12kV Orta Gerilim Anahtarlı Dağınım Kabinlerinin Akıllı Trafo Merkezlerindeki Temel Değeri ve Yenilikçi Uygulamaları

Akıllı elektrik şebekelerinin hızlı gelişimi ve yenilenebilir enerjinin entegrasyonuyla Orta Gerilim (OG) Anahtarlı Tahta, alt merkezlerdeki temel güç dağıtım ekipmanı olarak, güvenilirliği, akıllılığı ve uzay verimliliği aracılığıyla güç sisteminin istikrarını doğrudan belirler. Bu makale, alt merkezlerdeki Orta Gerilim Anahtarlı Tahtaların ana teknolojileri, senaryoya özgü çözümleri ve pratik faydalarına derinlemesine giriyor.

Alt Merkez Senaryoları İçin Temel Gereksinimler

1. Yüksek Güvenilirlik Gereksinimleri

Alt merkezler, güç dağıtımında ve sistem korumasında kritik bir rol oynar. İlgili Orta Gerilim Anahtarlı Tahta noktaları:

• OG Anahtarlı Tahta İşlevi: Yüksek yükler ve sık geçişler altında uzun süreli istikrarlı performans sağlanması gerekir.
• Hata Oranı Karşılaştırması:

• Geleneksel Orta Gerilim Anahtarlı Tahta: ~1.2 hata/birim/yıl
• Akıllı Orta Gerilim Anahtarlı Tahta: ~0.3 hata/birim/yıl
  • Mekanik Dayanıklılık: 10.000'den 20.000'ye kadar operasyona kadar artar.
  • Kısa Devre Kesme Gereksinimleri:
• 12kV sistemler: Genellikle 31.5kA-40kA
• Yenilenebilir enerji projeleri: ≥63kA gerektirebilir

2. Karmaşık Ortamlara Uyumluluk

Şehirlerde, endüstriyel bölgelerde veya uzak bölgelerdeki alt merkezler, Orta Gerilim Anahtarlı Tahtalara benzersiz zorluklar sunar:

• Yüksek Rakım: Elektrik açıklığı düzeltmeleri (örneğin, 5000 metre rakımdaki 12kV sistemler için açılım 125mm'den 161mm'ye artar).
• Kirlilik Bölgeleri: Kayma mesafesi artırılması gereklidir (örneğin, Sınıf III kirlilik için ≥25mm/kV).
• Sahil Bölgeleri: Tuz buhar testini geçmelidir (örneğin, 1000 saat CASS testi).
• Yüksek Sıcaklık ve Nem: Akıllı nem alma sistemleri hayati önem taşır.

3. Akıllı Yenileme Talepleri

Dijital dönüşüm, OG Anahtarlı Tahtalarda akıllı fonksiyonlar için talebi artırır:

• Veri paylaşımı ve uzaktan kontrol için IEC 61850 iletişim protokolünü destekler.
• Durum izleme (sıcaklık, akım, mekanik durum), hata tahmini ve uzaktan tanı, bakım maliyetlerini azaltır.

• Araştırmalar gösteriyor ki, akıllı izleme sistemleri:
  • El ile denetim sıklığını %70 oranında azaltabilir.
  • Ekipman ömrünü en fazla 3 katına çıkarabilir.
  • Yıllık bakım maliyetlerini %35 oranında düşürebilir.

4. Güvenlik Koruma ve Deprem Gereksinimleri

Orta Gerilim Anahtarlı Tahtalar için sıkı güvenlik standartları:

• "Beş Önleyici" Kilitleme Sistemi: Kritik hataları önler (örneğin, yük altında devre kesicinin hareket ettirilmesi).
• İç Arka Koruma: Basınç indirgeme kanalları zirve basınç değerini ≤48kPa'ya sınırlar.
• Depremsel Tasarım: Yüksek yoğunluklu depremlere dayanmalıdır (örneğin, 9 derece deprem yoğunluğu altında deformasyon ≤1.2mm).

5. Alan Kısıtlamaları ve Düzen Optimizasyonu

     Alan kullanımı için etkin modüler tasarımlar:

• Katı yalıtım poler kullanılarak modern OG Anahtarlı Tahta, alana %37.5 oranında azalma sağlar ve ana devre direncini %40'tan fazla düşürür.        

Ana Teknolojik Çözümler

1. Metal Kaplı Orta Gerilim Anahtarlı Tahta (KYN28 ile Temsil Edilen)

• Yapısal Avantaj: Ayrılmış zırhlı bölümler (devre kesici, ana hat, kablo) arızanın yayılmasını önler.
• Çevresel Uygunluk: IP4X veya daha yüksek koruma derecesi, kirli ve nemli alanlara uygun.
• Pazar Payı: Pazarda hakimdir (>60%), alt merkezler için ana akım seçeneğidir.

2. Orta Gerilim Anahtarlı Tahta için Akıllı Kontrol Sistemleri

• Temel Fonksiyonlar:

• IEC 61850 ile uyumlu entegre mikroişlemci tabanlı koruma röleleri.
• Bileşen ömrünü (örneğin, devre kesici mekanik dayanıklılığı 100.000 operasyon) tahmin etmek için yapay zeka algoritmalarıyla gerçek zamanlı izleme.
  • Vaka Etkisi: Bir Devlet Şebekesi projesi, hata oranlarını %30 ve bakım maliyetlerini %20 oranında azalttı.

3. Orta Gerilim Anahtarlı Tahta için Güvenlik Koruma

• "Beş Önleyici" Kilitleme Mekanizması: Güvenli operasyon sıralamalarını zorunlu kılar.
• Arka Flama Koruma: Entegre basınç indirgeme kanalları ve arka flama söndürme sistemleri.   

Tipik Uygulama Senaryoları ve Vaka Çalışmaları

1. Vaka 1: Kent Üretim Alt Merkezi Güncellemesi
   • Zorluk: Yüksek yük büyümesiyle eski alt merkezlerin genişletilmesi.
   • Çözüm:

• 4000A nominal akım ile Gaz Yalıtlı Anahtarlı Tahta (GIS) uygulandı, alanda %30 tasarruf sağlandı.
• Uzaktan yönetim için bulut platformu uygulandı.
  • Sonuçlar: Güç sağlama güvenilirliği %15 arttı; kesinti süresi %40 azaldı.

2. Vaka 2: Yenilenebilir Enerji Santrali Şebekeye Bağlanma (Rüzgar Çiftliği)

• Zorluk: Sert çevre koşulları (yüksek tuz buharı, sıcaklık değişimleri) nedeniyle arızalar.
• Çözüm:

• IP54 koruma ve dahili ısıtıcılar ile geliştirilmiş metal kaplı OG Anahtarlı Tahta.
• Kapasitif yük geçiş modülleri, istikrarlı rüzgar gücü için.
  • Sonuçlar: Şebekeye bağlanma başarı oranı %15 arttı; işletme maliyetleri %10 azaldı.

Gelecek Trendler: Daha Yeşil Çözümler ve Dijital İkiz

1. Yeşil Orta Gerilim Anahtarlı Tahta
   • SF₆'yi phaz out ederek, kurutma hava veya azot yalıtlı hibrit teknoloji kullanılması.
   • Yeni yalıtım malzemeleri enerji verimliliğini %20 artırır.

2. OG Anahtarlı Tahta için Dijital İkiz Entegrasyonu

• Ön montaj testi için Bina Bilgi Modellemesi (BIM) kullanımı.
• Gerçek zamanlı veri yansıması, yük dağılımını optimize eder ve ömrü uzatır.