پرتوان پرفشار گازی-ایزوله (HV GIS) در ارتفاعات بالا: مطالعه موردی ویتنام - HV GIS در زمین‌های دشوار

۱. زمینه پروژه

زمین‌شناسی ویتنام بسیار پیچیده است، با ارتفاعات در مناطق شمال غربی و مرتفعات مرکزی که معمولاً بیش از ۱۰۰۰ متر است. این مناطق با شرایط آب و هوایی سخت روبرو هستند، از جمله:

• رطوبت دائمی (متوسط ۹۵٪)؛
• نوسانات دمایی شدید در طول روز (تا ۳۲K)؛
• آب‌نمک و خوردگی.

با رشد اقتصادی سریع ویتنام (رشد تولید ناخالص داخلی پیش‌بینی شده ۶.۸٪ تا سال ۲۰۲۵)، تقاضای برق افزایش یافته است. چالش‌های کلیدی شامل:

• تجهیزات قطع کننده عایق شده هوا (AIS) در مناطق مرتفع به دلیل تخریب محیطی، باعث کاهش عملکرد عایق و هزینه‌های نگهداری بالا می‌شود؛
• پیشرفت دولت ویتنام در پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر (مانند انرژی خورشیدی و بادی) نیازمند تجهیزات انتقال و توزیع برق با قابلیت اطمینان بالاست.

در این زمینه، تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) — با طراحی فشرده، مقاومت قوی در برابر محیط و ویژگی‌های بدون نگهداری بلندمدت — به عنوان راه‌حل اصلی برای به‌روزرسانی زیرساخت‌های برق در مناطق مرتفع ویتنام تبدیل شده است. عملکرد عالی آن در محیط‌های سخت آن را به انتخاب ایده‌آل برای حل چالش‌های منطقه‌ای تبدیل می‌کند.

۲. راه‌حل

1. انتخاب تجهیزات و بهینه‌سازی فنی
• طراحی مقاوم در برابر آب و هوا: تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) از عایق گاز SF6 استفاده می‌کند، که برای ولتاژ ۲۴-۲۵۲ کیلوولت طراحی شده و تا ارتفاعات ≤۳,۰۰۰ متر و دماهای از -۴۰°C تا +۵۵°C تطبیق پیدا می‌کند. دستگاه‌های جبران کننده چگالی گاز برای جبران کاهش قدرت عایق SF6 در ارتفاعات بالا اضافه می‌شوند.
• جلوگیری از رطوبت و ختم کردن: HV GIS سیستم‌های ختم کردن چند لایه و دستگاه‌های جاذب رطوبت را یکپارچه می‌کند تا ورود رطوبت در محیط‌های رطوبتی بالا را جلوگیری کند و نقطه شبنم حفره گاز را ≤-۴۰°C نگه دارد. پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی (مانند روغنکاری) برای محافظت در برابر آب‌نمک استفاده می‌شود.
• نوآوری مواد: اجزای تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) از مواد نوکی پلی‌تترافلوروئتیلن (PTFE) تولید داخلی با قدرت تخریب ≥۳۰ kV/mm استفاده می‌کنند. مقاومت آنها در برابر تخریب قوس به سطح مواد وارداتی نزدیک می‌شود و هزینه‌ها را تا ۳۰٪ کاهش می‌دهد.
2. نظارت هوشمند و نگهداری
• نظارت بر وضعیت در زمان واقعی: سیستم‌های HV GIS حسگرهای دما و رطوبت، حسگرهای فشار و ماژول‌های نظارت بر تخلیه جزئی را یکپارچه می‌کنند. با استفاده از سیستم موقعیت‌یابی بیدو، انتقال داده‌های ابری و هشدارهای ناهماهنگی فعال می‌شود.
• نگهداری پیش‌بینی‌شده: برای تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS)، یادگیری ماشین داده‌های تاریخی آب و هوا و خرابی‌ها را تحلیل می‌کند تا چرخه‌های نگهداری (مانند بررسی‌های ختم کردن قبل از فصول موسم باران) را بهینه کند و توقف‌های غیرمنتظره را کاهش دهد.
3. تطبیق محلی و کنترل نصب
• برنامه‌ریزی مخصوص به زمین: نصب HV GIS از تکنولوژی GIS برای یکپارچه‌سازی نقشه‌های ارتفاعی با دقت بالا و داده‌های هواشناسی ویتنام استفاده می‌کند و ویژگی‌های میکروکلیمای محل نصب (مانند سرعت باد و خطرات تكثيف) را شبیه‌سازی می‌کند تا طرح بهینه شود.
• امان و کارایی در ساخت و ساز: نصب تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) از تکنیک‌های ماژولار برای کوتاه کردن زمان ساخت در مناطق مرتفع استفاده می‌کند. کارگران با دستگاه‌های نظارت بر بیماری ارتفاعی مجهز می‌شوند تا ایمنی تضمین شود.

۳. دستاوردها

1. افزایش قابلیت اطمینان
• نرخ تطابق عایق تجهیزات HV GIS به ۹۹.۵٪ افزایش یافت. در ارتفاعات بالای ۲۰۰۰ متر، ولتاژ تحمل AC (ACWV) و ولتاژ تحمل ضربه (IWV) نسبت به AIS سنتی ۴۰٪ افزایش یافته است.
• نرخ خرابی تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) ۶۰٪ کاهش یافته است و مشکلاتی مانند طبقه‌بندی اشتباه مزارع برنج به عنوان گیاهان غوطه‌ور و شناسایی اشتباه مناطق آبزی در سایر محصولات GIS را حل کرده است.
2. مزایای اقتصادی
• کاهش ۷۰٪ مساحت HV GIS هزینه‌های زمین را صرفه‌جویی می‌کند، در حالی که چرخه‌های نگهداری بلندمدت (۱۰ سال) هزینه‌های نگهداری را ۵۰٪ کاهش می‌دهد.
• تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) ادغام شبکه انرژی تجدیدپذیر را پشتیبانی می‌کند و تولید سالانه انرژی خورشیدی و بادی را ۱۵٪ افزایش می‌دهد.
3. تأثیرات محیطی و اجتماعی
• HV GIS نرخ تечّر SF6 را <۰.۱٪/سال کاهش می‌دهد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را در اطاعت از مسیر انتقال انرژی ملی ویتنام کاهش می‌دهد.
• تجهیزات قطع کننده عایق شده گازی فشار بالا (HV GIS) برق پایدار به مناطق دوردست مرتفع ارائه می‌دهد، زندگی را بهبود می‌بخشد و توسعه اقتصادی منصفانه مناطق را ترویج می‌کند.