Өнеркәсіптік электр жүйелері үшін сенімді ОЖ қондырғыларын қалай таңдау керек?

Орта кернеу (MV) қосқыштары дегеніміз не және олар электр энергиясы жүйелері үшін неге маңызды

Орта кернеу (MV) қосқыштары — бұл 600 В пен 69 кВ арасындағы электр тізбектерін басқару мен қорғауға арналған құрылғылар; олар заманауи электр энергиясы инфрақұрылымының маңызды негізін құрайды. Бұл жабдықтар авариялық жағдайларды миллисекунд ішінде изоляциялайды және желілер бойынша тізбекті апаттардың таралуын болдырмауға көмектеседі. Салыстыру үшін: Понемон институтының 2023 жылғы зерттеуі бойынша, жоспарланбаған тоқтап қалулар өнеркәсіптік кәсіпорындарға сағатына 740 мың доллардан астам шығын тудырады, сондықтан апатты жедел тоқтату өте маңызды.

Орташа кернеу (MV) қосқыш құрылғылары қалалық желілерде, өндірістік кәсіпорындарда және қайта қалыптастырылатын энергия жобаларында қауіпсіз және сенімді электр энергиясын таратуды қамтамасыз етеді. Оның қорғаушы функциялары трансформаторларды, кабельдерді және төменгі деңгейдегі активтерді кернеу шығулары немесе қысқа тұйықталулар кезінде зақымданудан қорғайды — бұл өрт, жабдықтардың бұзылуы және ұзақ мерзімді тоқтату қаупін азайтады.

Бұл технология сонымен қатар күн энергиясы мен жел электр станцияларынан келетін айнымалы кірістерді торға берілгенге дейін тұрақтандыру арқылы қайта қалыптастырылатын энергияны интеграциялауға ықпал етеді. Энергияға деген сұраныс өскен сайын және декарбонизация үдеу алады, орташа кернеу (MV) қосқыш құрылғылары өзгеріп отырған электр желілерінде сенімділікті, қауіпсіздікті және операциялық тиімділікті тепе-теңдікте ұстау үшін қажетті болып табылады.

Орташа кернеу (MV) қосқыш құрылғыларының негізгі түрлері: Ауамен изоляцияланған vs. Газбен изоляцияланған vs. Қатты изоляцияланған

Орта кернеу қосқыш қондырғылары үш негізгі конфигурацияда шығарылады, олардың әрқайсысында айқын изоляциялық технологиялар мен жұмыс істеу артықшылықтары бар. Оңтайлы типті таңдау кеңістіктік шектеулерге, экологиялық факторларға және сенімділік талаптарына байланысты — бұл тікелей қауіпсіздік пен жүйенің тұрақтылығына әсер етеді.

Ауамен изоляцияланған қосқыш қондырғылар (AIS) сипаттамалары мен қолданылу жағдайлары

Ауамен изоляцияланған қосқыш қондырғылары негізгі изоляциялық материал ретінде қалыпты ауаны пайдаланады, яғни орнату әдетте қарапайым болады және басқа нұсқалармен салыстырғанда алғашқы шығындар салыстырмалы түрде төмен болады. Бұл қондырғының жұмыс істеу принципіне байланысты электрленген компоненттердің арасында кеңістіктің көбірек болуы қажет, сондықтан бұл орнату ірі сыртқы қосқыш қондырғылары немесе кең көлемді өнеркәсіптік кешендер сияқты жеткілікті орын бар орындарда тиімді болады. Техникалық қызмет көрсету нүктелеріне жету қиын емес, бірақ операторлар ылғалдылық, тозаңдың жиналуы және қатты химиялық заттарға ұшырау уақыт өте келе қондырғының жұмыс істеу сапасына қатты әсер ететінін білуі керек. Сондықтан ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз ету үшін дұрыс орналасу орнын таңдау өте маңызды.

Кеңістігі шектеулі орталарда газбен изоляцияланған қосқыш қондырғылары (GIS) артықшылықтары

Газдық изоляциялы қосқыш құрылғысы (GIS) ретінде күкірт гексафториді (SF6) газын пайдаланады, ол бұл жүйелердің дәстүрлі ауалық изоляциялы қосқыш құрылғысына (AIS) қарағанда шамамен 70% кем орын алуына мүмкіндік береді. Кішірек өлшемі GIS-ті қала орталығындағы трансформаторлық подстанциялар, биік ғимараттар, жер астындағы орнатылымдар және тіпті терең шахталар сияқты орын шектеулі жерлерде ерекше пайдалы етеді. SF6 газының өте жоғары диэлектрлік қасиеттері оның электр доғаларын болдырмауға және жүктеме ауыр кезінде жүйенің тұрақтылығын сақтауға көмегін тигізеді. Дегенмен, бұнда бір қиындық бар: SF6 — күшті жылу құбылысын тудыратын газ болғандықтан, оны қолдану арнайы дайындықты және қатаң экологиялық ережелерді сақтауды талап етеді. Қазіргі кезде көптеген компаниялар осындай жабдықтарды қауіпсіз түрде пайдалану үшін арнайы командаларға ие.

Қауіпсіздікті және тұрақты дамуды арттыруға арналған қатты изоляциялы қосқыш құрылғысы (SIS)

SIS технологиясы өткізгіштерді эпоксидті смола немесе силиконды резеңкемен қаптайды, бұл зиянды SF6 газдары мен басқа фторланған жер шарын жылытатын газ шығарындыларын жойып тастайды. Тәжірибеде бұл нені білдіреді? Су ішіне енбейді, коррозия пайда болмайды және жүйеге ештеңе ластандырмайды. Нәтижесі қандай? Оны теңіз жағалауларына, тропиктік аймақтарға немесе ылғалдылық деңгейі жоғары болатын кез келген жерге орнатқан кезде де сенімді жұмыс істеуі қамтамасыз етіледі. Бұл технология аз қызмет көрсетуді қажет етеді және оған тозаң немесе басқа бітелген заттардың түсуі ешқандай әсер етпейді, сондықтан барлық көпшілік компаниялар қазіргі уақытта «жаңылтпайтын» сертификаттар маңызды болып табылатын кез келген инфрақұрылымда — күн энергиясын пайдаланатын электр станцияларында, электромобильдерді зарядтау құрылғыларында және т.б. — SIS шешімдеріне өтуде.

Орташа кернеу қондырғыларының әртүрлі салалардағы негізгі қолданыс сценарийлері

Орташа кернеу қондырғылары — жұмыс істеу үздіксіздігі шарт етілетін маңызды инфрақұрылым салалары бойынша электр қауіпсіздігі мен сенімділігінің негізі болып табылады.

Электр желісінің астыншы станциялары және желіге қосылу

Тарату мен берілетін электр желілерінде орташа кернеу қондырғылары электр қуатының ағысын басқарады, авариялық жағдайлар кезінде ақауларды изоляциялайды және миллиондаған тұтынушылар үшін кернеуді тұрақты ұстайды. Сақиналы қосқыш құрылғылары (RMU) қосымша резервтеу мүмкіндігін қамтамасыз ететін және аз аумақты алып жүретін бөліктік қоректендіруді қамтамасыз ететін қалалық тарату желілерінде кеңінен қолданылады.

Жоғары сенімділік пен ақауларды басқару талап ететін өнеркәсіптік кәсіпорындар

Зауыттар, мұнай өңдеу орталықтары және үлкен деректер орталықтары барлығы өзінің қымбат тұратын жабдықтарын қорғау мен қызметкерлерді қауіпті жағдайлардан сақтау үшін орта кернеумен жұмыс істейтін қосқыштарға сүйенеді. Бұл жүйелер электр қозғалтқыштарын, өнеркәсіптік жетекшілерді және өндірістік процестерді басқару панельдерін кенеттен кернеу секірістері мен қауіпті қысқа тұйықталулардан қорғайды, өйткені олар жабдықты шығарып жіберуі мүмкін. Негізгі электр қоректендіру кезінде ақаулық туындаған жағдайда Автоматты тасымалдау қосқыштары (ATS) жұмыс істеп, өндірістің тоқтамауын қамтамасыз етеді. Олар өндірісті тоқтатпай-ақ автоматты түрде резервті генераторларға ауысуға мүмкіндік береді, сондықтан көптеген зауыт басқарушылары ATS орнатуларын бизнес үзіліссіздігін қамтамасыз ету жоспарының маңызды элементі деп санайды.

Қайта қалпына келтірілетін энергияны интеграциялау (жел/күн электр станциялары)

Күн энергиясын пайдаланатын электр станциялары меншікте және жел электр станциялары да торапқа қосылу, гармоникаларды азайту және дұрыс кернеу деңгейлерін сақтау сияқты маңызды функцияларды орындау үшін орташа кернеудегі қосқыштарды (switchgear) қолданады. Теңізде орналасқан жел электр станциялары үшін газды изоляцияланған қосқыштар (GIS) негізгі таңдау болып табылады, себебі бұл жүйелер аз орын алады, теңіз суының зиянды әсеріне төзімді және техниктер теңізге шығып жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде тұрақты қызмет көрсетуді қажет етпейді. Жерде орналасқан күн энергиясын пайдаланатын электр станциялары үшін экологиялық таза технологияларға негізделген, ұзақ қызмет ету мерзімі бар және реттелетін бақылаусыз жұмыс істей алатын қатты изоляцияланған қосқыштар (SIS) кеңінен таралуда. Көптеген операторлар бұл мүмкіндікті ерекше бағалайды, себебі алыста орналасқан күн энергиясын пайдаланатын электр станцияларында жиі қызмет көрсетушілердің жақында болмауы мүмкін.

Дұрыс орташа кернеудегі қосқыштарды таңдау: негізгі техникалық және операциялық факторлар

Кернеу класы, қысқа тұйықталуға төзімділік және қосу-ажырату режимі талаптары

Орта кернеу қосқыш құрылғыларын таңдаған кезде, алдымен техникалық сипаттамаларды нақты объектінің қажеттіліктеріне сәйкестендіріңіз. Кернеу рейтингілері қалыпты жұмыс істеу мен шыңдық жағдайларын қамтамасыз ете алатынын тексеріңіз. Қазіргі кезде көптеген өнеркәсіптік орнатулар 3,3 кВ-тан 36 кВ-қа дейінгі ауқымда жұмыс істейді. Құрылғылар қысқа тұйықталуға да төзімді болуы керек. Егер ол белгілі бір орындағы ақаулық токтарын ұстауға қабілетсіз болса, онда қауіпсіздік пен қаржылық тұрғыдан келешекте ауыр проблемалар туындайды. Қанша жиі қосу/өшіру операциялары жүргізілетінін қараңыз. Вакуумдық өшіргіштер, мысалы, конденсаторлық батареялар сияқты жиі қосылып-өшірілетін жағдайларда тиімдірек болады. Алайда, сирек қосылатын, бірақ қатты тоқтату қажет ететін жағдайларда SF6 құрылғылары әлі де өз орнын сақтайды. Автоматты ауысу қосқыштары немесе авариялық электр желілері сияқты маңызды жүйелерге ерекше назар аударыңыз. Тоқтату рейтингтерінің IEC 62271-100 стандарты талаптарына сәйкес ең қолайсыз ақаулық жағдайларын шынымен қанағаттандыратынына көз жеткізіңіз.

Қоршаған орта жағдайлары, қызмет көрсету қажеттіліктері және өмірлік цикл бойынша шығындарды талдау

Жабдықтың қоршаған орта жағдайларына қаншалықты төзімді болуы, оның қанша уақытқа созылатынын, қолдану кезінде қауіпсіздігін сақтай алуын және уақыт өте келе қанша шығын келтіретінін нақты әсер етеді. Әртүрлі орталарды қарастырғанда, экстремалды температураның деңгейі, ылғалдылық, жағалау аймақтарындағы тұзды ауа, тозаңдың жиналуы және химиялық заттар сияқты факторлар маңызды болып табылады. IEC 62271 стандарты осы қауп-қатерлерді санаттауға көмектеседі. Көптеген ішкі орнатулар үшін кемінде IP2X қорғаныс дәрежесі қажет, бірақ жабдық сыртқы ортаға немесе тұзды су аймақтарына орнатылған кезде IP54 немесе одан жоғары дәрежелі қорғаныс қажет болады. Сонымен қатар, жүйе түрлері бойынша жөндеу талаптары да әртүрлі болады. AIS жүйелері әдетте әрбір үш айда тексеру мен регулярлы тазарту жұмыстарын қажет етеді. GIS жүйелері газдармен жұмыс істеу және саңылауларды анықтау бойынша мамандандырылған қызметкерлерді талап етеді. SIS жүйелері басқа жүйелерге қарағанда жалпы алғанда едәуір аз назар аударуды қажет етеді; олар AIS альтернативаларымен салыстырғанда жоспарланған жөндеу жұмыстарын шамамен 40% азайтады.

Толық циклдық өндірістік шығындарды талдау жүргізіңіз, ол мыналарды ескереді:

Болашақтағы жүктеме өсуін немесе технологиялық жаңартуларды қолдайтын модульді, масштабталатын конструкцияларды басымдық ретінде қарастырыңыз — қуат қуатын кеңейткенде немесе цифрлық бақылау мүмкіндіктерін интеграциялағанда толық ауыстыруды болдырмаңыз.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Орташа кернеу қосқыш құрылғысының негізгі қызметі қандай?

Орташа кернеу қосқыш құрылғысы электр тізбектерін басқарады және қорғайды; авариялық жағдайларды миллисекунд ішінде изоляциялайды, сондықтан апаттардың болмауын қамтамасыз етеді және қауіпсіз, сенімді электр энергиясын таратуды қамтамасыз етеді.

Орташа кернеу қосқыш құрылғысы қайтадан қолданылатын энергия көздерімен қалай интеграцияланады?

Орташа кернеу қосқыш құрылғысы күн энергиясы мен жел электр станцияларынан келетін айнымалы кірістерді торға берілуге дейін тұрақтандырады; қайтадан қолданылатын энергияны интеграциялауға қолдау көрсетеді және жұмыс істеу тиімділігін қамтамасыз етеді.

Орташа кернеу қосқыш құрылғысын таңдаған кезде қандай факторларды ескеру керек?

Орташа кернеу қондырғыларын таңдаған кезде кернеу рейтингін, қысқа тұйықталуға төзімділікті, жағдайын, қызмет көрсету қажеттілігін және жұмыс істеу өмірінің құнын ескеріңіз.

Қатты изоляциялық қондырғыларды қолданудың артықшылықтары қандай?

Қатты изоляциялық қондырғылар SF6 газдарын болдырмау арқылы, ауа-райына төзімділік қамтамасыз ету арқылы және аз қызмет көрсетуді талап ету арқылы күшейтілген қауіпсіздік пен тұрақтылықты ұсынады.