tokiko bikote bat izatea da. Hirugarren generazio presio bakarrekoak airezko presio bikote egitura dauka, etengabeko efektuarekin osatua (arku amaitzeko konbinazioa). Mozten dituzten korrontea handia da, 63kA-ra gehitu, eta tokiko tenperatura altua. Toki bakar batek 252kV, 363kV, 420kV, edo 550kV erreferentziak hartzen ditu.

Presio bakarrekoaren garapenak, arku amaitzeko gelaxkan ikustuta, gas konpresio pistoi txikiagoa hartu du. Pistoiaren murrizketa arku amaitzeko gelaxkan ondorengo avantzuak ematen ditu:

• Produktuaren mozketaren prozesuan mugimenduan dagoen sistema osoko pisua murriztu egin da.

• Produktuaren eragile-energia murriztu egin da.

• Produktuaren amortiguak errazago bihurtu dira, eta mekaniko bizitza luzea da.

2.3 Energiaren bidezko SF₆ Iturburuak

Energiaren bidezko SF₆ iturburuak bi arku amaitzeko printzipio ditu: etengabeko hedapena eta arku birularrak. Orain egun, energia bidezko iturburu gehienak etengabeko hedapenaren printzipioa erabiltzen dute. Energiaren bidezko printzipioa arkuaren enerzia erabiltzea da, SF₆ gasoa etengaberako gelaxkan esaldu, presioa eraikitzeko, gas fluxua sortuz eta arku amaitzeko. Baina korronte txikiak mozten direnean, arkuaren energia txikia delako, gasa konpresatzeko pistoi txiki bat beharrezkoa da. Eragile-energiaren murrizketa handia dela eta, egitura sinpleko muelle eragilea erabili daiteke. Etengabeko hedapena orain bigarren generazioan datoz. Lehenengo generazio produktuak arku amaitzeko beharrezko gas konpresio energiaren murrizketa bidez eragile-energiaren murrizketa lortzen dute. Gas konpresio pistoiaren diametroa maximoa izango den akats-korrontearen %30 mozten duen moduan diseinatzen da, eta mugimenduan dagoen pisua ere txikiagoa da, eragile-energia murriztuz. Bigarren generazio produktuak etengabeko hedapenaren eta mozketaren prestazioaren hobekuntza gehiago egin dute, kapasitorerako korronteen mozketarako prestazioa hobetzeko, eta eragile-energia gehiago murriztuz.

2.4 Adimentsu SF₆ Iturburuak

Gaur egungo tentsio altuko iturburuen beste ezaugarri bat da adimentsutasuna, tradizional elektromekaniko sistemetatik ordenagailuaren inguruan dagoen moderno adimentsu sistema batera evoluatuta. Gaur egun, tentsio altuko iturburuak online detektatzeko edukiak hauek dira:

• SF6 gasoa;

• Eragile-energia sistema;

• Liburketa;

• Kontrola eta laguntzaile lerroak;

• Indar transmitizio katea.

Detektio horiek bidez, garrantzitsu 90%ko akatsak aurkitu daitezke. Online detektioak iturburuak aldatzen ditu mantentze periodikoetatik egoera errealean mantentzean.

3. Porzelana Koluneko Motatako eta Depositariko SF₆ Iturburuak eta Aplikazioak

Txina 1970ean lehendik SF₆ iturburuak aplikatu zituen, hilabetearen administrakuntza elektrikoaren bidez, Siemens-en esparrutik inportatutako hiru H-912 motako 220KV presio bikote porzelana koluneko SF₆ iturburu instalatuz Shenyangeko HuShitai subestazio nagusian. Oraindik ere lan egiten dituzte.

Tentsio altuko sulfuro hexafluorido iturburuak koluneko eta depositario motatako bi motatan banatzen dira egiturari jarraiki. Biak alderatuta, ezaugarri bereziak dituzte:

• Porzelana koluneko eta depositario motatako tentsio altuko SF₆ iturburu guztiak tentsio handi eta kapasitate handi eskaintzen dituzte. Porzelana koluneko motako arku amaitzeko gelaxka insulazio sostengatzailean instalatuta dago. Gelaxkak seriean lotuz eta egoki altuerako insulazio sostengatzailean instalatuz, edozein tentsio balio lortu daiteke. Insulazio sostengatzaileak gehienetan porzelana koluna da, eta organiko konbinazio sostengatzaileak ere agertu dira. Depositariko motako arku amaitzeko gelaxka lur potentzialarekin konektatutako metalikoko deponatuan instalatuta dago. Tentsio altuan, gelaxkak seriean lotu behar dira eta fase bakoitzeko deponatuan instalatu behar dira.

• Korrente transformatorrak instalatzean, porzelana koluneko motako iturburuak desberdintasunetan daude. Porzelana koluneko motako arku amaitzeko gelaxka insulatzailearen barruan eta insulazio sostengatzailearen goian dagoenez, corrente transformatorra bere insulazio sostengatzailean bereiztu instalatu behar da. Baina, deponatuko iturburuaren borrokatipo corrente transformatorra deponatuko iturburuaren borrokatan instalatu daiteke. Zenbait aplikazio egoeran, iturburuak corrente transformatorrarekin ez du behar, batez ere kapasitate bankuak eta resistente paraleloak aukeratzeko biraka bezala erabiltzean. Hemen, porzelana koluneko mota deponatuko iturburuaren prezioa 60% bakarrik du, eta frakzio anitz erabiliz, berriztagiri hobekiagoak suportatzeko gaitasuna du.

• Barne isolamenduaren ures tenperatura. Barne isolamenduaren perspektibatik, porzelana koluneko motako iturburuaren serieko arku amaitzeko gelaxkak edozein tentsio balio lortu dezakete, baina bere barne isolamenduaren ures tenperatura gelaxkaren luzera limiteatzen du. Deponatuko iturburuarentzat, frakzio kopuru murriztea lortzeko beharrezko ures tenperatura garatu badena, isolatzaile borroka osatzen da. Beraz, deponatuko iturburuak 550kV/63kA frakzio bakar bat lortu dezake, eta 1100kV/50kA frakzio bikote bat.

• SP6 gasoaren erabilera. SP6 gasoaren erabilera aspektuan, porzelana koluneko mota deponatuko motari buruzko avantzuak ditu. Deponatuko iturburuaren gas erabilera porzelana koluneko iturburuaren baino askoz handiagoa da.

• Ingurumen egokitzea. Ingurumen egokitzearen aspektutik, deponatuko mota handiak bere avantzuak erakusten ditu. Deponatuko iturburuaren barruan sorrerarik instalatu daiteke, baina porzelana koluneko iturburuaren barruan ez.

• Seismorresistentzia. Seismorresistentziaren aspektutik, deponatuko iturburuak porzelana koluneko iturburuaren baino askoz hobeto dute. Porzelana koluneko iturburuak zentro altua duelako, seismorresistentzia txikia du.

• Prezioen konparaketa. Prezioen aspektuan, kapasitate bera dutenei dagokionez, porzelana koluneko mota deponatuko motari buruzko avantzuak ditu. Ohikoa deponatuko iturburuaren prezioa porzelana koluneko iturburuaren prezioa baino 20% gehiago izatea da (adibidez, SF₆ transformadore bat).

4. Kontuan Hartu Beharreko Jakinarazpenak SF₆ Iturburuak Erabiltzean eta Mantentzean

Gas ilunaldiak kontrolatzeko eta ur eta humiditateak kutxan sartzeko saihesteko, prozesuak eta materialen eskaintzak askoz ere handiagoak dira elektrizitate tentsio altuko tresna orokorrak baino. Gainera, SF₆ gaso sistema berezia beharrezkoa da, inklusive itxura ondo duen ahuntza, ilundirako tresnak, gas errecuperatzeko tresna eta presio neurketarako. Aldi berean, metalaren erabilera handia dela eta, fabrikazio konplexutasuna gehitzen da.

SF₆ gaso puroa kolorea, odola, toxiko ez eta ininarrigarria den gas oso estalurikoa da. Baina sulfur hexafluorido sintetizatzean, sulfuraren fluorida baxuko deribatuak ere sortzen dira, toxikoak dira. Iturburuaren barruan, arkuaren tenperatura altuan gasa deskompostu egiten da disozio eta ionizazio bidez, toxiko gas handiak sortuz. Beraz, iturburuaren barruan sorbatekua instalatuta dago, eta bertan aktibatutako aluminiuma colocatzen da, gas toxiko horiek absorbitzeko.

Hala ere, mantentzean toxikotasuna saihesteko atentzioko espetsiala eman behar zaie. Beraz, lan egite aurretik gasa desgasifikatu eta igotu egin behar da. Odola gaizki sentitu bada, maskara eta gomar-gelaskiak erosi behar dira. Aldi berean, arkuaren deskomposizio produktuak metalen fluorida batzuk dituzte, iturburuaren barruan polvo gisa zerbiltzen. Polvo horiek toxiko handiak ez direla ere, garbitzean aspiratzeko aukerak hartu behar dira.

5. Amaitzeko Esaldia

Tentsio sistema elektrikoaren tentsioa gero eta handiagoa joan ahala, porzelana koluneko edo deponatuko SF₆ iturburuak teknologiaren aurrerapenarekin garatzen ari dira. Azken urteetan, berehala, energia bidezko arku amaitzeko printzipioa garatu eta aplikatu da, hots, presio altua erabiltzen da gas fluxua sortzeko arku amaitzeko. Frakzio kopurua murriztu egin da, eta materialen erabilera murriztu egin da.

Garrantzitsu preziu altua eta SF₆ gasoaren erabilera, kudeaketa eta erabilera eskaintzeko eskaintza handiagoak direlako, ez dira oraindik oso zabaltu tentsio baxuan (35kV, 10kV). Orokorrean, tentsio altuko SF₆ iturburuak aplikazio esparru zabala dute, eta produktuaren ikerketa, garapena eta eguneratzeak ekonomiko eta sozialki garrantzitsu osoak emango dizkiegu.