Thamani Kuu na Matumizi Mpya ya 12kV Medium Voltage Switchgear katika Smart Substations

Kwa maendeleo yasiyofikika za mtandao wa umma na uunganishaji wa nishati ya mara kwa mara, Switchgear ya kiwango cha mrefu (MV) kama vifaa muhimu vya utaratibu wa nishati katika steshoni, hutathmini usawa wa mfumo wa nishati kupitia ulimwengu, akili, na ubora wa nafasi. Maandiko haya yanayofanana hii yatafanyi kwa teknolojia muhimu, suluhisho kwa hadhira, na faida ya kibinafsi za Switchgear ya MV katika steshoni.

Maagizo Muhimu kwa Hadhira za Steshoni

1. Maagizo ya Ulimwengu Kuu

Steshoni zinajihusisha kwa kipaumbele katika utaratibu wa nishati na msingi wa ustawi. Nukta muhimu zinazohusiana na Switchgear ya MV:

• Ushughuli wa Switchgear ya MV: Lazima kuwekeza utaratibu wa muda mrefu chini ya mizigo makubwa na mabadiliko mengi.
• Mlinganishi wa Kiwango cha Matatizo:

• Switchgear ya MV ya kienyeji: ~1.2 matatizo/kitu/mwaka
• Switchgear ya MV ya akili: ~0.3 matatizo/kitu/mwaka
  • Ukuaji wa Kimakazi: Inaruka kutoka 10,000 hadi zaidi ya 20,000 mikazi.
  • Maagizo ya Kutokomea Mzunguko wa Umeme wa Muda Dogo:
• Mfumo wa 12kV: Mara nyingi 31.5kA–40kA
• Mipango ya nishati ya mara kwa mara: Inaweza kuhitaji ≥63kA

2. Ufanisi wa Kuunda Mazingira Magumu

Steshoni katika miji, eneo la viwanda, au maeneo madogomdogo yanapopatia changamoto uniques kwa Switchgear ya MV:

• Upepo Mrefu: Hatua za kurekebisha uzito wa umeme (mfano, mfumo wa 12kV kwenye mita 5000m inahitaji uzito wa umeme kuruka kutoka 125mm hadi 161mm).
• Eneo la Utosi: Loleo lazima kuruka (mfano, ≥25mm/kV kwa daraja III la utosi).
• Maeneo ya Pwani: Lazima kupita majaribio ya chumvi (mfano, majaribio ya CASS ya masaa 1000).
• Joto Kuu na Mvua: Vifaa vinavyotegemea vya kutoa mvua ni muhimu.

3. Maagizo ya Ufanisi wa Akili

Mabadiliko ya kidijitali yanazidi maagizo ya ufundi wa akili katika Switchgear ya MV:

• Inasaidia protocoli ya mawasiliano ya IEC 61850 kwa ajili ya kushiriki data na mikakati mbali.
• Uchunguzi wa hali (joto, umeme, hali ya kimakazi), uhakikisho wa matatizo, na uchunguzi wa mbali huongeza gharama za huduma.

• Utambulisho unaonyesha mifano ya uchunguzi wa akili kunaweza:
  • Kurudia tafuta za kinyume kwa asili kwa sababu 70%.
  • Kurudia muda wa vifaa kwa mara tatu.
  • Kupunguza gharama za huduma kila mwaka kwa sababu 35%.

4. Usalama wa Ulinzi na Maagizo ya Mwangaza

Kanuni za usalama ngumu kwa Switchgear ya MV:

• Mfumo wa "Tano-Prevention" Interlock: Huweka hatari za makosa muhimu (mfano, kutumia circuit breaker chini ya mizigo).
• Ulinzi wa Arc Flash: Nyanja za kurekebisha upasuaji wa shauku husaidia kukabiliana na uwingu wa shauku wote.
• Msimbo wa Mwangaza: Lazima kukabiliana na mgonjwa wa wangaza wa kiwango kuu (mfano, mabadiliko ≤1.2mm chini ya kiwango cha 9).

5. Matatizo ya Nafasi na Ulinzi wa Mstari

     Mistari ya kisasa kwa ajili ya kutumia nafasi vizuri:

• Switchgear ya MV ya sasa inatumia mistari ya pole ya insulating solid ikurudia nafasi kwa sababu 37.5% na kurudia umeme wa mstari kuu kwa sababu zaidi ya 40%.        

Suluhisho Muhimu vya Teknolojia

1. Switchgear ya MV ya Metal-Enclosed (Ikiwa Kwa KYN28)

• Ufaao wa Ujenzi: Vikundi vilivyovunjika (circuit breaker, busbar, cable) vinakuzuia uhamiaji wa matatizo.
• Ufanisi wa Mazingira: IP4X au juu zaidi rating ya ulinzi, inayofaa kwa eneo la utosi na mvua.
• Shirikisho la Soko: Inadhibiti soko (>60%), chaguo kikuu kwa steshoni.

2. Mfumo wa Uongozi wa Akili kwa Switchgear ya MV

• Fanya kazi muhimu:

• Releya za ulinzi zinazotegemea microprocessor compatible na IEC 61850.
• Uchunguzi wa muda wa kufanya kazi kutumia algorithmi za AI kuhusu ukubwa wa component (mfano, ukuaji wa mekanikal wa circuit breaker hadi mikazi 100,000).
  • Mfano wa Matokeo: Mikakati ya State Grid iliyorudia kiwango cha matatizo kwa sababu 30% na gharama za huduma kwa sababu 20%.

3. Ulinzi wa Usalama kwa Switchgear ya MV

• Mechanism ya "Tano-Prevention" Interlock: Husaidia sekta za kufanya kazi salama.
• Ulinzi wa Arc Flash: Nyanja za kurekebisha upasuaji wa shauku na mfumo wa kufunga arc.   

Hadhira Za Kutumia na Mfano Wa Matokeo

1. Mfano 1: Upandaji wa Steshoni ya Mji
   • Changamoto: Kuboresha steshoni za zamani na mizigo mrefu.
   • Suluhisho:

• Imetumia Gas-Insulated Switchgear (GIS) na rated current ya 4000A, kurekebisha nafasi kwa sababu 30%.
• Imeundwa platformi ya awamu kwa ajili ya mikakati mbali.
  • Matokeo: Uaminifu wa utaratibu wa nishati umerudi kwa sababu 15%; muda wa kupunguza umehitimu kwa sababu 40%.

2. Mfano 2: Uhamiaji wa Mipango ya Nishati ya Mara kwa Mara (Wind Farm)

• Changamoto: Mazingira magumu (chumvi kuu, mabadiliko ya joto) kunywesha matatizo.
• Suluhisho:

• Imebadilika Switchgear ya MV ya metal-enclosed na IP54 protection na heaters yenye ndani.
• Moduli za capacitive load switching kwa utaratibu wa nishati wa mto.
  • Matokeo: Kiwango cha mafanikio cha uhamiaji wa grid kumwanga kwa sababu 15%; gharama za matumizi kumwanga kwa sababu 10%.

Maelezo ya Baada: Suluhisho Safi na Digital Twin

1. Switchgear ya MV ya Safi
   • Kuondoka SF₆, kutumia hybrid technology ya dry air au nitrogen-insulated.
   • Vifaa vya insulation mapya vinaweza kuboresha energy efficiency kwa sababu 20%.

2. Integration ya Digital Twin kwa Switchgear ya MV

• Kutumia Building Information Modeling (BIM) kwa ajili ya mikakati ya awali.
• Data mirroring ya muda wa kufanya kazi huongeza utaratibu wa mizigo na kuongeza muda wa vifaa.