حل للكسر الكهربائي ذو الخزان الميت ذو الفيولور السفلي عالي الجهد لشبكة الكهرباء في نيجيريا

1. خلفية المشروع​

كأكبر دولة من حيث عدد السكان في أفريقيا، تواجه شبكة الكهرباء في نيجيريا تحديات طويلة الأمد بما في ذلك عدم استقرار التزود بالكهرباء، وشيخوخة البنية التحتية، وضعف التكيف البيئي.

في شبكات نقل وتوزيع الجهد العالي، يجد المفتاح القاطع التقليدي ذو الزيت صعوبة في تلبية الطلب المتزايد بسبب الحاجة إلى الصيانة المتكررة والضعف أمام المناخات الرطبة (مثل انخفاض أداء العزل خلال فصول الأمطار).

تظهر الدراسات الدولية مثل جنوب أفريقيا وجنوب شرق آسيا أن تبني مفاتيح القطع ذات الخزان الميت SF6 يحل بشكل فعال مشاكل موثوقية الشبكة في البيئات ذات التلوث العالي والرطوبة العالية، مما يقدم رؤى قابلة للتنفيذ لنيجيريا.

2. الحل​

2.1 اختيار المعدات والتكييف الفني​

• نشر مفاتيح القطع ذات الخزان الميت SF6 المصممة خصيصًا لأنظمة الجهد العالي 40.5 كيلوفولت. هذه المفاتيح تدعم الأماكن التي تقل عن 4000 متر ارتفاعًا، وتتكيف مع التضاريس المتنوعة في نيجيريا من الهضاب إلى المناطق الساحلية.
• دمج جهات الاتصال النحاسية T2 (نقاء ≥99.95٪) مع عازل غاز SF6 (0.03-0.04 ميجا باسكال) يعزز بشكل كبير قدرة إخماد القوس الكهربائي ومقاومة التآكل، مما يحل مشكلة صدأ المكونات المعدنية أثناء فصول الأمطار.
• تم تحسين المسافة بين الفازات لتصل إلى 210 مم، مما يزيد المسافات الهوائية والزحف لتحسين أداء العزل في البيئات الرملية/الغبارية. نجحت تصاميم مماثلة في تحديثات الشبكات في الشرق الأوسط.

2.2 التثبيت والصيانة المحلية​

• تصميم معياري: يستند إلى حلول مفاتيح القطع ذات الخزان الميت SF6 المثبتة على الأعمدة الخارجية، حيث تبسط المشابك نصف الدائرية القابلة للفصل والربط بالمطاط عملية التثبيت وتمنع تآكل البراغي.
• التدريب المحلي والأجزاء الاحتياطية: التعاون مع الوكالات الدولية (مثل DILO) لتوفير تدريب على استرجاع غاز SF6 وإنشاء مراكز أجزاء احتياطية إقليمية، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل للصيانة.

2.3 تحسين البيئة وتقليل التكاليف​

• تصميم مضغوط: تقلل مفاتيح القطع ذات الخزان الميت SF6 من المساحة بنسبة 30٪، وهو مثالي لتوسعات محطات التحويل في المناطق الحضرية الكثيفة السكان في نيجيريا.
• العمر الطويل والصيانة المنخفضة: مع عمر تشغيلي ميكانيكي يصل إلى 2000 عملية والعزل بمادة الإيبوكسي والآليات ذات التشغيل بالربيع (نوع CT14)، يتم تقليل تكاليف الدورة الحياتية. أدت عمليات التحديث المماثلة في شبكة ESKOM في جنوب أفريقيا إلى تقليل تكاليف التشغيل والصيانة بنسبة 40٪.

3. النتائج المتحققة​

• ​تعزيز الموثوقية: في مشروع لاغوس التجريبي، قللت مفاتيح القطع ذات الخزان الميت SF6 معدلات الفشل بنسبة 85٪، مما قلل وقت الانقطاع السنوي إلى أقل من ساعتين، مما يتوافق مع المعايير الموصى بها من قبل الوكالة الدولية للطاقة.
• الفوائد البيئية: معدل استرجاع غاز SF6 بنسبة 99.9٪ يقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يتوافق مع التزامات نيجيريا بموجب اتفاق باريس.
• ​المكاسب الاقتصادية: تم تقليص فترة الاسترداد إلى 5 سنوات. باستخدام تجربة الهند في تحديث الشبكة، أدت تعديلات التعريفة الذروة-الوادي إلى زيادة الإيرادات السنوية بنسبة 12٪.