SF₆ və Qatıq dielektrikli RMU-lar: Hər hansı biri elektrik dağıtım sisteminiz üçün daha yaxşıdır?
1 Halqalı şəbəkə qida və halqalı ana şkatullar
Şəhərlaşmanın inkişafı ilə birlikdə elektrik paylanmasında daha yüksək məhdudlıqlı tələblər artıqda və artan sayıda istifadəçilər iki və ya daha çox qida mənbəyinə ehtiyacı var. Gəmişən "radial qida" üsulu kabel quraşdırılmasında çətinliklər, xətanın aşkar edilməsinin mürəkkəlli olması və şəbəkenin yenilənməsi və genişləndirilməsinin esnek olmaması kimi məsələlərlə üzləşir. Buna qarşı, "halqalı şəbəkə qida" önəmlərini iki və ya daha çox qida mənbəyi ilə təmin etməyə imkan verir, paylanma xətlərini sadələşdirir, kabel quraşdırılmasını asandır, ana qutuların sayını azaldır, xəta nisbətini endirir və xətanın tapılması üçün asanlıq yaradır.
1.1 Halqalı şəbəkə qida
Halqalı şəbəkə qida, müxtəlif transformatorlar və ya eyni transformatorun fərqli avtomatik qutularından gələn iki və ya daha çox çıxış xəttinin birləşib kapalı dairə forması alması və bu dairə vasitəsilə elektrik paylanması deməkdir. Bu konfiqurasiyanın əsas üstünlüyü, hər bir paylanma qolu, halqanın hər iki tərəfindən qidalanabiləcək olmasıdır. Bir tərəf xəta olsa da, digər tərəfdən qidalandıqda sistem davam edə bilər. Hətta tək dairə rejimində işləsə də, hər bir qol effektiv olaraq iki qida mənbəyinə malik olan məhdudlıq səviyyəsinə sahib olur, bu da sistemin məhdudluğunu nəticələndirir. Çin-də, şəhər halqalı şəbəkə sistemləri "N-1 təhlükəsizlik prinsipi" əsasında işləyir, yəni N yükündən biri xətalı olsa belə, qalan N-1 yükü ləğv və ya qidalanmayaraq təhlükəsiz qidalanır.
1.2 Halqalı şəbəkə qoşulma konfiqurasiyaları
(1) Əsas Halqa Qoşulması: Tək qida mənbəyi olan kabelin halqa forması, bir kabel hissəsində xəta olsa belə, digər yükü qidaya davam etməsinə imkan verir (Bax Fig. 1).
(2) Fərqli Avtomatik Qutulardan Gələn Halqa Qoşulması: İki qida mənbəyi, adətən açıq dairə rejimində işləyir, yüksək məhdudluq və esnek əməliyyat təmin edir (Bax Fig. 2).
(3) Tək Halqa Konfiqurasiyası: Fərqli transformatorlardan və ya avtomatik qutulardan gələn qida mənbələri; hər hansı bir kabel hissəsinin inkişafı yükün qidalanmasına mane olmur (Bax Fig. 3).
(4) İkiləşən Halqa Konfiqurasiyası: Hər bir yük, iki müstəqil halqa şəbəkələrdən qidalanır, bu da əla məhdudluq təmin edir (Bax Fig. 4).
(5) İkiləşən Duble "T" Qoşulması: İki kabel xətti, fərqli avtomatik qutu hissələrinə qoşulur, hər bir yük, hər iki xəttin qidasından qidalanır. Bu konfiqurasiya, iki mənbəyə malik istifadəçilər üçün növbəti qida təmin edir və xüsusi tətbiqlər üçün uyğundur (Bax Fig. 5).
1.3 Halqalı Ana Şkatullar və Onların Xüsusiyyətləri
Halqalı ana şkatul (RMU) halqalı şəbəkə qida sistemlərində istifadə olunan ana qutudur, adətən yükləri kəsmə anahtarlari, döyüşmə anahtarlari, lülə-anahtar kombinasiyaları, avtomatik qutu keçidləri, ölçmə cihazları, qısaməsafəli tranzformatorlar və ya bunların hər hansı bir kombinasiyasını əhatə edir. RMU kompakt, yer tələbini azaldır, qiymət-dəyər nisbəti yaxşıdır, asan quraşdırılır və tez aktivləşdirilir, "təchizat miniaturizasiyası" tələbinə cavab verir. Onlar, yaşayış məskənlərində, icraçı binalarda, kiçik və orta biznes transformatorlarında, ikinci dərəcəli keçid stansiyalarında, platforma transformatorlarında və kabel paylanma qutularında geniş istifadə olunur.
1.4 Halqalı Ana Şkatulların Növləri
Hava iletitilmiş RMU-lar: Havanı insülyasyon maddesi kimi istifadə edir; bu cihazlar böyük ölçülüdür, daha çox yer tələb edir və çevrəşərahlı dəyişikliklərə məruz qalır.
SF₆ RMU-lar: Sulfur heksaflorid (SF₆) qazını hemçinin insülyasyon və döyüşmə maddesi kimi istifadə edir. Ana döyüşmə cihazı, SF₆ ilə dolu metal qapaq içində qapalıdır, əlavə olaraq, idarəetmə mekanizmi xaricində yerləşir. Qapalı dizayn, çevrə etkisini minimuma endirir və hava iletitilmiş ünitlərə nəzərən daha kiçik yer tələb edir. SF₆ RMU-lar hazırda ən çox istifadə olunan növdür.
Qatı insülyasyonlu RMU-lar: Qatı insülyasyon maddələrini (məsələn, epoks rezin) döyüşmə cihazlarını və bütün canlı hissələri qapalamak və formalaşdırmak üçün istifadə edir. Bu dizayn, fazalar arası və fazalar və zərər arasındakı insülyasyon məsafəsini azaltır, bu da SF₆ RMU-larla müqayisədə kiçik ölçülər təmin edir. Əlavə olaraq, onlar SF₆ istifadəsini sona çatdırır və texniki xidmətsiz işləmənin təmin edilə bilər.
2 SF₆ Halqalı Ana Şkatulların Məhdudluqları
SF₆, qızılçalı etkini artıranda böyük rol oynayan maddədir. Onun mükəmməl elektrik xüsusiyyətləri - yüksək dielektrik güclü, effektiv döyüşmə, yaxşı termal stabillik və qüvvətli elektronəgatiflik - və nemə, zənginlik və yüksək altıtlığa duyarlı olmaması, onu kompakt elektrik təchizatı üçün ideal edir. Amma, SF₆, qızılçalı effektə nail olmaq üçün ən zararlı qazlardan biri hesab edilir. Dünya ərzində istehsal olunan SF₆-nin təxminən 80%-i enerji sənayesində istifadə olunur. İnterqovullar Paneli Klimat Dəyişiklikləri (IPCC) və Amerika Birləşmiş Ştatlarının Çevrə Mühafizə Agentliyi (EPA), SF₆-ni ən zararlı qızılçalı qazlardan biri kimi təsnif edir. AB F-Gaz Qaydası (2006) SF₆-nin çoxsaylı tətbiqlərdə istifadəsini qadağan edir, amma elektrik ana qutularında alternativ olmayan hallar istisna olmaqla.
Ayrıca, SF₆ RMU-lar, yüksək istifadə mürəkkəbliyi və ciddi investisiyaları tələb edir, müxtəlif köməkçi təchizat tələb edir:
Qaz saxlanma sistemləri, qaz axını, koncentrasiyası, oksigen məbləği və rütubət məzmununu izləmək üçün.
SF₆ geri qaytarılma təchizatı: Döyüşmə zamanı, SF₄ kimi yan məhsullar yaranır; bu səbəbdən, həyat müddəti bitəndə, gələn SF₆ geri qaytarılmalı və zərərli yan məhsullar xüsusi olaraq işlənmiş olmalıdır.
SF₆ təmizləmə sistemləri, qazın təmizlənməsini və yenidən istifadəsini təmin edir.
Transformator stansiyalarında ventilasiya sistemləri.
SF₆ RMU-ların istifadəsi zamanı aşağıdakı tədbirlər gözlənilir:
SF₆ qaz axını minimuma endirmək. Hələ də, SF₆ RMU-lar, sıxlama qapalı qutuları istifadə edirlər, amma qaz axını qabaqcıl deyildir. Qaz basıncının azalması, döyüşmə keyfiyyətini azaldır, doğrudan personel təhlükəsinə və təchizat ömrünü qısaldır.
Personel, SF₆ təchizatı olan transformator stansiyalarına daxil olarkən, zorlanmış ventilasiya və xüsusi himayə cihazları girməlidir.
Əməliyyat mürəkkəbdir, ilgili personelin təkrarlanan və tam təlim almaq lazımdır.
3 Qatı insülyasyonlu Halqalı Ana Şkatulların Xüsusiyyətləri və Tətbiqləri
SF₆ halqalı ana şkatulların potensial çevrə təhlükələri, onların daha da inkişaf etməsini məhdudlaşdırdı, bu da SF₆ alternativlərinin axtarılmasına dünya miqyasında ən vacib araşdırma yönü oldu. Qatı insülyasyonlu RMU-lar ilk dəfə 1990-cı illərin sonunda ABŞ Eaton Corporation tərəfindən inkişaf etdirilib və təqdim edilib. Bu ünitlər, işləmə zamanı heç bir zararlı qaz yaratmir, çevrəyə təsir yaratmir, daha yüksək məhdudluğa malikdir və hakiki olaraq texniki xidmətsiz işləyir.
Qatı insülyasyonlu RMU, vakuum döyüşmə cihazları, kəsmə anahtarlari, zərər anahtarlari, əsas konduktörler, filial avtomatik qutular və ya onların kombinasiyalarını epoks rezin və ya başqa qatı insülyasyon maddələri ilə qaplayır. Bu komponentlər, tamamilə insülyasyon və qapalı funksional modullarda qaplanır və birləşdirilə və ya genişləndirilə bilər. Modulların personelə tərəfindən erişilə bilən xarici səthlərinə, emal edilə bilən və ya yarı-emal edilə bilən koruma səthləri tətbiq olunur, bu da yaxşı zərərə bağlama təmin edir.
3.1 Qatı insülyasyonlu Halqalı Ana Şkatulların Xüsusiyyətləri
(1) Çevrə dostu dizayn. Bu ünitlər, insülyasyon və döyüşmə maddəsi kimi SF₆ istifadə etmir. Bunun əvəzinə, döyüşmə üçün vakuum döyüşmə cihazlarını və birincil insülyasyon üçün çevrə dostu, yenidən istifadə edilə bilən maddələri istifadə edir. Komponentlərin sayını minimuma endirməklə, işləmə zamanı aşağı enerji istifadəsi və xəta nisbətinin azalmasını təmin edir.
(2) Hakiki olaraq texniki xidmətsiz. Qatı insülyasyonlu RMU-lar, SF₆ basıncı qutularına ehtiyac duymur. Daxili insülyasyon və döyüşmə, vakuum texnologiyası əsasında, xarici insülyasyon isə qatı maddələr kimi insülyasyon qutuları ilə təmin edilir. Potting texnologiyası ilə, vakuum döyüşmə cihazı, əsas kondüktor yol və insülyasyon dəstəkləri, metal qapaq içində birləşdirilir, bu da performansın xarici çevrə etkilerindən asılı olmamasını təmin edir. Tamamilə insülyasyon və qapalı struktur, SF₆ qaz axını, qaz doldurma və atıq idarəetməsi tələbini ləğv edir, bu da hakiki olaraq texniki xidmətsiz işləmənin təmin edilə bilər.
(3) Yüksək qiymət-dəyər nisbəti. Qatı insülyasyonlu RMU-ların ilk investisiya maliyyəsi, SF₆ RMU-ların nəzərə tutulan maliyyəsi bir az daha yüksəkdir, amma tam həyat dövrünün maliyyəsi, Cədvəl 1-də göstərilən kimi, bir çoxdan aşağıdır. İstifadəçilər, yalnız ilk alış maliyyəsi deyil, lakin həmçinin tam həyat dövrünün maliyyəsi, təhlükə riskləri, elektrik keyfiyyəti, maliyyə kontrolü və dayanıcılıq kimi kompleks faktorları nəzərə alırlar. SF₆ RMU-ların nəzərə alınan maliyyəsi, qaz doldurma, qaz axını idarəetməsi və həyat dövrünün sonunda qaytarılması, ilk alış maliyyəsinə yaxınlaşa bilər, amma qatı insülyasyonlu RMU-lar, quraşdırıldıqdan sonra heç bir əlavə maliyyə tələb etmir. Bu səbəbdən, uzun məsafədən baxıldığında, qatı insülyasyonlu RMU-lar, ekonomik üstünlüklərə malikdir.
(4) Kompakt struktur. Təhlükəsizlik və asan əməliyyat təmin edərək mümkün qədər kiçik ölçülərə dizayn edilmişdir, bu ünitlər, hətta SF₆ RMU-ların nəzərə tutulan ölçülərindən daha kiçik yer tələb edir, bu da istifadəçilərin yer tələbini azaldır və direkt ekonomik fayda təmin edir.
(5) Daxili döyüşmə təhlükəsinə qarşı, daha yüksək təhlükəsizlik və məhdudluq. Exnis hesabatlarına görə, ilk və ikinci dərəcəli ana qutularda, illik olaraq bir dəfə daxili döyüşmə təhlükəsi yarandığı nəticədə əhəmiyyətli zədələr yarandı. Çoxsaylı qatı insülyasyonlu RMU-lar, daxili döyüşmə təhlükəsinin təsirini minimuma endirən döyüşmə qarşı tərtibatı ilə təchiz edilir, bu da daha təhlükəsiz və daha məhdudluq işləməsini təmin edir.
(6) Görünən kəsmə boşluğu. Gözlem pəncərələri ilə təchiz edilmişdir, bu ünitlər, üç pozisiyalı kəsmə anahtarı kontaktlarının doğrudan vizual izlənməsinə imkan verir, bu da görünən kəsmə nöqtələrini təmin edir və operatorun təhlükəsizliyini artırır.
(7) İntellektual imkanlar. Qatı insülyasyonlu RMU-lar, paylanma avtomatlaşdırmasına daha asan adaptasiya edilir. Dağıtım terminal ünitləri (DTU) və kommunikasiya cihazlarının quraşdırılması, status izlənməsi, uzaktan idarəetmə ("dörd uzaktan"), kommunikasiya, öz-diagnostika və hadisə qeydlənməsi kimi funksiyaların asan şəkildə tətbiq edilə bilər.
3.2 Hazırkı Tətbiq Vəziyyəti
Hazırda, qatı insülyasyonlu RMU-ların geniş yayılmasına, onların nisbətən yüksək maliyyəsi və mürəkkəb istehsal prosesləri tələb edir. Onların istehsalı, SF₆ iletitilmiş RMU-lardan daha yüksək texniki dəqiqlik tələb edir. Yetersiz istehsal texnologiyaları, daha yüksək insülyasyon risklərini, daha yüksək xəta ehtimalını və SF₆ RMU-ların nəzərə tutulan risklərindən daha yüksək təhlükələri təşkil edə bilər, bu da materialların keyfiyyətini və proses standartlarını sətrləməyə ehtiyac yaradır. Əlavə olaraq, qatı insülyasyonlu RMU-ların şəbəkələşməsi, xüsusilə potensial transformator (PT) qutuları və ölçmə qutuları kimi funksional ünitlər üçün daha az fleksibilitedir, bu da onların tətbiq və inkişafını məhdudlaşdırır.
İstehsal proseslərinin daimi optimallaşdırılması və standartlaşdırılması ilə birlikdə, qatı insülyasyonlu RMU-ların keyfiyyəti daha stabil olur və qiymətləri də yavaş-yavaş azalır. Bəzi ölkələr, SF₆ istifadə etməyən məhsullar üçün 5%–10% təşviqat təklif edir, bu da istifadəçiləri, yalnız ilk alış maliyyəsini deyil, tam həyat dövrünün maliyyəsini də nəzərə alaraq təşviq edir. Beynəlxalq təcrübələrə əsaslanaraq, qatı insülyasyonlu RMU-lar, çevrə dostu vəya yeni layihələrdə - məsələn, yaşayış məskənlərində, icraçı binalarda və belediyyə infrastrukturunda - öncələn tətbiq edilə bilər, SF₆ RMU-ların nəzərə tutulan qismən ləğv edilməsi ilə birlikdə.
Yaşlanan vəya həyat dövrünün sonuna çatan SF₆ RMU-lar, istehsalçının təyin etdiyi xidmət ömrünə əsasən sistemli olaraq əvəz edilə bilər. Ekoloji dostu qatı insülyasyonlu RMU-ların istifadəsi üçün istifadəçilərə təşviqat, həyat dövrünün maliyyəsi nəzərə alınılaraq, məhsulun qəbul edilməsini təşviq edir və çevrə dostu texnologiyaların inkişafına kömək edir. Çevrə fikirləşməsinin inkişafı ilə birlikdə, qatı insülyasyonlu RMU-lar, SF₆ RMU-ların bir hissəsini əvəz edəcək və geniş tətbiq ediləcək, bu da güclü piyasa potensialını göstərir.
4 Nəticə
Qatı insülyasyonlu RMU-lar, SF₆ RMU-larla texniki olaraq müqayisə edilə bilər və heç bir zararlı istifadəsi, hakiki olaraq texniki xidmətsiz işləməsi və daha aşağı tam həyat dövrünün maliyyəsi kimi unikal üstünlüklərə malikdir, bu da onları istifadəçilər üçün gidən-gələn daha cazibəli edir. Çin Dövlət Şəbəkə Korporasiyasının "Prioritetli Təbliğ Olunacaq Başlıca Yeni Texnologiyaların Birinci Kataloğu" (2011) tərəfindən, daha yüksək texniki məhdudluq və daha çətin çevrə tələbləri nəzərə alındığında, qatı insülyasyonlu RMU-ların SF₆ RMU-ların tamamilə əvəz edilməsinə hazırdır.
Əlavə olaraq, Çin Dövlət Şəbəkə Korporasiyası tərəfindən 2012-ci
