SF₆ va qat'iy isolatsiyali RMUlar: Qaysi biri elektr tarmog'ingiz uchun yaxshi?
1 Aylanma tarmoq energiya ta'minoti va aylanma tarmoq boshqaruv bloklari
Shaharlarlashning rivojlanishi bilan, elektr tarmog'ining yanada yuqori ehtiyotchanligi talab qilinmoqda, va ko'proq foydalanuvchilar ikkita yoki undan ko'proq energiya manbalari talab qiladi. Aniq "radiusli energiya ta'minoti" usuli kabelni o'rnatishga muammolarga, xatolarni aniqlashni murakkablashtirishga va tarmoq yangilanish va kengaytirishiga nisbatan nukta bo'lgan holatda. Aksincha, "aylanma tarmoq energiya ta'minoti" muhim yuklarga ikki yoki undan ko'proq manbani ta'minlash imkonini beradi, taqsimot chiziqlarini soddalashtiradi, kabelni o'rnatishni yoqimli qiladi, o'g'irlantirish apparatlari sonini kamaytiradi, xato darajasini pasaytiradi va xatoni topishni osonroq qiladi.
1.1 Aylanma tarmoq energiya ta'minoti
Aylanma tarmoq energiya ta'minoti, turli transformator zonalaridan yoki bir transformator zonaning turli busbarlardan olingan ikkita yoki undan ko'proq chiqish liniyalari orqali yopiq aylanma shaklda taqsimot uchun ulangan konfiguratsiyaga aytiladi. Uning asosiy afzaliyati har bir taqsimot sohmasi aylanmadan ikki tomondan energiya olishi mumkinligidir. Agar bir tomonda xato yuz berga, boshqa tomondan energiya ta'min etish mumkin. Har doim bitta aylanma rejimida ishlashi kerak, lekin har bir sohmasi ikki manbalik ehtiyotchanlik darajasi bilan samarali bo'lib, tizimning ehtiyotchanligini aniq tarzda oshiradi. Chindan ham, Xitoyning shahar aylanma tarmoq tizimlari "N−1 xavfsizlik kriteriyiga" amal qiladi, bu demak, agar N yuklardan biri xatosiga uchrasa, qolgan N−1 yuklar bekor qilinmasdan yoki yukni pasaytirmasdan energiya ta'min etish mumkin.
1.2 Aylanma tarmoq ulash konfiguratsiyalari
(1) Asosiy aylanma ulash: Bitta energiya manba, kabel aylanma shaklda ulangan, agar bitta kabel qismi xatosiga uchrasa, boshqa yuklarga energiya ta'minotini davom ettiradi (rasm 1).
(2) Turli busbarlardan aylanma ulash: Ikkita energiya manba, adolatli aylanma rejimda ishlaydi, yuqori ehtiyotchanlik va samarali ishga tushirishni ta'minlaydi (rasm 2).
(3) Bitta aylanma konfiguratsiyasi: Energiya manbalari turli transformator zonalaridan yoki busbarlardan olingan; har qanday kabel qismi ustidan ishlov berilishda hech qanday yukka energiya ta'minotini bekor qilish mumkin emas (rasm 3).
(4) Ikki aylanma konfiguratsiyasi: Har bir yuk ikki mustaqil aylanma tarmoqlardan ta'minlanadi, juda yuqori ehtiyotchanlikni ta'minlaydi (rasm 4).
(5) Ikki ta'minlashli ikki "T" ulash: Ikkita kabel liniyasi turli busbar qismlariga ulangan, har bir yuk ikki liniyadan energiya olishi mumkin. Bu konfiguratsiya ikki manbalik foydalanuvchilarga yaqin doimiy energiya ta'minotini ta'minlaydi va ahamiyatli qo'llanmalarda maxsus ravishda mos keladi (rasm 5).
1.3 Aylanma tarmoq boshqaruv bloklari va ularning xususiyatlari
Aylanma tarmoq boshqaruv bloki (RMU) aylanma tarmoq tizimlarda ishlatiladigan o'g'irlantirish apparati, obychno yukni kesish klyuchlari, avtomatlar, sig'lama-klyuch kombinatsiyalari, busbar ulashlar, hisob-kitob qilish qurilmalari, voltaj transformatorlari yoki ularning istalgan kombinatsiyasini o'z ichiga oladi. RMU kompaktni, maydonni saqlaydi, arzon narxli, o'rnatish va ishga tushirish oson, "qurilma miniaturizatsiyasi" talabiga javob beradi. Ular ko'p qononga bor, jami bino, kichik va o'rtacha biznes transformator zonalar, ikkinchi bosqichli boshqaruv stansiyalar, pad-montazh transformator zonalar va kabel taqsimot qutisida keng qo'llaniladi.
1.4 Aylanma tarmoq boshqaruv bloklarining turlari
Havo izolyatsiyali RMU: Havo izolyatsiya vositasini ishlatadi; bu apparatlar hajm bo'lgan, ko'proq maydon talab qiladi va mohiyaviy sharoitlarga asoslangan.
SF₆ RMU: Sulfur hexafluoride (SF₆) gazini hem izolyatsiya, hem ostinga aylanish vositasini ishlatadi. Asosiy klyuchi SF₆ bilan to'ldirilgan metall quti ichida yopilgan, ishlov berish mekanizmi esa tashqarida joylashgan. Yopiq dizayn mohiyaviy ta'sirni minimallashtiradi va havo izolyatsiyali apparatlarga nisbatan aniq tarzda kichik hajmda bo'lishiga imkon beradi. SF₆ RMUlar hozirda eng keng qo'llaniladigan turlardir.
Qattiq izolyatsiyali RMU: Qattiq izolyatsiya materiallarini (masalan, epoksid rezina) klyuchlarni va barcha yashmaydigan qismlarni qoplash va qattiq qilish uchun ishlatadi. Bu dizayn fazalararo va fazaga nisbatan izolyatsiya masofalarini kamaytiradi, SF₆ RMUlar bilan qiyoslab aniq tarzda kichik hajmda bo'lishiga imkon beradi. Qo'shimcha, u SF₆ emissiyalarini bekor qiladi va servisga ehtiyoj yo'q ishni ta'minlaydi.
2 SF₆ aylanma tarmoq boshqaruv bloklarining cheklovlari
SF₆ quyosh parodamining asosiy sabablari orasida biridir. Uning yaxshi elektr xususiyatlari - yuqori dielektrik quvvati, samarali ostinga aylanishi, yaxshi issiqlik barqarorligi va kuchli elektrnegativligi - va uning namflik, noto'g'rilik va yuqori balandliklarga nisbatan narsizligi, kichik elektr tashkil etish qurilmalari uchun ideal bo'lgan holatda, SF₆ kuchli quyosh parodamini tortadigan gaz hisoblanadi. Global SF₆ ishlab chiqarishining yakka qismi energetika sohasida ishlatiladi. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) va AQSh Muhit himoya agentligi (EPA) SF₆ ni eng zararli quyosh parodamini tortadigan gazlardan biri deb belgilaydi. EVROPA F-Gaz qoidasi (2006) SF₆ ni elektr tashkil etish qurilmalari uchun yagona variant yo'q bo'lgan holda, eng katta qismda ishlatishni taqiqlaydi.
O'lganda, SF₆ RMUlar juda murakkab ishlatish va katta investitsiya talab qiladi, turli yordamchi qurilmalar talab qiladi:
Gazni chiqarishni, kontratsentratsiyasini, oksigen darajasini va namlik miqdorini monitoring qilish uchun SF₆ chiqarishni aniqlash tizimlari.
SF₆ qayta ishlatish uskunalari: Elektr o'qini buzish jarayonida SF₄ kabi by-productlar yaratiladi; shuning uchun, omir muddati tugaganda, qoldiq qolgan SF₆ gazi tiklanishi ham, toxinni xususiy ravishda davolash kerak bo'ladi.
SF₆ tazalash tizimlari gazingni tozalash va qaytadan foydalanish uchun.
Substantsiyalardagi shamol tizimlari.
SF₆ RMU-laridan foydalanayotganda quyidagi choralar qo'llanilishi kerak:
SF₆ chiqishini minimallashtiring. Ko'nikma SF₆ RMU-lar bosim bilan yopilgan qutilarni ishlatadi, lekin gaz chiqishi bekor etib borilmaydi. Gaz bosiminig kamayishi o'g'iltirishning ishonchli darajasini pasaytiradi, bu esa xodimlar xavfsizligiga to'g'ri ta'sir qiladi va uskuna omir muddatini qisqartiradi.
Xodimlar SF₆ uskunalari bor substantsiyalarga kirish oldidan majburiy shamollashishni amalga oshirish va maxsus himoya vositalarini o'ziga olishi kerak.
Operatsiyalar murakkab, shuning uchun shu sohada ishlovchi xodimlarga toliq va takrorlangan o'quv talab etiladi.
3 Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan doira uskunalari ning xususiyatlari va qo'llanilishi
SF₆ doira uskunalari (RMU) bilan bog'liq bo'lgan potentsial ekologik xavflar ularning yanada rivojlanishini cheklab yuborayabdi, bu esa butun dunyo bo'lgan SF₆ alternativlarini topishni asosiy tadqiqot yo'nalishiga aylantirdi. Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar Amerika Eaton korporatsiyasi tomonidan 1990-o'rdagi oxirida ishlab chiqarildi va tanitildi. Bu uskunalarning ish rejimida zararli gazlar yaratilishi yo'q, ular ekologiya ustiga ta'sir ko'rsatmaydi, aniqroq ishonch va haqiqiy tekshiruvsiz ish rejimi haqiqiy bo'lib o'tkaziladi.
Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU vakuumda kesish uskunalari, ajratma klyuchlar, zamin klyuchlari, asosiy elektr chiziqlari, qism tartibga solingan busbarlar yoki ularning biriktirilishi, epoksid resina yoki boshqa qattiq izolyatsiya materiallari ichiga joylashtirilgan. Bu komponentlar to'liq izolyatsiya va to'liq yopilgan funktsional modullarda joylashtirilgan va ularni qayta ulash yoki rivojlantirish mumkin. Xodimlar tomonga kirish mumkin bo'lgan modullarining tashqi yuzasiga elektr o'tkazuvchi yoki nisbiy elektr o'tkazuvchi himoya qatlamlari qo'yiladi, bu esa ishonchli zaminlashni ta'minlaydi.
3.1 Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan doira uskunalari ning xususiyatlari
(1) Ekologik do'stlilik. Bu uskunalarda SF₆ izolyator sifatida yoki elektr o'qini buzish uchun medium sifatida ishlatilmasligi. U yerinada vakuumda kesish uskunalari orqali o'g'iltirish va ekologik jihatdan nevtral, qayta ishlatiladigan materiallar asosiy izolyatsiya maqsadida ishlatiladi. Komponentlar sonini minimal qilib, ish rejimida energiya sarflanishini va xato darajasini past qilish mumkin.
(2) Haqiqiy tekshiruvsiz. Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar SF₆ bosimli rezervuarlar talab etmaydi. Ichki izolyatsiya va elektr o'qini buzish vakuum texnologiyasi orqali amalga oshiriladi, tashqi izolyatsiya esa qattiq materiallardan, masalan, izolyatsiya quti bilan amalga oshiriladi. Potting texnologiyasi orqali vakuumda kesish uskunasi, asosiy elektr o'tkazuvchi yo'naltirish va izolyatsiya qo'llanmalar to'liq birlashgan vazifa birlikka metallik quti ichiga joylashtiriladi, bu esa har qanday tashqi ekologik omillar ustidan qat'i nazoratni ta'minlaydi. To'liq izolyatsiya va yopilgan struktura SF₆ chiqishini aniqlash, gazni qayta to'ldirish va atqilar bilan ishlash talablarini bekor qiladi, bu esa haqiqiy tekshiruvlar bepul rejimini ta'minlaydi.
(3) Yukori samaradorlik. Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar uchun boshlang'ich investitsiya SF₆ RMU-lar bilan nisbatan ozroq yuqori bo'lsa-da, umumiy omil davomida ularning narxi aniqroq past, Jadvallar 1-da ko'rsatilgandek. Foydalanuvchilar hozirgi kunda xavf-xatar, elektr energiyasi sifati, narx nazorati va mustaqil holda tiklanish kabi umumiy omillarni - faqat boshlang'ich sotib olish narxini emas - balki umumiy egallash narxini ham hisobga olmoqda. SF₆ RMU-lar uchun servis, gaz to'ldirish, chiqishni boshqarish va omir muddati tugaganda tiklashning yig'ilgan narxi ularning boshlang'ich sotib olish narxiga yaqin bo'lishi mumkin, qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar o'rnatilgandan keyin qo'shimcha narxlarni talab etmaydi. Shunday qilib, uzun muddatda qaraganda, qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar yaxshi iqtisodiy afzalliklarni ta'minlaydi.
(4) Kichik struktura. Xavfsizlik va ishlatish osonligini ta'minlash uchun bu uskunalarning dizayni imkon qadar kichik qilinadi, bu esa ularning maydoni va hajmi, hatto SF₆ RMU-lardan ham kichik bo'lib, foydalanuvchilarga joyni saqlash va to'g'ridan-to'g'ri iqtisodiy afzalliklarni beradi.
(5) Ichki elektr o'qining qarshilik ko'rsatish, xavfsizlik va ishonch. Exnis hisobotlari bo'lganicha, birinchi va ikkinchi darajadagi elektr o'qini buzish vositalari ichki elektr o'qlaridan kelib chiqqan muhim zararlar yilda kamida bir marta sodir bo'lishi mumkin. Aniqroq qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar ichki elektr o'qlarining ta'sirini minimal qilish uchun qarshilikli dizayn elementlarini o'z ichiga oladi, bu esa xavfsiz va ishonchli ish rejimini ta'minlaydi.
(6) Kuzatish uchun juda ko'rinadigan ajratma gap. Bu uskunalarga kuzatish tereshkalari o'rnatilgan, bu esa uch pozitsiyalangan ajratma klyuchlari kontaktlarini to'g'ridan-to'g'ri kuzatish imkoniyatini beradi, bu esa ajratma nuqtalarni ko'rinadigan qilib, operatorlar xavfsizligini oshiradi.
(7) Aqliy qobiliyatlar. Qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lar taqsimot avtomatlashtirishiga o'zgartirilish osonroq. Taqsimot terminal vositalari (DTU) va aloqa qurilmalari o'rnatilgan holda, holatni kuzatish, masofadan boshqarish ("to'rt-boshqaruv" funksiyalari), aloqa, o'z-o'zini diagnoskalash va hodisalarni yozib olish kabi funksiyalar oson amalga oshirilishi mumkin.
3.2 Hozirgi qo'llanilish holati
Hozirgi paytda, qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-larning keng qo'llanilishi ularning nisbatan yuqori narxi va murakkab ishlab chiqarish jarayonlari sababli cheklanadi. Ularning ishlab chiqarishida SF₆ izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-lardan o'zaro aniqroq texnologik aniqlig talab etiladi. Texnologik yetarli emas bo'lgan ishlab chiqarish jarayonlari, SF₆ RMU-lardan o'zaro yuqori izolyatsiya xavflarini, yuqori xato ehtimollarini va xavf-xatarlarni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa ashyo sifatini va jarayon standartlarini qat'iy nazorat talab etadi. Qo'shimcha, qattiq izolyatsiya bilan joylashtirilgan RMU-larning shabloni SF₆ RMU-lardan o'zaro osonroq emas, ayniqsa potentsial transformator (PT) quti va o'lchov quti kabi funktsional birliklarda, bu esa ularning qo'llanilishini va rivojlanishini cheklaydi.
Ishonchli ishlab chiqarish jarayonlari va standartlashtirishning o'sishi bilan, shaffof qoplangan RMUlar (RMU - Ring Main Unit) sifatida yetkaziladigan mahsulotlar yaxshiroq bo'lib borayapti va narxlari esa qadam qadam kamaymoqda. Ba'zi mamlakatlarda SF₆dan foydalanmaydigan mahsulotlarga 5%–10% cheklov beriladi, bu esa parslanganlikni kamaytirishga qaratilgan. Bu iste'molchilarni faqat boshlang'ich xarid narxini hisobga olmasdan, umumiy jamiy hayot muddati narxini konsideratsiya qilishga ham tortib soladi. Xalqaro tajribadan asoslanib, shaffof qoplangan RMUlar atrof-muhitga e'tibor beriluvchi yoki yangi loyihalar - ya'ni yashash maydonlari, umumiy imkoniyatlari va shahar infrastrukturalarida prioritet ko'rsatilishi mumkin, SF₆ RMUlar esa qadam qadam bekor qilinishi kerak.
Yoshi ketgan yoki ish muddati tugagan SF₆ RMUlarini ishlab chiqaruvchining belgilagan ish muddatiga asosan sistematik ravishda almashtirish mumkin. Eco-dostlikli shaffof qoplangan RMUlardan foydalanayotgan iste'molchilarga beriladigan subсидии могут дополнительно поддерживать учет затрат на весь жизненный цикл, стимулировать принятие продукта и продвигать экологически ответственные технологии. По мере роста осознания экологических проблем, шкафы РМУ с твердой изоляцией, как альтернатива РМУ с SF₆, постепенно заменят часть существующих установок с SF₆ и получат широкое применение, демонстрируя сильный рыночный потенциал.
4. Xulosa
Shaffof qoplangan RMUlar texnologik jihatdan SF₆ RMUlariga teng va nafsiz zararli parchalash, haqiqiy ta'minlashsiz ishlash va pastroq jamiy hayot muddati narxlari kabi unikal afzalliklarga ega, bu esa iste'molchilarning e'tiborini o'z ichiga oladi. "Birinchi mukammal tarqatish uchun muhim yangi texnologiyalar to'plami" (2011) kitobida, Xitoy Elektr tarmog'i korporatsiyasi quyidagicha aytadi: "Yuqori texnologik ishonchli va rangqinroq atrof-muhit talablari e'tiborga olinib, shaffof qoplangan RMUlar SF₆ RMUlarini to'liq almashtira oladi."
O'znavbatan, 2012-yilda Xitoy Elektr tarmog'i korporatsiyasi tomonidan chiqarilgan "12 kV shaffof qoplangan RMUlar uchun Texnologik standart" shaffof qoplangan RMUlarining murakkab ish rejimlariga javob berish imkoniyatiga ega ekanligini tasdiqlaydi va RMU rivojlanishidagi yangi yo'nalishni ifodalaydi, bu esa aktiv tarqatishga layoqatli. Bu shaffof qoplangan RMUlar tomonidan rasmiy tan olinganligini ifodalaydi. Shaffof qoplangan RMUlar SF₆ RMUlariga qarab samarali alternativ sifatida, mevcut SF₆ qurilmalarining qismi orqali o'zgartirilishi, keng qo'llanilishi va kelajakda yaxshi rivojlanishga ega bo'lishi mumkin.
