Жоғары кернеу қосқыш құрылғылары: Желінің заманауилендіруі үшін ең соңғы технологиялар

SF6-сіз жоғары кернеу қосқыш құрылғылары: Нормативті сәйкестікті қамтамасыз ететін тұрақты альтернативалар

SF6-дің фазалық шығарылуына әсер ететін нормативтік және экологиялық факторлар

Әлемнің әртүрлі бөліктеріндегі нормативтік құжаттар компанияларды электр жабдықтарында күкірт гексафторидын (SF6) қолданудан бас тартуға итермелейді, себебі бұл газ планета үшін өте зиянды. Біз мұнда кәдімгі көмірқышқыл газына қарағанда атмосфераны 23 500 есе көп жылытатын зат туралы сөйлейміз. Еуропа Одағы жаңартылған F-Gas ережелерін қабылдады және барлық жаңа жоғары кернеулі жабдықтардың 2030 жылға дейін SF6-ты толығымен қолданудан бас тартуын талап етеді. Ал қандай ғажап? Он беске жуық басқа да елдер де осындай заңдарды әзірлеумен айналысуда. Бұл ретте қабылданған шаралар көптеген корпорациялардың «жаһандық жылынуға қарсы күрес» бағытында айтып келе жатқан позициясымен сәйкес келеді. Сонымен қатар, электр энергиясын өндірушілердің сегізден онда тоғызы қазір SF6-тың альтернативаларын қарастырып жатыр, өйткені ережелерді бұзған жағдайда олар үлкен штрафтарға ұшырайды (Понемон институтының өткен жылғы зерттеуіне сәйкес, кейбір деректерге қарағанда, бір оқиға үшін штраф 740 мың долларға дейін жетуі мүмкін). Ойланып көріңіз: экологиялық тұрғыдан алғанда, бір тонна ішінде SF6 ішінде атмосферага шығарылған газ бір жыл ішінде қыртысқа қойылатын елу автомобильдің шығаратын ластануына тең. Сондықтан климаттық өзгерістерге әсерін азайтуды мақсат ететін электр желілерін басқаратын кез келген ұйым үшін экологиялық таза қосқыштардың шешімдерін табу — міндетті талап.

Қазіргі заманғы жоғары кернеу қондырғыларындағы қатты изоляциялық және таза ауа диэлектрик технологиялары

Екі дәлелденген, коммерциялық түрде қолданыстағы технологиялар SF6-тың қолданысын болдырмау арқылы оның орнына қойылады, бірақ өнімділікке ешқандай әсер етпейді:

Қатты изоляцияланған жүйелерде өткізгіштер толығымен вакуумда құйылған полимер материалмен оралған. Бұл конструкция газдың сыртқа шығуының кез-келген ықтималдығын жояды және 40 килоамперден астам апаттық токтарды ұстауға қабілетті. Таза ауа нұсқалары үшін өндірушілер әдеттегі атмосфералық газдарды фторкетондар деп аталатын заттармен араластырады. Бұл қоспалар өте жоғары кернеу қолданыстары үшін қажетті күшті изоляциялық қасиеттерді қамтамасыз етеді, сондықтан құрылғылар 420 кВ-қа дейінгі кернеуде де сенімді жұмыс істей алады. Компаниялар SF6 газына негізделген дәстүрлі жүйелерден осындай таза ауа жүйелеріне ауысқан кезде, олар әдетте жылына шамамен 200 тонна көміртектің эквивалентін шығарудың алдын алады. Қаржылық пайдасы да маңызды, себебі екі тәсіл де барлық қызмет мерзімі бойынша жөндеу шығындарын шамамен 30%-ға қысқартады. Бұл газбен басқаруға байланысты күрделі операциялардың — мысалы, тұрақты сорғыларды тексеру немесе пайдаланылған SF6 газын қайта жинау — қажеттілігі болмағандықтан, уақыт пен ақша ұзақ мерзімге үнемделеді.

Қалалық европалық желілерде нақты әлемдегі іске асыру

Еуропаның барлық ірі қалаларында SF6-сіз коммутациялық құрылғылар өте шектеулі кеңістікте және жоғары талаптар қойылатын нақты жағдайларда сынақтан өтуде. Мысалы, Лондон қаласын қарастырайық. Қала қаржы аймағының 132 кВ желісі бойынша негізгі трансформаторлық подстанцияларды қуаттандыру үшін фторкетон мен ауаның қоспасын қолданатын Blue GIS технологиясын енгізді. Бұл қызықты ненің себебі? Олар SF6 шығындарын толығымен жоя отырып, қызмет көрсетудің біршама тоқтатылуынсыз қол жеткізді. Ал Берлинде жергілікті әкімдіктер Германиядағы қатаң TA Luft нормаларына сай AirPlus жүйелерін орнатты. Бұл жүйелер экологиялық стандарттарға сәйкес келумен қатар, подстанцияларға қажетті кеңістікті шамамен екі есе азайтады. Екі жоба да 1 шаршы километрге 500 МВт-тан асатын қызығушылық туғызатын жүктеме тығыздығын қамтамасыз етеді. Жалпы картинаға қарағанда, операторлар тек осы объектілерден ғана 20 жыл ішінде жалпы шамамен 1,2 миллион долларлық үнемге қол жеткізгенін бағалайды. Бұл көрсеткіш көптеген факторларға негізделген: көміртегі салығынан болатын штрафтардан аман қалу, жөндеу жұмыстарына кететін шығындарды азайту және жабдықтарды алмастыруға дейін олардың қызмет ету мерзімін ұзарту.

Цифрландырылған жоғары кернеу қосқыш құрылғылары: Болжамды техникалық қызмет көрсетуді және желінің тұрақтылығын қамтамасыз ету

Аварияның құны: Жоспарланбаған тоқтатулар қаншалықты цифрландыруға өту процесін жеделдетеді

Ponemon институтының өткен жылғы есебіне сәйкес, коммуналдық кәсіпорындар үшін жоспарланбаған тоқтатулардың орташа құны ретінде әрбір жағдайда шамамен $740 мың құрайды. Бұл сан істен шығуға себеп болған ақауды жөндеу, құқықтық салықтарды төлеу, электр энергиясын жоғалтқан тұтынушыларға компенсация төлеу және қызмет көрсету тоқтатылған кезде жоғалтылатын табыс сияқты барлық шығындарды қамтиды. Ескі жабдықтар әртүрлі салаларда тізбекті ақаулардың пайда болуына әлі де негізгі себеп болып табылады, бұл бизнес операциялары мен қоғамдық қауіпсіздіктің екеуін де қауіпке ұшыратады. Осы себепті көптеген компаниялар болжамды технологияларды қарастырумен шектелмей, оларға белсенді түрде инвестициялайды. Бұл жүйелер проблемалар пайда болғаннан кейін оларды жөндеуге бағытталған дәстүрлі тәсілдерге қарағанда жөндеу шығындарын шамамен 25–30 пайызға азайтады. Сонымен қатар, кейбір жағдайларда кездейсоқ тоқтатулардың санын шамамен екі есе азайтады. Сектор бойынша нақты уақытта деректер жинауға арналған сенсорлармен жабдықталған ақылды ажыратқыштарды орнатуға бағытталған айқын ауысу байқалды. Бұл желінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және реттеуші органдар қойған жүйенің төзімділігіне қойылатын барынша қатаң талаптарды қанағаттандырады.

Жоғары кернеу қосқыш қондырғыларындағы IoT датчиктері, шеттік талдау және цифрлық егіздер

Бүгінгі күнгі жоғары кернеу қондырғылары IoT датчиктерімен жабдықталған, олар температураның өзгеруін, бөлшектік разрядтарды, механикалық тозу аймақтарын және SF6 жүйелері қолданылмайтын жағдайда газ тығыздығы деңгейлерін қоса алғанда, әртүрлі параметрлерді бақылайды. Бұл шеттік аналитика сандық мәліметтерді қондырғының өзінде өңдейді, яғни аномалиялар шамамен сәттік анықталады және баяу «бұлттық» өңдеуді күтпей-ақ нақты уақытта қосқыштардың іске қосылуы орындалады. Цифрлық егіз қондырғылар да бұл жерде маңызды рөл атқарады. Олар нақты физикалық заңдылықтар негізінде нақты қондырғылардың виртуалды көшірмесін жасайды. Техникалық қызмет көрсету бригадалары жылу қалай жиналатынын, ақаулар қайда таралуы мүмкін екенін немесе жүктемелер жүйе бойынша қалай қайта таратылатынын көрсететін модельдеулерді жүргізе алады — барлығы қондырғының іске қосылуынан ұзақ уақыт бұрын. Содан кейін олар компоненттердің уақыт өте келе тозуы туралы бұл модельдердің болжаған нәтижелеріне сүйене отырып, өз техникалық қызмет көрсету жоспарларын түзетеді. Нәтижесінде? Қондырғылар көбінесе шамамен 40% ұзақ уақыт жұмыс істейді, ақаулар дәстүрлі әдістерге қарағанда шамамен 40% тез жойылады, ал желілер физикалық зақымдану мен кибербасқұруға дейінгі әртүрлі қауп-қатерлерге қарсы көпке төзімді болады.

Қалалық желілер мен желіні жақсарту технологиялары үшін компактты газ-изоляциялы қосқыш құрылғысы (GIS)

Жер учаскесі шектеулі қалаларда компактты газ-изоляциялы қосқыш құрылғысын (GIS) қолдануға бағытталған тенденциялар

Динамикалық желілік рейтингті және бейімделуші қорғаныс схемаларын іске асыруға мүмкіндік беретін газ-изоляциялы қосқыш құрылғысы (GIS)

Бүгінгі күнгі ГАЖ платформалары кеңістікті тиімді басқарудан аса көп нәрсе істейді — олар әртүрлі желілік жақсарту технологиялары (ГЖТ) негізін құрайды. Бұл жүйелер динамикалық желілік бағалау (ДЖБ) жүйелері үшін қажетті нақты операциялық деректерді жинауға арналған сенсорларды орнатуға дайын герметикалық бөлмелермен жабдықталған. ДЖБ жүйелері өткізгіштің нақты температурасын, ағымдағы ауа райы жағдайларын және желдің жылдамдығын біріктіргенде, жер учаскесінің қосымша берілуін немесе қосымша жабдықтардың орнатылуын қажет етпей-ақ, электр берілетін қуатты 15 пайыздан 30 пайызға дейін арттыра алады. Тағы бір маңызды артықшылық — ГАЖ-тың ақылды қорғаныс механизмдерін қолдауы. Реле қондырғылары желінің құрылымы өзгерген кезде — мысалы, қоректендірушілер қайта конфигурацияланғанда немесе тарату энергиясының өндірілетін орталықтары (ТЭӨО) кездейсоқ орындарда пайда болғанда — автоматты түрде өзін-өзі реттейді. Бұл ақауларды жою уақытын ескі статикалық жүйелерге қарағанда әлдеқайда қысқартады — шамамен 40% (жағдайларға байланысты ауытқу мүмкін). Мұнда біз ГАЖ-тың қарапайым құрылғыларды сыйғызатын қораптан қазір желінің тұрақтылығын қамтамасыз ететін және қайта қалпына келтірілетін энергия көздерінің сәтті интеграциясына мүмкіндік беретін шынымен де «жұмыс ат» деңгейіне дейін дамығанын көреміз.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Электр жүйелерінде SF6 неге басқа газдармен ауыстырылып жатыр?

SF6-тың глобалдық жылынуға әсері өте жоғары болғандықтан, оның қолданысын шектеуге бағытталған шаралар қабылдануда; оның көміртегі диоксидіне қарағандағы глобалдық жылынуға әсері 23 500 есе жоғары. Экологиялық зиянды болдырмау мақсатында тұрақты дамуға ыңғайлы альтернативалық шешімдерге өтуге бағытталған нормативтік құжаттар әзірленуде.

Жоғары кернеулі қосқыш қондырғыларында SF6-ты қандай технологиялар ауыстыруда?

SF6-ты ауыстыратын екі негізгі технология — бекітілген изоляциялық жүйелер мен таза ауа диэлектриктік жүйелер; олардың экологиялық әсері әлдеқайда төмен.

Болжамды техникалық қызмет көрсету жүйелері коммуналдық компанияларға қандай пайда әкеледі?

Болжамды техникалық қызмет көрсету жүйелері техникалық қызмет көрсету шығындарын 25–30 пайызға азайтады және кенеттен тоқтатылуларды болдырмауға көмектеседі, сондықтан электр желісінің сенімділігі мен жұмыс істеу тиімділігі артады.

Қазіргі заманғы электр желілерінде ГАЖ (геоақпараттық жүйелер) қандай рөл атқарады?

ГАЖ кеңістікті тиімді басқаруға, динамикалық желілік рейтингке қолдау көрсетуге және ақылды қорғаныс схемаларын іске асыруға көмектеседі; осылайша электр желісінің тұрақтылығы мен икемділігі, әсіресе қалалық аймақтарда, артады.