حل‌های قطعکننده سیال SF6 در سیستم‌های برق با فشار بالا: مطالعه موردی شرکت VZIMAN

​

1. چالش‌های سیستم‌های برق با ولتاژ بالا​

1.1 سیستم‌های برق با ولتاژ بالا به عنوان هسته انتقال برق، با چالش‌های مهمی مواجه هستند:

• ​محدودیت‌های عملکرد دستگاه‌ها: با افزایش سطوح ولتاژ (مانند 500kV و بالاتر)، مداربرهای سنتی در تأمین ظرفیت‌های قطع بالا (بیش از 40kA) و نیاز به بازیابی سریع عایق شکسته می‌خورند.
• ​ریسک‌های ولتاژ بالا: تغییر بارهای خازنی (مانند بانک‌های خازن) ممکن است بازیابی را ایجاد کند که منجر به ولتاژهای خطرناک می‌شود.
• ​تأقلم ضعیف با محیط: آب و هوای بسیار شدید (مانند رطوبت بالا، تراکم) فرسایش تجهیزات را تسریع می‌کند و عمر مفید آن‌ها را کاهش می‌دهد.
• ​هزینه‌های نگهداری بالا: بازرسی‌های مکرر برای مداربرهای سنتی و ریسک‌های نشت SF6 به عدم کارایی عملیاتی و نگرانی‌های زیست‌محیطی منجر می‌شود.

2. راه‌حل‌های نوآورانه VZIMAN برای مداربرهای SF6​

برای مقابله با این چالش‌ها، VZIMAN یک سیستم مداربر SF6 ماژولار با فناوری‌های کلیدی توسعه داد:

2.1 ​فناوری خاموش‌کننده قوس خودکار​

• استفاده از طراحی حجم یک‌پارچه برای حجم قوس، که انرژی قوس SF6 را به صورت خودکار فشرده می‌کند، بدون نیاز به پمپ‌های خارجی و کاهش مصرف انرژی.
• استفاده از تماس‌های آلیاژ مس-تنگستن برای تحمل دماهای قوس (12,000-14,000K)، با تأمین ظرفیت قطع 50kA و احتمال بازیابی کمتر از 0.1%.

2.2 نظارت هوشمند و بهینه‌سازی محیطی​

• یکپارچه‌سازی سنسورهای رطوبت و فشار میکرو با فناوری ZigBee برای نظارت در زمان واقعی بر چگالی گاز (±0.5% دقت).
• استفاده از ترانسفورماتورهای جریان آلیاژ میکروکریستال (دقت کلاس 0.2) و پشتیبانی از 12 پیکربندی CT برای نیازهای محافظت پیچیده.
• اجرای غربال مولکولی و جاذب‌های آلومینا برای کاهش نرخ‌های نشت سالانه (<0.5%) و تجزیه HF به 90%.

2.3​ مقاومت در برابر لرزه و طراحی ماژولار​

• ترکیب مکانیزم‌های عملکردی به وسیله فنرهای (نوع CT14) با حجم‌های قوس برای مقاومت در برابر لرزه 8 درجه و 3,000+ عملیات مکانیکی، مناسب برای تغییرات مکرر.
• پشتیبانی از پیکربندی‌های سری چند قطعه‌ای با خازنهای متعادل‌کننده ولتاژ، مناسب برای سیستم‌های ولتاژ بسیار بالا (750kV+).

3. عملکرد و مزایای رقابتی​

راه‌حل VZIMAN با IEC 62271-200 سازگار است و نشان می‌دهد:

• ​قابلیت اطمینان بالاتر: نرخ خرابی 20% کمتر در سیستم‌های 40.5kV و 85% کاهش ولتاژ بالا در هنگام تغییر بارهای خازنی.
• ​کاهش نگهداری: فاصله‌های نگهداری به 10 سال تمدید شده و فرکانس تکمیل SF6 به 70% کاهش یافته است.
• ​سازگاری با محیط زیست: نرخ بازیابی SF6 >99%，全球变暖潜能降低50%，符合欧盟F-Gas法规。

4. 应用实例​

• ​可再生能源集成：解决风力发电站中由于无功补偿时的涌流引起的触点焊接问题。
• ​城市电网升级：紧凑设计（如LW8系列）适合空间受限的变电站，实现对50公里空载线路的无重燃切换。
• ​跨境输电：在±800kV高压直流项目中得到验证，在-40°C环境下可靠运行，确保跨国电力走廊的稳定性。

4. کاربردهای نمونه​

• ​همگرایی انرژی‌های تجدیدپذیر: حل مشکل جوش‌خوردگی تماس‌ها در زیرایستگاه‌های بادی به دلیل جریان‌های ورودی در هنگام جبران بی‌اثری.
• ​به‌روزرسانی شبکه شهری: طراحی فشرده (مانند سری LW8) برای زیرایستگاه‌های با محدودیت فضایی، امکان تغییر بدون بازیابی برای خطوط 50 کیلومتری بدون بار را فراهم می‌کند.
• ​انتقال برق بین‌مرزی: در پروژه‌های HVDC ±800kV اعتبار یافته، عملکرد قابل اعتماد در محیط‌های -40°سانتیگراد برای اطمینان از ثبات کوریدور برق بین‌المللی.