پیشنهاد راه حل قطع کننده مدار با ظرف گاز SF6 فشار بالا برای شبکه برق نیجریه

۱. پسزمینه پروژه​

به عنوان کشوری با بیشترین جمعیت در آفریقا، شبکه برق نیجریه به طولانی مدت با چالش‌هایی مواجه بوده است از جمله تامین ناپایدار برق، زیرساخت‌های قدیمی و سازگاری ضعیف با محیط زیست.

در شبکه‌های انتقال و توزیع ولتاژ بالا، شیرکننده‌های روغنی سنتی دچار مشکلاتی مانند نیاز به تعمیرات مداوم و حساسیت به اقلیم‌های مرطوب (مانند کاهش عملکرد عایق‌بندی در فصول بارانی) هستند.

مطالعات موردی بین‌المللی، مانند آفریقای جنوبی و جنوب شرقی آسیا، نشان می‌دهد که استفاده از شیرکننده‌های SF6 Dead Tank به طور موثر مسائل قابلیت اطمینان شبکه را در محیط‌های آلوده و مرطوب حل می‌کند و اطلاعات عملی برای نیجریه فراهم می‌آورد.

۲. ​راه‌حل​

۲.۱ انتخاب تجهیزات و سازگاری فنی​

• نصب شیرکننده‌های SF6 Dead Tank، که به طور خاص برای سیستم‌های ۴۰.۵kV ولتاژ بالا طراحی شده‌اند. این شیرکننده‌های SF6 Dead Tank پشتیبانی از ارتفاعات زیر ۴۰۰۰ متر را فراهم می‌کنند و به تنوع زمین‌های نیجریه از صفحات تا مناطق ساحلی سازگاری می‌کنند.
• ادغام تماس‌های مس T2 (نرمی ≥۹۹.۹۵٪) با عایق‌بندی گاز SF6 (۰.۰۳-۰.۰۴MPa) به طور قابل توجهی توانایی خاموش کردن قوس الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد و مشکل خوردگی قطعات فلزی در فصول بارانی را حل می‌کند.
• فضای بین فاز بهینه‌سازی شده به ۲۱۰mm، فواصل هوایی و لیز را افزایش می‌دهد و عملکرد عایق‌بندی را در محیط‌های ماسه‌ای/گرد و غباری بهبود می‌بخشد. طرح‌های مشابه در به‌روزرسانی‌های شبکه خاورمیانه موفقیت داشته‌اند.

۲.۲ نصب و نگهداری محلی​

• طراحی ماژولار: با الهام از راه‌حل‌های شیرکننده‌های SF6 Dead Tank نصب شده روی ستون‌های خارجی، کلیپ‌های نیمه‌دایره‌ای جدا شدنی و ثابت‌سازی نوار لاستیکی نصب را ساده می‌کند و از خوردگی پیچ‌ها جلوگیری می‌کند.
• آموزش و قطعات یدکی محلی: همکاری با سازمان‌های بین‌المللی (مانند DILO) برای ارائه آموزش بازیابی گاز SF6 و ایجاد مراکز قطعات یدکی منطقه‌ای، زمان توقف نگهداری را کاهش می‌دهد.

۲.۳ بهینه‌سازی محیطی و هزینه‌ای​

• طراحی فشرده: شیرکننده‌های SF6 Dead Tank مساحت پایه را تا ۳۰٪ کاهش می‌دهند، که برای گسترش زیرستان‌ها در مناطق شهری پرجمعیت نیجریه مطلوب است.
• عمر طولانی و نگهداری کم: با عمر مکانیکی ۲۰۰۰ عملیات، عایق‌بندی رزین اپوکسی و مکانیسم‌های بهره‌برداری با فنر (نوع CT14)، هزینه‌های چرخه حیات کاهش می‌یابند. به‌روزرسانی‌های مشابه در شبکه ESKOM آفریقای جنوبی هزینه‌های O&M را ۴۰٪ کاهش داده است.

۳. ​نتایج به دست آمده​

• ​افزایش قابلیت اطمینان: در پروژه آزمایشی لاگوس، شیرکننده‌های SF6 Dead Tank نرخ خرابی را تا ۸۵٪ کاهش دادند و زمان قطعی برق سالانه را به کمتر از ۲ ساعت کاهش دادند که با استانداردهای پیشنهادی IEA مطابقت دارد.
• مزایای محیطی: نرخ بازیابی گاز SF6 ۹۹.۹٪ کاهش گازهای گلخانه‌ای را فراهم می‌کند و با تعهدات نیجریه تحت توافق پاریس مطابقت دارد.
• ​سودمندی اقتصادی: دوره بازپرداخت به ۵ سال کاهش یافت. با استفاده از تجربیات مدرن‌سازی شبکه هند، تعدیل‌های تعرفه‌های پیک-دره سالانه رشد درآمد ۱۲٪ را به دنبال داشت.