Substansiyanı Gücün Dalğalanmasına Qarşı Daha Dayanıqlı Edən Nədir?

Sabit Enerji Təchizatı üçün Dayanıqlı Transformator Podstansiyası Dizaynı

Şəbəkə Şəbəkələrində Güc Dalğalanmalarının Anlaşıılması

Şəbəkə şəbəkələri əsasən sistem boyu yüklərin anidən dəyişməsi, proqnozlaşdırıla bilməyən bərpa olunan enerji mənbələri və keçid fəaliyyətləri səbəbindən güc dalğalanmalarına məruz qalır. Belə qeyri-sabitlik nəticədə gərginliyin enməsi, sıçramalar və tezlik problemləri kimi problemlər yaradır ki, bu da ümumi elektrik keyfiyyətini təsir edir. Xüsusilə şəhərlər səhər və axşam saatlarında bəzən 30 faizdən çox olan böyük yük dəyişiklikləri ilə mübarizə aparır. Son zamanlardakı «2023-cü il Şəbəkə Sabitliyi Hesabatı»nın göstərdiyinə görə, transformator məntəqələri gərginliyi təxminən plus-minuss 5 faiz həddində saxlamalıdır. Elektrik təchizatının sabit olması üçün müasir transformator məntəqələrinin layihələndirməsində möhkəm infrastruktur komponentlərinin yanında bu cür pozuntularla qarşılaşıldıqda operativ şəkildə uyğunlaşmaq üçün real vaxtda şəraitə nəzarət edən sistemlər də nəzərdə tutulmalıdır.

Transformator Məntəqəsinin Quruluşunda Əsas Elektrik Layihə Parametrləri

Əsas elektrik dizayn faktorları, transformator mərkəzinin qeyri-proqnozlaşdırıla bilən gərginlik sıçramalarını idarə edə bilməsi üçün həqiqətən də vacib rol oynayır. Avtobus şinlərin konfiqurasiyasına gəldikdə, əsasən üç seçim var: tək, ikiqat və ya yarımbaşlı ayırıcı (breaker-and-a-half) düzülüş. Hər bir seçim, sistemdə problem yarandığı zaman onun etibarlılığına və təhlükəsizlik üçün nə qədər ehtiyat sisteminin lazım olacağına təsir göstərir. Mühəndislər ETAP və ya DigSILENT kimi proqram paketləri ilə qısa qapanma analizləri aparır və sonra cərəyanı müəyyən diapazonda, adətən tələblərdən asılı olaraq 25 kA-dan 63 kA-ya qədər dayandıra biləcək avtomatik ayırıcılar seçirlər. Cərəyan transformatorlarının (CT) və gərginlik transformatorlarının (VT) düzgün ölçüsünün seçilərək təyin edilməsi də çox vacibdir, çünki səhv ölçülmüş hallarda bütün mühafizə sistemi yanlış göstəricilər verə bilər və ya ciddi qısamüddətli qəzalarda doymağa məruz qala bilər ki, bu da heç kimin istəmədiyi şeydir.

Müasir şəhər transformator mərkəzi nümunəsi: Yüksək yük dəyişkənliyinin idarə edilməsi

Təxminən 50 min ev təsərrüfatını təmin edən böyük şəhər elektrik verilişi stansiyasını nəzərdən keçirin. Elektrik tələbinin bu dəyişkənliyini idarə etmə üsulu ağıllı mühəndisliyin əldə edə biləcəyini göstərir. Onlar bu gözəl gərginlik tənzimləyiciləri ilə yanaşı ehtiyat elektrik xətləri quraşdırdılar və bu, yalnız iki il ərzində dalğalanmalardan meydana gələn elektrik kəsilmələrini demək olar ki, üçdə birinə qədər azaltdı. Sistem elektrik yükünü davamlı izləyir və gərginlik dəyişikliklərini yalnız iki dövrdə tutmaq üçün kondensatorları çox sürətlə avtomatik tənzimləyir. Hətta gündəlik istifadənin 40 faiz qədər artması və ya azalması halında belə hər şey sabit qalır. Bu real həyat tətbiqinə baxmaqla sıx yerləşmiş bu insanların işıqlarının hər halda yanıb-yanmadığına fərq etmədən yaşadığı şəhərlərin ayaq üstə düşünə bilən infrastrukturuna ehtiyac duyduğunu aydın görmək olar.

Uyğunlaşan Sabitlik üçün Ağıllı Şəbəkə Texnologiyalarının Birləşdirilməsi

Ən son ağıllı şəbəkə texnologiyası daimi monitorinq və avtomatik idarəetmə sayəsində transformator məntəqələrini daha çevik edir. Bu inkişaf etmiş sistemlər PMU adlanan və problemləri millisaniyə səviyyəsində demək olar ki, dərhal aşkar edə bilən cihazlarla təchiz olunmuşdur, həmçinin arxa planda müxtəlif proqnozlaşdırıcı analiz işləri aparır. Bir şey səhv gedəndə, IED adlı xüsusi cihazlar böyük problemlər yaranmadan əvvəl tez bir zamanda müdaxilə edərək qəza hallarını aradan qaldırır. Smart Grid Index 2023-ün son məlumatlarına görə, bu növ avtomatlaşdırmadan istifadə edən transformator məntəqələri enerji dalğalanmalarına görə dayanma hallarını təxminən 45 faiz azaltmışdır. Onlar eyni zamanda bərpa olunan enerji mənbələrini daha yaxşı idarə edir və onların tutumunu təxminən 28 faiz artırır. Güclü şəbəkələr qurmağa çalışan energetika şirkətləri üçün bu günün tələblərinə cavab vermək üçün bu ağıllı texnologiyaların inteqrasiyası vacib halına gəlib.

Elektrik dalğalanmalarına səbəb olan ümumi nasazlıq növləri

Elektrik stansiyaları, qeyri-sabit enerji təchizatı vəziyyətlərinə səbəb olan müxtəlif növ elektrik problemləri ilə üzləşirlər. Bu, elektrik enerjisini qeyri-adi yollarla göndərən qısa dövrələr, axının yerə gözlənilməz yollar tapdığı yer qırıqları və sistemləri həddindən artıq sıxışdıran həddindən artıq yüklənmələr kimi şeyləri əhatə edir. Çox yüklənərkən, avadanlıq təhlükəli dərəcədə isti olur və bu istilik izolyasiya materiallarını normaldan daha sürətli parçalayır. Ən ciddi problemlər kifayət qədər sürətlə düzəlməyən - adətən saniyənin bir neçə minlik hissəsi ərzində - elektrik gərginliyinin qəflətən düşməsi, tezlik dəyişikliyi və komponentlərə fiziki ziyan vurması ilə nəticələnir. Ötən il Şəbəkə Əməliyyatları Hesabatına görə, elektrik stansiyalarında rast gəlinən bütün problemlərin təxminən üçdə ikisini artıq cərəyan problemləri təşkil edir. Bu da bütün elektrik şəbəkəsinin sabit və etibarlı olması üçün ən böyük təhlükə yaradır.

Mühafizə relayləri səhvləri dərhal necə aşkarlayır və təcrid edir

Mühafizə relajları elektrik axını, gərginlik səviyyəsi və şəbəkədəki sistem tezliyi kimi şeylərə nəzarət edir. Onlar problemləri erkən aşkar etmək üçün gördüklərini əvvəlcədən müəyyən edilmiş təhlükəsizlik məhdudiyyətləri ilə müqayisə edirlər. Mikroprocessorlara əsaslanan yeni modellər 30 milisaniyə ərzində qeyri-adi aktivliyi tuta bilər ki, bu da əslində tək bir AC enerji dövrünün tamamlanmasından daha sürətlidir. Bir şey səhv olduqda bu ağıllı relələr zərər yayılmadan əvvəl dövrə kəsicilərini söndürmək üçün hərəkət siqnalları göndərirlər. Bu sürətli cavab elektrik qüsurlarını aradan qaldırmağa kömək edir və əksər xidmətlərin fasiləsiz işləməsini təmin edir. Müxtəlif qorunma qurğuları arasında yaxşı seçici koordinasiya kiçik problemlərin bütün şəbəkələrdə böyük kəsiklərə çevrilməsinin qarşısını alır. Son rələy texnologiyası ilə hazırda 99.7%-də müvəqqəti gərginlik artımlarını əsl avadanlıqların uğursuzluğundan ayırmaq olar. Bu barədə son araşdırmalar Protection Engineering jurnalında yayımlanmışdır.

Real vaxt monitorinqi ilə dövrə kəsiciləri əməliyyatlarının əlaqələndirilməsi

Döşəmələr relələrdən bir siqnal aldıqda, səhv cərəyanlarını olduqca sürətlə kəsirlər - ümumiyyətlə təxminən 50 milisaniyə ərzində. Bu cihazlar ağıllı elektron cihazlarla (IED) birlikdə işləyir ki, bu da problemlər baş vermədən əvvəl cihazları uzaqdan idarə etmək və ya təmir etməyi planlaşdırmaq lazım olan operatorlar üçün işləri asanlaşdırır. Bütün sistem müdafiə qatları kimi işləyir. Birinci xətt müdafiə sistemi bir şey səhv gedəndə dərhal müdaxilə edir, amma əsas sistemlər düzgün işləməsələr, ehtiyat sistemləri həmişə hazırdır. "Grid Resilience Report 2024"də dərc edilmiş son araşdırmalara görə, bu sinxronizasiya edilmiş qorunma metodlarına malik elektrik şəbəkələrində köhnə texnologiya ilə işləyən köhnə sistemlərlə müqayisədə 62 faiz az böyük zəncirləmə reaksiya uğursuzluğu müşahidə olunur. Bu rəqəm həqiqətən göstərir ki, bütün bu qoruyucu komponentlərin bir yerdə işləməsi elektrik infrastrukturumuzun sabit qalması üçün nə üçün çox vacibdir.

Yük dəyişikliklərindən və bərpa olunan enerji mənbələrindən gələn gərginlik dəyişikliklərinin idarə edilməsi

Gərginlik dalğalanması problemi dəyişən yük tələbləri və gözlənilməz bərpa olunan mənbələrlə məşğul olduğumuz üçün daha da pisləşir. Ponemon-un keçən il apardığı araşdırmalara görə, fabriklərdə işlərin çoxaldılmasında tez-tez artım və ya azaldılmasında 10% dəyişiklik olur. Və sonra ana təbiətin hansı günə qərar verməsindən asılı olaraq günəş panelləri və külək turbinlərindən gələn əlavə dəyişikliklər var. Bu yüksək və aşağı səviyyələr sistemlərə təzyiq göstərir ki, onlar elektrik enerjisini həssas maşınlar üçün kifayət qədər təmiz saxlamaq istəsələr, tez reaksiya versinlər. Gərginliklərin düzgün idarə edilməsi artıq yalnız vacib deyil, həm də enerjinin eyni anda bir çox müxtəlif yerlərdən gəldiyi bugünkü mürəkkəb enerji mənzərəsi boyunca şəbəkələrin sabit saxlanılması üçün tamamilə vacibdir.

Çubuq dəyişdiriciləri və avtomatik gərginlik tənzimləmə mexanizmləri

Gərginliyi sabit saxlamaq üçün On Load Tap Changer (OLTC) və ya yüklənmişlikdə qoşucular, hamımızın bildiyi gözlənilməz dalğalanmalar zamanı həqiqətən vacib rol oynayır. Bu cihazlar elektrik axınının dayanmadan davam etməsini təmin edərkən transformatorun dönmə nisbətini dəyişdirir və adətən dəyişikliklərə təxminən yarım dəqiqə ərzində reaksiya verir. Avtomatik Gərginlik Tənzimləyiciləri ilə birləşdirildikdə, çıxış səviyyələrini daim izləyib düzəldərək, bütün sistem birgə olaraq gərginliyin sabit şəkildə təchiz edilməsini təmin edir. Əksər istehsalçıların dediyinə görə, müasir OLTC modelləri xidmət tələb etməzdən əvvəl adətən təxminən 500 min əməliyyata qədər davamlıdır və bu da onları yüksək stres amillərinin təsir etdiyi çətin iş şəraitində belə olduqca möhkəm edir.

Kənd Elektrik Paylayıcı Stansiyalarında Yüklənmişlikdə Qoşucuların İş Performansı

Kənd ərazilərində elektrik şəbəkələrinin uzun məsafələrə sıradığı yerlərdə gərginlik problemləri olduqca yaygındır. Rəqəmlər da bu haqda danışır: əksər yerlərdə gərginlik 8% ilə 12% arasında enir. Buna görə də OLTC-lər bu kimi yerlərdə çox yaxşı işləyir. Bu cihazlar 50 km-dən artıq uzana bilən belə geniş şəbəkələrdə belə, gərginliyi normal dəyərin təxminən 5% daxilində sabit saxlayır. Həqiqi sahə testləri də bunu təsdiqləyir. Texniklər təpə dəyişdiriciləri düzgün quraşdırdıqda, əsas transformator stansiyalarından uzaqda yaşayan əhali daha yaxşı keyfiyyətli elektrik enerjisi alır. Güvənilir elektrik enerjisinə çıxışını genişləndirməyə çalışan icmalar üçün bu sistemlər, kimsənin sabit olmayan cərəyanlardan dolayı tez-tez elektrik kəsilməsi və ya avadanlıqların zədələnməsi ilə qarşılaşmadan ədalətli xidmət almasını təmin etmək baxımından böyük fərq yaradır.

Adaptiv İdarəetməli Rəqəmsal Transformatorlar: Yaranan Tendensiyalar

Rəqəmsal transformatorlar bu gün buraxılışın nəzarətində edə biləcəklərimizin sərhədlərini genişləndirir. Onlar real vaxt rejimində izləmə funksiyalarını şərait dəyişdikcə uyğunlaşan sistemlərlə birləşdirir. Bu irəlli-gerili tənzimləmələr faktiki olaraq məlumat nümunələrinə baxır və onlardan vaxt keçdikcə öyrənir, bu da sistemin tələbin dalğalanmalarını onlar problem halına düşməzdən əvvəl proqnozlaşdırmasına imkan verir. Tədqiqatlar şirkətlər rəqəmsal transformatorlara keçdikdə, ənənəvi avadanlıqlarda yayılmış bu can sıxıcı gərginlik pozuntularında təxminən 40 faiz azalma müşahidə etdiklərini göstərir. Bundan əlavə, işləmə dövründə parametrlərin dinamik şəkildə tənzimlənməsi səbəbindən enerji səmərəliliyi də yaxşılaşır. Problemlərin proqnozlaşdırılması qüvvət şəbəkələrinin xüsusilə də bərpa olunan çoxlu mənbələrin qarışdığı qarışıq şəbəkələrdə sabit qalmasına kömək edir.

İldırım və Açarlanma Hadisələrindən Yaranan Keçid Üstəgərginlikləri

Gərginlik sıçramaları yaxınlarda göydən qorxu baş verdiyi və ya elektrik açılıb-bağlandığı zaman, bəzən bir neçə mikrosaniyə ərzində yüzlərcə kilovolt qədər çatır. Birbaşa göydən qorxu nadir hallarda baş verir, lakin kondensator banklarının daxil/çıxarılması və nasazlıqların aradan qaldırılması kimi hadisələr səbəbindən yaranan anidən gərginlik artımı sənaye müəssisələrində çox yayılmışdır. Bu gərginlik sıçramalarını təhlükəli edən isə dielektrik materiallara təsiri və bütün sistem boyu lazım olan tədbirlər görülənə qədər avadanlıqlarda ciddi nasazlıqlar yarada biləcəyidir.

İtkin Cərəyanları Söndürmək üçün Effektiv Qoşulma Üsulları

Aşağı impedanslı qoşulma sistemləri təhlükəli sıçrayış cərəyanlarını onların aid olduğu yerə — torpağa təhlükəsiz şəkildə yönəltməkdə mühüm rol oynayır. Bu sistemlər işçilər üçün təhlükə yaradan və bahalı avadanlıqlara zərər verə bilən yüksək addım və toxunma gərginliklərini azaltmağa kömək edir. Xüsusilə yüksək gərginlikli transformator məntəqələri üçün IEEE standart 80-ə əsasən qoşulma müqavimətini 1 omdan aşağı saxlamaq, nasazlıq cərəyanlarının düzgün şəkildə yayılması üçün praktiki olaraq vacibdir. Yaxşı qoşulma yalnız fövqəladə halları həll etmir, həm də gündəlik şəraitdə və problemlər baş verdikdə sistem gərginliyinin sabit saxlanmasına kömək edir. Düzgün qoşulma olmadan transformator məntəqələri işləmək və orada fəaliyyət göstərmək üçün təhlükəsiz yer sayılmır.

Tam Mühafizə üçün Gərginlik Sıçrayışı Arresterlərinin və Ekranlaşdırmanın Birləşdirilməsi

Gərginlik sıçramalarından elektrik sistemlərini qorumaq baxımından gərginlik boşaldıcılar və ekranlaşdırma sistemləri güclü bir komandanı təşkil edir. Əsasən boşaldıcılar gərginlik çox yüksələndə əlavə cərəyanı kanallaşdıraraq təhlükəsizlik klapanları kimi işləyir. Eyni zamanda, bu yuxarıdan yerləşdirilmiş ekran naqilləri kritik infrastruktur zədələnə bilməzdən əvvəl göydən gələn cərəyanı tutan ilk reaksiya qüvvəsi kimi çıxış edir. Keçən ilin Şəbəkə Qorunması Tədqiqat Layihəsinin nəticələrinə görə, bu təbəqəli yanaşma elektrik sıçramalarından yaranan avadanlıq nasazlıqlarını azaldır. Həmçinin bu, həm də tormozlar kimi xarici təhlükələrə, həm də şəbəkənin özündəki daxili problemlərə qarşı bütün sistemi daha davamlı edir.

Yüksək qısa qapanma cərəyanlarının transformator məntəqələrinin avadanlıqlarının bütövlüyünə təsiri

Qısa qapanma cərəyanları çox yüksək olarsa, komponentlərin termiki və mexaniki cihazlara dözə bilməyəcəyi həddi keçdikləri üçün transformator anbarının avadanlıqlarını ciddi təhlükə altına alır. Cərəyanın 40 kiloamperdən yuxarı çıxdığı qısa qapanma hallarında nə baş verdiyini düşünün. Temperatur 6000 dərəcə Selsiyi əhəmiyyətli şəkildə keçə bilər, bu isə mis keçiriciləri əritməyə səbəb olur və transformatorlarda, avtomatik ayırıcılarda və bütün avadanlıqları bir-birinə birləşdirən metal barlarda partlayış təhlükəsi yaradır. Belə hadisələr yalnız avadanlıqlara zərər vurmaqla kifayətlənmir, həm də bahalı təmir xərclərinə, günlərlə hətta həftələrlə elektrik itkisinə və obyektdə çalışan işçilər üçün real təhlükəsizlik riskinə səbəb olur. Buna görə də qısa qapanma cərəyanlarının düzgün idarə edilməsi uzunmüddətli transformator anbarlarının etibarlı işləməsini və elektrik şəbəkəsində ümumi şəbəkə sabitliyini saxlamaq üçün o qədər də vacibdir.

Düzgün Avadanlıq Seçimi üçün Dəqiq Qısa Qapanma Hesablamaları

Transformator anbarlarının layihələndirilməsi zamanı dəqiq qısa qapanma hesablamalarını düzgün aparmaq çox vacibdir. Əksər mühəndislər tarazsız qəza vəziyyətləri baş verdiyində nə baş verdiyini müəyyən etmək və mümkün olan maksimum cərəyan axınlarını hesablamaq üçün simmetrik komponentlər metodundan istifadə edirlər. Onlar transformatorun impedans səviyyələrini, generatorların nə qədər cərəyan təchiz etdiyini və ümumi elektrik şəbəkəsinin konfiqurasiyasını nəzərə almaqla bu hesablamalara əsaslanırlar. Bu hesablamalardan alınan nəticələr sonra ən pis ssenarilərlə başa çıxa biləcək avtomatik ayırıcıların seçilməsinə, gərginlik altında doymağa məruz qalmayan cərəyan transformatorlarının seçilməsinə və istilik yığılmasına və mexaniki təsirlərə dözümlü kifayət qədər möhkəm barabaxan materiallarının seçilməsinə kömək edir. Belə dəqiq analiz olmadan ya gələcəkdə avadanlıqların xərabad olmasına yol açırıq, ya da sistemlərin idarə etməli olduqları işlərdən daha artıq möhkəm tikilməsinə səbəb olaraq həddən artıq pul xərcləyirik.

Qısa Qapanma Cərəyan Məhdudlaşdırıcıların və Yüksək Kəsici Qurğuların Tətbiqi

Ekstremal elektrik səhvləri ilə məşğul olduqda, yüksək tutumlu keçid cihazları ilə birlikdə Səhv Cərəyan Limiteri (FCL) mühüm rol oynayır. Bu məhdudiyyətçilər superkeçirici modellər, bərk vəziyyət versiyaları və induksiya prinsiplərinə əsaslananlar da daxil olmaqla müxtəlif formalarda gəlir. Onlar çox sürətli işləyirlər, yalnız bir neçə milisaniyə ərzində səhv cərəyanlarını təxminən 80 faiz azaltırlar ki, bu da aşağı axarda qoşulmuş bütün avadanlıqları qorumağa kömək edir. Son SF6 qaz və vakuum devrim kəsiciləri 63 kilomperdən çox cari sürət artımlarını idarə edə bildiklərini sübut etdilər. Ötən il çap olunan bir sənaye araşdırmasının son nəticələrinə görə, bu texnologiyalarla təchiz edilmiş elektrik stansiyalarında ənənəvi qurğulara nisbətən səhv vəziyyətlərində təxminən yarıya qədər cihazların pozulması baş verdi. Bu, onları mövcud infrastrukturda daha çox bərpa olunan enerji mənbələrini birləşdirərək elektrik şəbəkələrinin genişləndirilməsi üçün xüsusilə dəyərli edir.

SSS

Şəbəkə şəbəkələrindəki güc dalğalanmalarına səbəb nədir?

Güc dalğalanmaları əsasən ani yük dəyişiklikləri, gözlənilməz bərpa olunan enerji mənbələri və şəbəkə şəbəkəsindəki keçid fəaliyyətləri ilə nəticələnir.

Müasir alt stansiyalar yüksək yük dəyişkənliyini necə idarə edir?

Müasir alt stansiyalar elektrik enerjisinin tələbatının yüksəliş və enməsini effektiv idarə etmək üçün gərginlik tənzimləyiciləri və yedek elektrik xətləri quraşdırır və elektrik kəsilməsini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Ağıllı şəbəkə texnologiyaları substasyonların performansında hansı rol oynayır?

Ağıllı şəbəkə texnologiyaları daimi monitorinq və avtomatik nəzarət vasitəsilə uyğunlaşma qabiliyyətini artırır, fasilə vaxtı minimuma endirir və bərpa olunan enerji inteqrasiyasını optimallaşdırır.

Yenilənə bilən enerji mənbələrindən gələn gərginlik dalğalanmaları necə idarə olunur?

Yenilənə bilən enerji mənbələrindən gələn gərginlik dalğalanmaları sabit gərginlik səviyyələrini qorumaq üçün OLTC və Avtomatik Gərginlik Tənzimləyiciləri istifadə edərək idarə olunur.