Core Value and Innovative Applications of 12kV Medium Voltage Switchgear in Smart Substations​ საბრძნო ქსელთა ქუჩებში 12kV საშუალო დარტყმის კომუტატორების ძირითადი მნიშვნელობა და đổi mới ứng dụng

სმარტ ქსელების სწრაფი განვითარებისა და შემდგომი ენერგიის შუში დაბრუნების შუშების ინტეგრაციის პროცესში, შუშები შუშების საშუალო დარჩენა (MV) როგორც ძირითადი ელექტრო დისტრიბუციის მოწყობილობა ქსელებში, თავისი დამოკიდებულებით განსაზღვრავს ენერგიის სისტემის სტაბილურობას მისი ნდობის, ინტელექტურობის და სივრცის ეფექტურობის მიხედვით. ამ სტატიაში შესაძლებელია განხილვა შუშების საშუალო დარჩენის ძირითადი ტექნოლოგიების, სცენარების და პრაქტიკული სარგებლობის შესახებ ქსელებში.

ქსელების სცენარების ძირითადი მოთხოვნები

1. მაღალი ნდობის მოთხოვნები

ქსელები თავსებურად ერთად არის დართული ელექტროენერგიის დისტრიბუციასა და სისტემის დაცვაში. შუშების საშუალო დარჩენის კერძო პუნქტები:

• MV შუშების მუშაობა: უნდა დაუზუსტდეს დარგის დიდი ტვირთის და ხშირი დართვის პირობებში სტაბილური განმავლობით მუშაობა.
• შეცდომის რაოდენობის შედარება:

• ტრადიციული შუშების საშუალო დარჩენა: ~1.2 შეცდომა/ერთეული/წელი
• ინტელექტური შუშების საშუალო დარჩენა: ~0.3 შეცდომა/ერთეული/წელი
  • მექანიკური დონის დიდი დამუშავება: ზრდა 10,000-დან 20,000-მდე დართვამდე.
  • შორტკირტის დაწყების მოთხოვნები:
• 12kV სისტემები: ჩვეულებრივ 31.5kA-40kA
• შემდგომი ენერგიის პროექტები: შეიძლება მოითხოვოს ≥63kA

2. საჭიროება რთული გარემოების შესაფასებლად

ქალაქებში, სამრეცხლო ზონებში ან შუშების შუშების შუშებში შუშების საშუალო დარჩენა იწვევს უნიკალურ გამოწვევებს:

• მაღალი სიმაღლე: ელექტრო დაშორების კორექტირება (მაგალითად, 12kV სისტემები 5000m სიმაღლეზე მითხოვს დაშორების ზრდას 125mm-დან 161mm-მდე).
• დაბინძურებული ზონები: კრიპიჯის დაშორება უნდა ზრდის (მაგალითად, ≥25mm/kV III კლასის დაბინძურებისთვის).
• სანაპირო ზონები: უნდა გადის სალის სპრეის ტესტები (მაგალითად, 1000-საათიანი CASS ტესტი).
• მაღალი ტემპერატურა და ტენიანობა: ინტელექტური დეჰუმიდიფიკაციის სისტემები არის საჭირო.

3. ინტელექტური განახლების მოთხოვნები

ციფრული ტრანსფორმაცია ზრდის მოთხოვნას შუშების საშუალო დარჩენის ინტელექტური ფუნქციების მიმართ:

• მომხმარებელი IEC 61850 კომუნიკაციის პროტოკოლი მონაცემთა გაზიარებისა და დისტანციური კონტროლისთვის.
• მდგომარეობის მონიტორინგი (ტემპერატურა, დენი, მექანიკური მდგომარეობა), შეცდომის პროგნოზირება და დისტანციური დიაგნოსტიკა შემცირებს მერმონტის ხარჯებს.

• შესაძლოა ინტელექტური მონიტორინგის სისტემები:
  • შემცირებს ხელით ინსპექციის სიხშირეს 70%-ით.
  • გაფართოებს მოწყობილობის ხარისხს მაქსიმუმ 3 ჯერზე.
  • შემცირებს წლიურ მერმონტის ხარჯებს 35%-ით.

4. სიცოცხლის დაცვა და სეისმური მოთხოვნები

შუშების საშუალო დარჩენის სტრიქტური უსაფრთხოების სტანდარტები:

• "ხუთი-პრევენცია" ინტერლოკის სისტემა: შესაძლოა დაარღვის კრიტიკული შეცდომები (მაგალითად, ტვირთის ქვეშ დართვა).
• შიდა დარტყმის დაცვა: წნევის რელეფირების შუშები ზღვის წნევას შემცირებს ≤48kPa-მდე.
• სეისმური დიზაინი: უნდა გადაიდოს მაღალი ინტენსივობის სეისმური ცენტრები (მაგალითად, დეფორმაცია ≤1.2mm 9-დეგრის სეისმური ინტენსივობის ქვეშ).

5. სივრცის შეზღუდვები და განლაგების ოპტიმიზაცია

     მოდულური დიზაინები ეფექტური სივრცის გამოყენებისთვის:

• თანამედროვე MV შუშების საშუალო დარჩენა სოლიდური იზოლირების შუშებით შემცირებს ფუტპრინტს 37.5%-ით და შემცირებს მთავარი რუტის დაბლოკვას 40%-ზე მეტით.        

ძირითადი ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებები

1. მეტალურგიული შუშების საშუალო დარჩენა (KYN28-ის მსგავსად)

• სტრუქტურული ადვანტაჟი: გამოყოფილი ბრინჯის კომპარტმენტები (დართვის შუშები, ბუსბარი, კეიბლი) შესაძლოა შეარღვიოს შეცდომის გავრცელება.
• გარემოს ადაპტაცია: IP4X ან უფრო მაღალი დაცვის რეიტინგი, მოთხოვნებისთვის დაბინძურებული და ტენიანი ზონები.
• ბაზრის მნიშვნელობა: დომინირებს ბაზრზე (>60%), ქსელების საშუალო ჩარჩოების მთავარი არჩევანი.

2. შუშების საშუალო დარჩენის ინტელექტური კონტროლის სისტემები

• ძირითადი ფუნქციები:

• ინტეგრირებული მიკროპროცესორის დაცვის რელეები IEC 61850-ისთვის შესაძლებელია.
• რეალური დროს მონიტორინგი AI ალგორითმების გამოყენებით პროგნოზირება კომპონენტების ხარისხის შესახებ (მაგალითად, დართვის შუშების მექანიკური დონის მუშაობა 100,000 დართვამდე).
  • შემთხვევის ეფექტი: სახელმწიფო ქსელის პროექტი შემცირებს შეცდომის რაოდენობას 30%-ით და მერმონტის ხარჯებს 20%-ით.

3. შუშების საშუალო დარჩენის უსაფრთხოების დაცვა

• "ხუთი-პრევენცია" ინტერლოკის მექანიკა: განახორციელებს უსაფრთხო მუშაობის სექვენციებს.
• დარტყმის დაცვა: ინტეგრირებული წნევის რელეფირები და დარტყმის დასრულების სისტემები.   

ტიპიური გამოყენების სცენარები და შემთხვევები

1. შემთხვევა 1: ქალაქური ქსელის ქსელის განახლება
   • გამოწვევა: ძველი ქსელების გაფართოება დიდი ტვირთის ზრდით.
   • გადაწყვეტილება:

• განახორციელებული არის გაზის ინსულირებული შუშები (GIS) 4000A რეიტინგით, რაც შემცირებს სივრცეს 30%-ით.
• განახორციელებული არის დისტანციური მართვის ქლოუდ პლატფორმა.
  • შედეგები: ენერგიის სირთულის დამალება ზრდის 15%; გათიშვის დრო შემცირდება 40%-ით.

2. შემთხვევა 2: შემდგომი ენერგიის სამართავი ქსელის შესართავი (ვეტრის ფარმა)

• გამოწვევა: რთული გარემო (დიდი სალის სპრეი, ტემპერატურის ცვლილებები) იწვევს შეცდომებს.
• გადაწყვეტილება:

• განახორციელებული არის მეტალურგიული შუშების საშუალო დარჩენა IP54 დაცვის დონით და შენახული გათბობის მოდულებით.
• კაპაციტური ტვირთის დართვის მოდულები სტაბილური ვეტრის ენერგიისთვის.
  • შედეგები: ქსელის შესართავი წარმატების შედეგი ზრდის 15%; მოქმედების ხარჯები შემცირდება 10%-ით.

მომავალი ტრენდები: ეკოლოგიური გადაწყვეტილებები და ციფრული ტვინი

1. ეკოლოგიური შუშების საშუალო დარჩენა
   • SF₆-ის გამოყენების შესარჩენად, გამოიყენება ხშირი ჰაერი ან აზოტის ინსულირებული ჰიბრიდული ტექნოლოგია.
   • ახალი იზოლირების მასალები ზრდის ენერგიის ეფექტურობას 20%-ით.

2. MV შუშების ციფრული ტვინის ინტეგრაცია

• შესაძლებელია გამოყენება შენობის ინფორმაციის მოდელირების (BIM) დასაწყისი ტესტირებისთვის.
• რეალური დროს მონიტორინგი აუდარებს ტვირთის დისტრიბუციას და ზრდის ხარისხს.