Dead Tank SF6 Circuit Breaker Solution สำหรับพื้นที่ที่เป็นที่ราบสูงในแอฟริกา (เอธิโอเปีย)

พื้นหลังของโครงการ​
เอธิโอเปีย ตั้งอยู่บนที่ราบสูงแอฟริกาตะวันออก มีความสูงเฉลี่ยเกิน 3,000 เมตร ในบางพื้นที่ อุณหภูมิในช่วงฤดูหนาวอาจลดลงถึง -30°C พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนที่สูง (สูงสุด 25°C ต่อวัน) และรังสีอัลตราไวโอเลตที่แรง ระบบไฟฟ้าในท้องถิ่นเผชิญกับความท้าทายดังนี้:

1. ​ความเสี่ยงในการแข็งตัวของแก๊ส SF6: วงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank แบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะทำให้แก๊ส SF6 แข็งตัวเมื่ออุณหภูมิต่ำ (อุณหภูมิจุดแข็งตัว ≈ -28.5°C) ซึ่งส่งผลต่อสมรรถนะการฉนวนและดับอาร์ค อาจทำให้เกิดความผิดพลาดในการทำงานได้
2. ​การเสื่อมสภาพของฉนวนในพื้นที่สูง: ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงทำให้ความแข็งแกร่งของฉนวนภายนอกลดลง จำเป็นต้องเพิ่มระดับฉนวนหรือออกแบบเฉพาะสำหรับวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank
3. ​ความยากในการบำรุงรักษา: พื้นที่ไกลโพ้นขาดแคลนทรัพยากรในการบำรุงรักษา วงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ต้องมีความสามารถในการไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลานาน

​โซลูชัน​
เพื่อแก้ไขปัญหาทางสิ่งแวดล้อมและเทคนิค ได้ดำเนินมาตรการรวมต่อไปนี้สำหรับวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank:

1. ​การปรับปรุงแก๊สผสม​
   • ​แก๊สผสม SF6+CF4: การผสมระหว่าง SF6 25% และ CF4 75% ลดอุณหภูมิจุดแข็งตัวลงเหลือ -60°C ทำให้แก๊สมีความมั่นคงในสภาพอากาศที่หนาวเย็นมาก
   • ​ควบคุมแรงดัน: แรงดันมาตรฐานของวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ถูกตั้งค่าที่ 0.6 MPa (แรงดันสัมบูรณ์) พร้อมการปิดผนึกที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อป้องกันการรั่วไหลของแก๊สในอุณหภูมิต่ำ
2. ​ระบบทำความร้อนและการกันความร้อน​
   • ​แถบทำความร้อนภายใน: ระบบทำความร้อนไฟฟ้า 300W ถูกผสานเข้ากับโครงสร้างวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank และท่อแรงดัน สามารถทำงานโดยอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -20°C เพื่อรักษาแรงดันแก๊สเหนือจุดแข็งตัว
   • ​ฉนวนสองชั้น: วงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ใช้เปลือกคอมโพสิตที่ทนทานต่อรังสี UV ภายนอกและชั้น Aerogel ภายในเพื่อลดการสูญเสียความร้อนและทนทานต่อรังสีแดดบนที่ราบสูง
3. ​การปรับตัวให้เหมาะสมกับพื้นที่สูง​
   • ​การเพิ่มประสิทธิภาพฉนวน: แรงดันทนทานจากฟ้าผ่าของวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ได้รับการปรับปรุงขึ้นเป็น 550 kV (จากมาตรฐาน 450 kV) พร้อมกับท่อฉนวนที่มีระยะทางยาวขึ้น (31mm/kV)
   • ​การออกแบบทนทานต่อแผ่นดินไหว: การเชื่อมโยงที่ยืดหยุ่นและฐานดูดซับแรงกระแทกถูกเพิ่มเข้าไปในวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ตามความต้องการของการทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน 0.3g ในแนวนอนและ 0.15g ในแนวตั้ง
4. ​การสนับสนุนการบำรุงรักษาอัจฉริยะ​
   • ​การตรวจสอบแก๊สออนไลน์: วงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ผสานรวมเครื่องวัดความหนาแน่นและเซ็นเซอร์น้ำขนาดเล็กสำหรับติดตามแรงดันและความชื้นของแก๊สผสม SF6 แบบเรียลไทม์ โดยส่งข้อมูลผ่านดาวเทียมไปยังระบบควบคุมศูนย์กลาง
   • ​การบำรุงรักษารูปแบบโมดูล: กลไกการทำงานด้วยสปริง (เช่น ประเภท CTB-1) ขยายอายุการใช้งานทางกลของวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ถึง 10,000 ครั้ง ลดความต้องการในการบำรุงรักษาที่ไซต์

​ผลลัพธ์​
ตั้งแต่การนำไปใช้ในปี 2024 โซลูชันวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ได้แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในระบบสายส่งไฟฟ้าบนที่ราบสูงของเอธิโอเปีย:

1. ​ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น: ระบบแก๊สผสมและระบบทำความร้อนทำให้วงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank สามารถทำงานอย่างมั่นคงที่ -40°C ลดอัตราการล้มเหลวลง 85% ด้วยการไม่มีการหยุดชะงักเนื่องจากการแข็งตัวของแก๊ส
2. ​ต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำลง: ความถี่ในการบำรุงรักษาประจำปีลดลงจาก 6 ครั้งเหลือ 1 ครั้ง ลดต้นทุนลง 30%
3. ​การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม: การใช้ SF6 ในวงจรตัดกระแส SF6 แบบ Dead Tank ลดลง 75% ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 80% เมื่อเทียบกับโซลูชันแบบดั้งเดิม ตรงตามข้อตกลงปารีส