
Giriş
Şu anda, SF6 gazlı halka anahtarlama birimleri (RMU'lar) pazarı hakimiyet kurmuştur. Ancak, SF6 gazı uluslararası alanda en önemli sera gazlarından biri olarak kabul edilir. Çevre korumasını ve emisyonları azaltmayı sağlamak için, bu gazın kullanımı azaltılmalı ve kısıtlanmalıdır. Katı yalıtım halka anahtarlama birimlerinin (RMU'lar) ortaya çıkması, SF6 RMU'ların sorunlarını çözerken birçok yeni özelliği de içerir.
1 Halka Anahtarlama Güç Tedariki ve Halka Anahtarlama Birimleri (RMU'lar)
"Kentleşme" süreci, güç dağıtım güvenilirliği üzerinde artan talepler getirmektedir. Daha fazla kullanıcı, çift (veya çoklu) güç kaynağı sağlayacak sistemlere ihtiyaç duymaktadır. "Radial güç tedarik" sisteminin kullanılması, kablo montajında zorluklar, hata ayıklama zorlukları ve ağ yükseltme ve genişletme sırasında kolaylık eksikliği gibi sorunlara yol açabilir. Buna karşılık, "halka anahtarlama güç tedariki", kritik yükler için çift (veya daha fazla) güç kaynağı sağlayabilir, dağıtım hatlarını basitleştirir, kablo yönlendirmesini kolaylaştırır, anahtarlık gereksinimlerini azaltır, hata oranını düşürür ve hata noktasının belirlenmesini kolaylaştırır.
1.1 Halka Anahtarlama Güç Tedariki
Halka anahtarlama güç tedariki, aynı veya farklı trafiğe sahip iki (veya daha fazla) şube terminalinin birbirine bağlanarak döngü oluşturduğu bir sistemdir. Bu sistemin avantajları şunlardır: her dağıtım dalı, solundaki veya sağındaki ana beslemeden güç çekebilir. Bu, herhangi bir ana beslemenin arızası durumunda diğer tarafından güç tedariki devam edebilir anlamına gelir. Temelde tek hatlı güç tedariki olsa da, her dağıtım dalı, çift hatlı tedarik gibi faydalar elde eder, güvenilirliği büyük ölçüde artırır. Çin'deki düzenlemeler, şehirlerdeki ana halka bağlantılarının "N-1 Güvenlik Kriteri"ne uygun olacağını belirtmektedir. Bu, hat üzerinde N yük varsa, herhangi bir yük arızası durumunda sistem, aktarılan yükü kabul ederek, kalan "N-1" yükün güvende kalmasını sağlar, kesintiye veya yük düşürmeye neden olmaz.
1.2 Halka Anahtarlama Bağlantı Yöntemleri
1.3 Halka Anahtarlama Birimleri (RMU'lar) ve Özellikleri
RMU'lar, halka anahtarlama güç tedariki için kullanılan anahtarlık dolaplarıdır. Dolap tipleri, yük anahtarlama, devre kesiciler, yük anahtarlama + füze kombinasyonları, kombinasyon ekipmanları, trafik kopçaları, ölçüm birimleri, gerilim dönüştürücüler (VT'ler) vb. veya bunların herhangi bir kombinasyonu veya genişlemesi içerebilir.
RMU'lar, kompakt yapı, küçük yüzölçümü, düşük maliyet, kolay kurulum ve kısa komisyonlama süreleri ile "eşya küçültme" gerekliliğini karşılar. Konut kompleksleri, kamu binaları, küçük ve orta ölçekli işletmeler, ikincil anahtarlama istasyonları, kompakt trafikler ve kablo bağlantı kutularında yaygın olarak kullanılmaktadır.
1.4 RMU Türleri
2 SF6 RMU'ların Kullanım Sınırlamaları
SF6, atmosferik sera etkisinin önemli katkılarından biridir. Ancak, SF6 mükemmel yalıtım, ark söndürme ve soğutma performansı gibi ideal elektriksel özelliklere sahiptir, güçlü elektro-negatiflik, iyi iletkenlik ve istikrarlıdır, yeniden kullanılabilir, çevre koşullarına (nem, kirlilik, yüksek rakım) duyarlı değildir ve kompakt dolap tasarımlarını mümkün kılar. Bu nedenle, elektrik ekipmanlarında yalıtım ve ark söndürme ortamı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrik sektöründe SF6 tüketimi en yüksektir; istatistiklere göre, yıllık üretilen SF6 gazının %80'i elektrik ekipmanlarında kullanılmaktadır.
Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Paneli (IPCC) ve ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), SF6'yi aşırı zararlı ve etkili bir sera gazı olarak sınıflandırmıştır. AB F-Gaz Yönetmeliği (2006) şunu belirtir: elektrik anahtarlama ekipmanları dışında, SF6'nın kullanımına çoğu alanda yasak konulmuştur.
Ayrıca, SF6 RMU'lar karmaşık kullanıma sahiptir ve önemli yatırımlar gerektirir, birçok yardımcı cihaza ihtiyaç duyar:
SF6 RMU'lar kullanılırken, aşağıdaki hususlar mutlaka dikkate alınmalıdır:
3 Katı Yalıtım RMU'ların Özellikleri ve Uygulamaları
SF6 RMU'ların potansiyel çevresel tehdidi, onların daha fazla gelişimini sınırlamaktadır. SF6'ya alternatif bulmak, dünya çapında araştırma konusu olmuştur. Katı yalıtım RMU'lar, Eaton Corporation (ABD) tarafından 1990'ların sonlarında geliştirilmiş ve piyasaya sürülmüştür. İşlem sırasında, herhangi toksik veya zararlı gaz üretmez, çevresel etkisi yoktur, daha yüksek güvenilirliğe sahiptir ve gerçek bakım gerektirmeyen işlem sağlar.
Katı yalıtım RMU'lar, vakum kesici, ayrıcı, toprak anahtarı, ana trafik, şube trafik gibi birincil iletken devrelerin, epoksi reçine gibi katı yalıtım malzemeleriyle tek başına veya birleştirilerek kaplanmış olan sistemleri ifade eder. Tamamen yalıtılmış, kapalı işlevsellik modüller içinde kapsüllendirilir ve daha fazla birleştirilebilir veya genişletilebilir. Modülün dış yüzeyleri, personelin erişebileceği alanlarda iletken veya yarı iletken bir ekran tabakası ile kaplanır ve doğrudan ve güvenilir bir şekilde toprağa bağlanabilir.
3.1 Katı Yalıtım RMU'ların Özellikleri
Tablo 1: SF6 RMU'lar ve Katı Yalıtım RMU'ların Yaşam Döngüsü Maliyet Karşılaştırması
|
Madde |
İçerik |
SF6 RMU |
Katı Yalıtım RMU |
|
Başlangıç Yatırım |
Satın Alma Maliyeti |
Düşük |
Nispeten Yüksek |
|
İşlem Ortamı |
SF6 gazı izleme, alarm, ventilasyon vb. ekipmanları |
Gerekli |
Gerekli Değil |
|
Bakım |
SF6 sızıntı kontrolleri, gaz doldurmaları vb. |
Gerekli |
Gerekli Değil |
|
Personel Koruması |
İlgili SF6 koruyucu ekipmanları vb. |
Gerekli |
Gerekli Değil |
|
Eğitim |
İşlem prosedürleri, profesyonel eğitim vb. |
Karmaşık |
Basit |
|
Kullanım Sonu İşleme Maliyetleri |
Özel ekipmanlarla kalan SF6 gazının geri kazanılması |
Gerekli |
Gerekli Değil |
|
İçinde kalan toksik SF6 yan ürünleri için özel işlemler |
Gerekli |
Gerekli Değil |
|
|
Sera Gazı Salınımı |
Anlamlı SF6 salınımı |
Var |
Yok |
|
Güvenlik |
SF6 basıncı düşükken anahtar işlemleri sırasında güvenlik vb. |
Düşük |
Yüksek |
|
Kullanım Ömrü |
SF6 sızıntıları gibi sorunlar, işletme ve bakım maliyetlerini etkiler |
Uzun Vadede Daha Yüksek Maliyetler |
3.2 Uygulama Durumu
Şu anda, katı yalıtım RMU'ların yaygın olarak benimsenmesi, nispeten yüksek fiyatları ve karmaşık üretim süreçleri nedeniyle kısıtlıdır. Süreç gereksinimleri, SF6 gazlı RMU'lardan daha yüksektir. Eğer üretim teknikleri yetersiz ise, yalıtım riskleri, hata olasılıkları ve tehlikeler, SF6 RMU'lardan daha yüksek olabilir, ham madde kalitesi ve işçilik üzerinde sıkı kalite kontrolü gerekmektedir. Ayrıca, katı yalıtım RMU'ların kablo esnekliği sınırlı olabilir, özellikle PT (VT) dolapları ve ölçüm dolapları gibi fonksiyonel birimler için, daha az bağlantı seçeneği sunar ve kullanıcı seçimini sınırlar, bu da katı yalıtım RMU'ların uygulamasını ve gelişimini biraz kısıtlar.
Üretim yapılarının sürekli iyileştirilmesi ve ürün üretiminde artan standartlaşma, katı yalıtım RMU'ların ürün kalitesini daha istikrarlı hale getirir ve fiyatları yavaş yavaş düşürür. Bazı ülkeler, SF6 kullanmayan ürünler için %5~10'a kadar teşvik sunmaktadır, bu da kullanımını ve emisyonlarını azaltmaktadır. Bu, kullanıcıların karar verirken yalnızca satın alma maliyetlerini düşünmemeleri anlamına gelir. Uluslararası uygulamalardan da öğrenilebilir: çevresel hassas projelerde ve yeni projelerde (örneğin, konut toplulukları, kamu binaları, belediye inşaatları) katı yalıtım RMU'ların öncelikli olarak kullanılması, SF6 RMU'ların yavaş yavaş feshedilmesi ve kullanım ömrü sona eren veya faaliyet gösteren SF6 RMU'ların değiştirilmesi, çevre dostu katı yalıtım RMU'ları kullanan kullanıcılarına destek olması için teşvikler sunulması. Kullanıcıların çevresel farkındalığının artması ve yaşam döngüsü maliyetlerini düşünme eğiliminin artmasıyla, katı yalıtım RMU'ların gelecek vaat edici görünüyor.
4 Sonuç
Katı yalıtım RMU'lar, teknik açıdan SF6 RMU'larla eş değerdir ve zararlı gaz salınımı olmaması, gerçek bakım gerektirmeyen işlem ve daha düşük toplam yaşam döngüsü maliyeti gibi SF6 RMU'ların sahip olmayacağı bazı özellikleri de taşır. Artık kullanıcıların dikkati ve tercihi üzerine çekmektedir.