12kV vidsprieguma pārslēgāju pamatvērtība un inovatīvas lietojumprogrammas gudrās apgaismošanas stacijās

Ar straujās smaršu tīklu un atjaunojamās enerģijas vidējā sprieguma (MV) pārslēgumu integrācijas attīstību, kā galvenais elektroenerģijas sadalīšanas iekārtu elements pārvadājumu stacijās, tie tieši nosaka sistēmas stabilitāti, balstoties uz to uzticamību, intelektualitāti un telpisku efektivitāti. Šajā rakstā griežas pie MV pārslēgumu galvenajiem tehnoloģiskajiem risinājumiem, scenāriju specifiskajiem risinājumiem un praktiskajiem labumiem pārvadājumu stacijās.

Galvenie pārvadājumu staciju scenāriju prasības

1. Augstās uzticamības prasības

Pārvadājumu stacijas spēlē kritisko lomu elektroenerģijas sadalīšanā un sistēmas aizsardzībā. Atbilstoši MV pārslēgumiem:

• MV pārslēgumu darbība: Jānodrošina stabilā ilggadējā darbība zem augsta slodzes un bieža pārslēguma apstākļiem.
• Bojājumu rādītājs salīdzinājumā:

• Tradicionālie MV pārslēgumi: aptuveni 1.2 bojājumi/vienība/gads
• Inteligentie MV pārslēgumi: aptuveni 0.3 bojājumi/vienība/gads
  • Mehāniskā izturība: Palielinās no 10 000 līdz vairāk nekā 20 000 operācijām.
  • Īsā slodzes pārtraukšanas prasības:
• 12kV sistēmas: Parasti 31.5kA–40kA
• Atjaunojamās enerģijas projekti: Var prasīt ≥63kA

2. Pielāgošanās sarežģītiem vidiem

Pilsētas, rūpniecības rajoni vai attālās teritorijas pārvadājumu stacijas rada unikālas izaicinājumas MV pārslēgumiem:

• Augsne: Elektriskās atstarpes korekcijas (piemēram, 12kV sistēmā 5000m augstumā nepieciešama atstājuma palielināšana no 125mm līdz 161mm).
• Sāpinātie apgabali: Kriepšanas attālums jāpalielina (piemēram, ≥25mm/kV trešā sāpības klasei).
• Krustsalas apgabali: Jāiztur sālsprāvju testi (piemēram, 1000 stundu CASS tests).
• Augsts temperatūras un mitruma līmenis: Būtiski ir inteliģentie mītuma samazināšanas sistēmas.

3. Intelektuālās funkcijas prasības

Digitālā transformācija palielina intelektuālo funkciju pieprasījumu MV pārslēgumos:

• Atbalsta IEC 61850 komunikācijas protokolu datu kopīgošanai un attālinātam kontrolēšanai.
• Stāvokļa monitoringa (temperatūra, strāva, mehānisks stāvoklis), kļūdas prognozēšana un attālināta diagnostika samazina uzturēšanas izmaksas.

• Pētījumi parāda, ka intelektuālās monitoringa sistēmas var:
  • Samazināt manuālo inspekcijas biežumu par 70%.
  • Paplašināt iekārtu dzīves laiku līdz pat trīs reizes.
  • Samazināt gadīgās uzturēšanas izmaksas par 35%.

4. Drošības aizsardzība un seismiskās prasības

Striktas drošības standarti MV pārslēgumiem:

• "Piecas aizsardzības" interlock sistēma: Novērš kritiskas kļūdas (piemēram, pārslēguma veikšana ar slodzi).
• Iekšējā loka aizsardzība: Spiediena atlaišanas kanāli robežo maksimālo spiedienu līdz ≤48kPa.
• Seismiskais dizains: Jāiztur augstas intensitātes zemestrīces (piemēram, deformācija ≤1.2mm pie 9 grādu zemestrīču intensitātei).

5. Telpiskie ierobežojumi un izkārtojuma optimizācija

     Modulārs dizains efektīvai telpas izmantošanai:

• Modernie MV pārslēgumi, izmantojot cietu izoli, samazina platību par 37.5% un samazina galvenās šķērsgalvas rezistenci par vairāk nekā 40%.        

Galvenie tehnoloģiskie risinājumi

1. Metaliski nomazgātie vidējā sprieguma pārslēgumi (pārstāvēti ar KYN28)

• Konstrukcijas priekšrocības: Segregēti apmetātie kompartimenti (pārslēguma automāts, ķeļveida leņķis, kabēle) novērš kļūdu izplatīšanos.
• Vides pielāgošanās: IP4X vai augstāka aizsardzības rādītājs, piemērots sāpinātajiem un mitruma apgabaliem.
• Tirgus daļa: Dominē tirgū (>60%), parastā izvēle pārvadājumu stacijām.

2. Inteligentie kontroles sistēmas MV pārslēgumiem

• Gala funkcijas:

• Saderīgi ar IEC 61850 mikroprocesora balstīti aizsardzības relēji.
• Reāllaika monitoringa AI algoritmi, lai prognozētu komponentu ilgumu (piemēram, pārslēguma automāta mehāniskā izturība līdz 100 000 operācijām).
  • Projekta efekts: Valsts tīkla projekts samazināja bojājumu rādītāju par 30% un uzturēšanas izmaksas par 20%.

3. Drošības aizsardzība MV pārslēgumos

• "Piecas aizsardzības" interlock mehānisms: Veicina drošas darbības secību.
• Loka aizsardzība: Integrēti spiediena atlaišanas kanāli un loka nomazgāšanas sistēmas.   

Parastie lietošanas scenāriji un piemēri

1. Piemērs 1: Pilsētas elektrotīkla pārstrukturēšana
   • Izdevība: Vecu pārstrukturēšana ar augstu slodzes pieaugumu.
   • Risinājums:

• Ieviesta gāzs nomazgoti pārslēgumi (GIS) ar 4000A nominālo strāvu, ietaupot 30% telpas.
• Implementēta mākoņplatforma attālinātam pārvaldībai.
  • Rezultāti: Elektros piegādes uzticamība paaugstināta par 15%; bezstrāvas laiks samazināts par 40%.

2. Piemērs 2: Atjaunojamās enerģijas elektrības stacijas tīkla savienojums (vēja parks)

• Izdevība: Grūts vide (augsts sāls sprāvis, temperatūras svārstības), kas izraisa bojājumus.
• Risinājums:

• Palielināta metaliski nomazgotu MV pārslēgumu izturība ar IP54 aizsardzību un iebūvētiem sildītājiem.
• Kapasitīva slodzes pārslēguma moduļi stabiliem vēja parkiem.
  • Rezultāti: Tīkla savienojuma panākuma rādītājs paaugstināts par 15%; darbības izmaksas samazinātas par 10%.

Nākotnes tendences: Zaļākas risinājumi un digitālais dabaiss

1. Zaļie MV pārslēgumi
   • SF₆ fāze izmantošanas beigas, izmantojot sauss gaisu vai slāpekli nomazgotu hibrīdtehnoloģiju.
   • Jaunas izolācijas materiāli paaugstinās enerģijas efektivitāti par 20%.

2. Digitālais dabaiss MV pārslēgumiem

• Būvniecības informācijas modelēšanas (BIM) izmantošana iepriekšējam instalēšanas testēšanai.
• Reāllaika datu atspoguļošana optimizē slodzes sadalījumu un paplašina ilgumu.