سیستم ریکلوزر هوشمند اندونزی: راه حل یکپارچه برای کاهش تخریب از سوی خاکستر آتشفشان و نمک ساحلی

زمینه پروژه​
اندونزی در دایره آتش اقیانوس آرام واقع شده است که به دلیل فراوانی بلایای طبیعی، چندین تهدید برای سیستم برق آن وجود دارد:

1. ​ریسک‌های جغرافیایی:​​

• خاکستر آتشفشانی:​​ این کشور ۱۲۷ آتشفشان فعال دارد. انفجارها خاکستر آتشفشانی حاوی سولفیدها و غبار را تولید می‌کنند که فرسایش تجهیزات الکتریکی را شتاب می‌دهد و باعث ایجاد قطعات عایق می‌شود.
• مه نمکی ساحلی و فرسایش:​​ با ۸۱,۰۰۰ کیلومتر خط ساحلی، نفوذ مه نمکی منجر به فرسایش شدید فرسایش نمکی ساحلی قطعات فلزی می‌شود و عمر تجهیزات را کوتاه می‌کند. این فرسایش نمکی ساحلی یکی از عوامل اصلی تخریب است.
• خطرات زمین‌شناسی: سیل‌ها و لغزش‌های زمینی مکرر که ۴۰٪ از همه بلایای سال ۲۰۲۳ را تشکیل می‌دهند، به راحتی ستون‌های برق را ویران می‌کنند و تأسیسات توزیع را غرق می‌کنند.

1. ​نقاط ضعف شبکه:​​

• محدودیت‌های بازپرکن‌های سنتی:​​ عملکرد عایق در محیط‌های پوشیده از خاکستر آتشفشانی یا مرطوب با مه نمکی کاهش می‌یابد و منجر به افزایش نرخ قطعات نامعتبر می‌شود. این مدل‌های قدیمی بازپرکن بسیار آسیب‌پذیر هستند.
• بازیابی آهسته از خطا: بازرسی دستی در جزایر دورافتاده کارآمد نیست و میانگین مدت قطع برق بیش از ۸ ساعت می‌شود، به ویژه در مناطقی که به محافظت بازپرکن متکی هستند.

​راه‌حل: سیستم بازپرکن محافظ چند لایه​

1. ​طراحی تجهیزات بهبود یافته​

• به‌روزرسانی مواد:​​
  بازپرکن از پایه فولاد ضد زنگ ۳۱۶L و پوشش اپوکسی روی فولاد آلومینیوم-منگنز استفاده می‌کند که مقاومت ۳ برابر بهتر در برابر فرسایش نمکی ساحلی نسبت به فولاد کربنی سنتی دارد. این پوشش جدید بازپرکن به طور خاص برای مقابله با فرسایش نمکی ساحلی طراحی شده است.​​
  اجزای عایق از مواد مرکب کائوچو سیلیکون استفاده می‌کنند تا در برابر رسوبات اسیدی (pH<4) از خاکستر آتشفشانی مقاوم باشند.
  
  
• حفاظت از بسته‌بندی:​​
  در محل‌های مهم بازپرکن از سیستم بسته‌بندی چند مرحله‌ای Roxtec استفاده می‌شود. این سیستم از پانل‌های تقویت شده با فیبر شیشه‌ای و پیچ‌های قاب فولادی تشکیل شده و به درجه حفاظت IP68 دست می‌یابد که مقاوم در برابر جت‌های آب تحت فشار بالا، غبار و نفوذ خاکستر آتشفشانی است.

1. ​نظارت هوشمند و کنترل تطبیقی​

• ​ماژول حسگر محیطی

1. ​سیستم محافظت همکاری منطقه‌ای​

• پیوند میکروeteorolojik:​​
  با سیستم هشدار اولیه خاکستر آتشفشانی آژانس هواشناسی اندونزی (مثل ایستگاه نظارت بر آتشفشان آگونگ) یکپارچه شده است که به بازپرکن اجازه می‌دهد دو ساعت قبل از ریزش خاکستر، عملیات بسته‌بندی را آغاز کند.
• پشتیبانی توزیع‌شده انرژی:​​
  در مناطق با خطر بالای بلایای طبیعی مانند جزیره جاوا، بازپرکن‌ها با سیستم‌های فتوولتاییک/ذخیره‌سازی میکروشبکه‌هایی تشکیل می‌دهند. در مواقع خطا، این سیستم بازپرکن پیشرفته امکان انتقال بدون وقفه به حالت جزیره را فراهم می‌کند و تأمین برق مستمر به بارهای حیاتی را تضمین می‌کند.

​نتایج حاصله​
نصب سیستم بازپرکن محافظ چند لایه بهبودهای عملکردی قابل توجهی را به همراه آورد، به ویژه با توجه به عملکرد استثنایی بازپرکن‌های جدید در شرایط سخت اندونزی. نتایج کلیدی و نکات عملکرد شامل:

1. بهبود عملکرد

• کاهش قطعات نامعتبر: کاهش قابل توجه به دلیل طراحی محکم و پاسخ‌های تطبیقی.
• کاهش تخریب تجهیزات: فرسایش و آسیب‌های محیطی کاهش یافته است.
• کاهش مدت قطع برق: مدت میانگین قطع برق در مناطق مورد نظارت بیش از ۵۰٪ کاهش یافته است.
• قابلیت هماهنگی میکروشبکه: امکان انتقال بدون وقفه به حالت جزیره را فراهم می‌کند و تأمین برق مستمر به بارهای حیاتی را در مواقع خطا تضمین می‌کند.

2. سیستم نظارت هوشمند

• حسگرهای غلظت نمک: "حالت رطوبت بالا" را فعال می‌کنند تا فرسایش نمکی ساحلی را کاهش دهند.
• حسگرهای رسوب خاکستر آتشفشانی: پالس‌های خودپاک‌کننده را فعال می‌کنند تا تمامیت عایق‌ها را حفظ کرده و از قطعات عایق جلوگیری کنند.
• یکپارچه‌سازی با سیستم هشدار اولیه آتشفشان ملی: امکان عملیات پیشگیرانه بسته‌بندی بازپرکن را فراهم می‌کند تا ورود خاکستر قبل از رویدادهای آتشفشانی را جلوگیری کند.

3. طراحی مواد بهبود یافته برای مقاومت در برابر فرسایش

• نتیجه: مقاومت ۳ برابر بهتر در برابر فرسایش نمکی ساحلی نشان داده شده است که عمر تجهیزات را در مناطق ساحلی افزایش می‌دهد.

4. حفاظت محکم از بسته‌بندی (درجه حفاظت IP68)

• تأثیر: عوامل محیطی که باعث قطعات نامعتبر در مدل‌های سنتی می‌شدند را حذف می‌کند.