Nilai Inti dan Aplikasi Inovatif bagi Peralatan Beralih Voltan Sederhana 12kV dalam Substesyen Cerdas

Dengan perkembangan pesat Grid Pintar dan integrasi Tenaga Boleh Baharu pada Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana (MV), sebagai peralatan pengagihan kuasa utama di stesen transformasi, secara langsung menentukan kestabilan sistem kuasa melalui kebolehpercayaannya, kecerdasannya, dan kecekapan ruang. Artikel ini mengkaji teknologi utama, penyelesaian khas untuk skenario, dan manfaat praktikal daripada Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana dalam stesen transformasi.

Kebutuhan Utama untuk Skenario Stesen Transformasi

1. Keperluan Kebolehpercayaan Tinggi

Stesen transformasi memainkan peranan penting dalam pengagihan kuasa dan perlindungan sistem. Titik-titik penting berkaitan Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana:

• Operasi Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana: Mesti memastikan prestasi jangka panjang yang stabil di bawah beban tinggi dan penukaran frekuensi yang sering.
• Perbandingan Kadar Kegagalan:

• Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana Tradisional: ~1.2 kegagalan/unit/tahun
• Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana Cerdas: ~0.3 kegagalan/unit/tahun
  • Ketahanan Mekanikal: Bertambah dari 10,000 hingga lebih daripada 20,000 operasi.
  • Keperluan Penghentian Rangkaian Pendek:
• Sistem 12kV: Biasanya 31.5kA–40kA
• Projek tenaga boleh baharu: Mungkin memerlukan ≥63kA

2. Penyesuaian dengan Lingkungan Kompleks

Stesen transformasi di bandar, kawasan industri, atau kawasan terpencil memberi cabaran unik kepada Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana:

• Ketinggian Tinggi: Pembetulan jarak elektrik (contohnya, sistem 12kV pada ketinggian 5000m memerlukan jarak bertambah dari 125mm hingga 161mm).
• Kawasan Tercemar: Jarak merayap mesti bertambah (contohnya, ≥25mm/kV untuk pencemaran Kelas III).
• Kawasan Pesisir: Mesti lulus ujian semburan garam (contohnya, ujian CASS 1000 jam).
• Suhu Tinggi & Kelembapan: Sistem pendehumidifikasi cerdas adalah penting.

3. Keperluan Penambahbaikan Kecerdasan

Transformasi digital meningkatkan permintaan untuk fungsi-fungsi cerdas dalam Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana:

• Mendukung protokol komunikasi IEC 61850 untuk perkongsian data dan kawalan jarak jauh.
• Pantauan keadaan (suhu, arus, status mekanikal), ramalan kegagalan, dan diagnosis jarak jauh mengurangkan kos pemeliharaan.

• Kajian menunjukkan sistem pantauan cerdas dapat:
  • Mengurangkan frekuensi inspeksi manual sebanyak 70%.
  • Memperpanjang umur peralatan hingga tiga kali.
  • Mengurangkan kos pemeliharaan tahunan sebanyak 35%.

4. Perlindungan Keselamatan & Keperluan Gempa Bumi

Standard keselamatan ketat untuk Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana:

• Sistem Interlock "Lima-Pencegahan": Mencegah ralat kritikal (contohnya, memindahkan pemutus litar di bawah beban).
• Perlindungan Busur Dalaman: Saluran pelepas tekanan membatasi tekanan puncak hingga ≤48kPa.
• Reka Bentuk Gempa Bumi: Mesti tahan terhadap gempa bumi intensiti tinggi (contohnya, deformasi ≤1.2mm di bawah intensiti gempa 9 darjah).

5. Kekangan Ruang & Optimalisasi Tata Letak

     Reka bentuk modul untuk penggunaan ruang yang efisien:

• Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana moden menggunakan tiang isolasi padat mengurangkan jejak kaki sebanyak 37.5% dan menurunkan rintangan litar utama lebih daripada 40%.        

Penyelesaian Teknologi Utama

1. Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana Berlogam (Diwakili oleh KYN28)

• Kelebihan Struktur: Bilik berlogam terpisah (pemutus litar, busbar, kabel) mencegah penyebaran ralat.
• Adaptabilitas Lingkungan: Rating perlindungan IP4X atau lebih tinggi, sesuai untuk kawasan tercemar dan lembap.
• Kedudukan Pasaran: Mendominasi pasaran (>60%), pilihan utama untuk stesen transformasi.

2. Sistem Kawalan Cerdas untuk Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana

• Fungsi Utama:

• Relay pelindung berbasis mikroprosesor yang kompatibel dengan IEC 61850.
• Pantauan masa nyata menggunakan algoritma AI untuk meramalkan umur komponen (contohnya, ketahanan mekanikal pemutus litar hingga 100,000 operasi).
  • Kesan Kasus: Projek Jaringan Negara mengurangkan kadar kegagalan sebanyak 30% dan kos pemeliharaan sebanyak 20%.

3. Perlindungan Keselamatan dalam Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana

• Mekanisme Interlock "Lima-Pencegahan": Menegakkan urutan operasi selamat.
• Perlindungan Busur Cahaya: Saluran pelepas tekanan dan sistem pemadam busur yang terintegrasi.   

Skenario Aplikasi Khas & Kajian Kasus

1. Kasus 1: Peningkatan Stesen Transformasi Utiliti Bandar
   • Cabaran: Memperluas stesen transformasi lama dengan pertumbuhan beban yang tinggi.
   • Penyelesaian:

• Menyediakan Peralatan Pengagihan Gas (GIS) dengan arus bernisbah 4000A, menyimpan 30% ruang.
• Menerapkan platform awan untuk pengurusan jarak jauh.
  • Hasil: Kebolehpercayaan bekalan kuasa meningkat sebanyak 15%; tempoh gangguan berkurang sebanyak 40%.

2. Kasus 2: Sambungan Grid Kilang Tenaga Boleh Baharu (Peternakan Angin)

• Cabaran: Lingkungan keras (semprotan garam tinggi, perubahan suhu) menyebabkan kegagalan.
• Penyelesaian:

• Meningkatkan peralatan pengagihan voltan sederhana berlogam dengan perlindungan IP54 dan pemanas bawaan.
• Modul pemutus muatan kapasitif untuk tenaga angin yang stabil.
  • Hasil: Kadar kejayaan sambungan grid meningkat sebanyak 15%; kos operasi berkurang sebanyak 10%.

Tren Masa Depan: Penyelesaian Hijau dan Digital Twin

1. Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana Ramah Lingkungan
   • Fasa keluar SF₆, menggunakan teknologi hibrida berinsulasi udara kering atau nitrogen.
   • Bahan insulasi baru meningkatkan kecekapan tenaga sebanyak 20%.

2. Integrasi Digital Twin untuk Peralatan Pengagihan Voltan Sederhana

• Menggunakan Model Maklumat Bangunan (BIM) untuk ujian pra-pemasangan.
• Pencerminkan data masa nyata mengoptimumkan pengagihan beban dan memperpanjang umur peralatan.