Сақиналы негізгі құрылғы: Қалалық электр желілері үшін компактты дизайнның артықшылықтары

Қазіргі заманғы қалалық желілер үшін неге компакттық сақиналық негізгі құрылғылар қажет?

Қалалық аумақтық шектеулер және таратылатын, тұрақты электр энергиясы инфрақұрылымына деген сұраныстың өсуі

Әлем халқының жартысынан астамы қазір қалаларға көшіп келеді — бұл қала аумақтарында электр инфрақұрылымы үшін орын табу нақты мәселе болып табылады. Дәстүрлі трансформаторлық подстанциялар шамамен футбол алаңындай аумақты алады, ал бұл 2023 жылғы Ponemon Institute деректеріне сәйкес гектарына шамамен $740 000 тұратын қымбат қала жерлерінде мүлдем іске аспайды. Сол уақытта, болжанбайтын ауа-райы құбылыстары мен цифрлық жүйелерге деген өсуі бар тәуелділігіміз бізге жеке элементтері ақауға ұшыраған кезде де жұмыс істей беретін электр желілерін талап етеді. Дүниежүзілік банктің өткен жылғы деректеріне сәйкес, тек қана дауылдарға байланысты өшірулер әлемдік экономикадан жылына шамамен $150 миллиардтың шығынға әкеледі. Бұл коммуналдық кәсіпорындарды кішірек, бірақ тұрақты жүйелерге қарай итермелеп жатыр. Компактты сақиналы негізгі құрылғылар (RMU) осы жерде ақылды шешім болып табылады. Бұл модульді құрылғылар қосымша жер ауданын талап етпейді және көшелер мен тротуарларға кедергі келтірмей, тікелей қала пейзаждарына кіреді.

Сақиналы негізгі құрылғының компакттылығы қалай ірі қалалардағы жердің тапшылығын тікелей шешеді

Сақиналы негізгі құрылғылар (РНҚ) кеңістіктік шектеулерді радикалды миниатюризация арқылы жеңеді — олар дәстүрлі қосқыш құрылғыларға қарағанда аумағын 70% дейін азайтады. Газды изоляциялы (SF₆) және вакуумды өшіру технологиялары компоненттерді герметикті, модульді жинақтарға тығыздауға мүмкіндік береді; олар бұрын пайдаланылмаған кеңістіктерге орнатылуға қолайлы:

Бұл тиімділік тәжірибеде дәлелденген: Сингапурдың орталық ауданындағы желісі өзінің электрмен жабдықтауының 80%-ын жерасты РНҚ-лары арқылы жүзеге асырады — бұл беткі әсерді болдырмастан толық N-1 резервтеу режимін қамтамасыз етеді. Жердің шектеулерін шешіп, бір уақытта табиғи тұрақтылықты қамтамасыз ету арқылы компактты РНҚ-лар масштабдануға қабілетті, болашаққа дайын қалалық желілердің физикалық негізін құрайды.

Сақиналы негізгі құрылғылардың миниатюризациясын қамтамасыз ететін инженерлік жаңалықтар

Тұрғын үйдің ауданын азайту үшін газбен (SF6) және вакуумдық қосқыштар технологиялары

Қазіргі заманғы RMU конструкциясы негізінен екі ірі технологиялық жетістікке – SF6 газымен изоляциялау мен вакуумдық қосқыштар технологиясына байланысты өте айтарлықтай өлшемдерін азайтуды қамтамасыз етеді. SF6-тың диэлектрлік беріктігі шынында да қалыпты ауадан шамамен үш есе жоғары, яғни электр өткізгіштерді доғаларды сөндірудің тиімділігіне әсер етпей, оларды бір-біріне әлдеқайда жақын орналастыруға болады. Бұл өндірушілерге қораптардың өлшемдерін дәстүрлі ауамен изоляцияланған жүйелерге қарағанда шамамен 40% қысқартуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, вакуумдық өшіргіштер де маңызды рөл атқарады. Олар негізінде ірі доға шахталарын мүлдем жоюға мүмкіндік береді, сондықтан қосқыш камераcының өзі алдыңғы уақытта алып жүрген орыннан шамамен 60% аз орын алады. Бұл жаңалықтардың қосылуы бірнеше жыл бойы қызмет көрсету құрылғысына шамамен нөлдік қызмет көрсету қажеттілігін қамтамасыз етеді. Желі операторлары бұл құрылғыларды желілерінің маңызды бөліктерінде орнатқан кезде 99,98% сенімділік көрсеткіштерін бақылағанын хабарлайды. Сонымен қатар, табысқа әсер ететін тағы бір факторды да ұмытпаған жөн. Барлық осы тиімділік жетістіктері арқасында өмірлік цикл бойынша шығындар шамамен 30–35% азаяды.

Тығыздықты арттыратын, бірақ қауіпсіздікті қамтамасыз ететін модульдік дизайн және интегралды қорғаныс жүйелері

Қосымша құрылғылар (RMU) модульдік дизайн әдістерінен көп пайда көреді. Дайын шиналы бөліктер мен оңай орнатылатын қорғаныс құрылғылары сияқты стандартты компоненттерді бір-біріне қосуға болады, олар бірдей негізгі шкаф өлшемінде тиімді конфигурацияларды қамтамасыз етеді. Қазіргі заманғы жүйелерде ішкі ақылды релелер қолданылады, олар жылу деңгейін, механикалық кернеуді және электрлік жағдайларды үнемі бақылайды; осы жүйелер проблемаларды барынша 2 миллисекундтан кейін изоляциялай алады. Бұл ақылды функциялар басты құрылғыдан тыс жеке қорғаныс құрылғыларын қажет етпеуге мүмкіндік береді, сондықтан әрбір орнату үшін қажетті еден ауданы шамамен 0,75 квадрат метрға дейін азаяды және барлық қажетті IEC 62271 қауіпсіздік талаптарына сай келеді. Бұл практикалық тұрғыдан не білдіреді? Ескірген жабдықтардың орнына жаңарту кезінде маңызды болатын, ескі стилдегі конструкцияларға қарағанда қуат қабілеті шамамен екі есе артады, өйткені ескі тарату құрылғыларын жаңарту кезінде кеңейтуге орын жоқ.

Нақты әлемдегі қалалық орнату: Сақиналы басқару құрылғыларының кеңістікті үнемдейтін қолданылуы

Токио мен Сингапурдағы трансформаторлық подстанциялардың жаңартылуы және үйлердің төбесіне орнатылуы

Токиода электр қосалқы станциялары үшін орын табу — нағыз мәселе, себебі сол жердегі жер учаскелерін алмастыру негізінен мүмкін емес. Дәстүрлі жабдықтардың орнына компактты RMU-ларды орнату арқылы қала жоспарлаушылары қажетті физикалық көлемді шамамен 60% қысқартуы мүмкін. Бұл жаңа нысандарды салмай-ақ барлық инфрақұрылымды дұрыс жұмыс істеуге ұстап тұрады. Бүкіл әлем бойынша Сингапурда да ұқсас тәсіл қолданылады: тығыз бизнес аймақтарындағы ғимараттардың төбесіне RMU-лар орнатылады. Бұл төбедегі орнатылымдар тығыз тұрғындармен қамтылған аудандардағы барлық электрлік талаптарды қанағаттандырады, сондықтан бағалы көше аумағын алатын қосымша жер үсті қосалқы станцияларын салу қажет емес. Біз мұнда ғимараттардың төбелері, жер асты қоймалары мен техникалық қызмет көрсету туннельдері сияқты бұрыннан бері пайдаланылмаған кеңістіктерді электр энергиясы желісінің функционалды бөлігіне айналдыратын модульдік құрылғылардың қалай жұмыс істейтінін көріп отырмыз.

Биік ғимараттар мен коммерциялық кешендердегі вертикаль интеграция

Қазір заманауи әзірлеушілер RMU-ларды көпқабатты ғимараттардың қызметтік құбырларына тігінен орнатуды бастады, бұл сызықтық электр қондырғылары үшін подвалда қажетті алаңды шамамен қырық пайызға азайтады. Бірнеше жалғыз иелерге ие болатын аралас қолданысқа арналған коммерциялық ғимараттар үшін RMU-ларды бірінің үстіне бірін орналастыру қажет болған кезде оңай кеңейтуге мүмкіндік береді. Кәсіпорындар өскен сайын және уақыт өте келе қуаттың қажеттілігі өзгерген сайын, жай ғана тағы да артық тізбектер немесе қосымша қорғаныс қабаттарын қосыңыз. Бұл тігінен орнату әдісінің нағыз артықшылығы — шектеулі жер ресурсының проблемасын толығымен айналып өту. Қымбат тұратын жердің беткі аумағы үшін күресу орнына құрылысшылар тік бағытта жұмыс істей алады, сондықтан электр желісі құрылыстың басынан бастап тұрақты болады.

Масштабданатын сақиналы негізгі қондырғы архитектурасы арқылы қалалық желілерді болашаққа дайындау

Қалалық электр желілері әр күн сайын тұрғындар санының өсуі, барлық нәрсенің электрленуі және цифрлық қызметтердің үнемі көбейіп отыратын энергия талабы арқасында барынша керілуде. Сондықтан біз ешкімнің электр қорегін үзбей, біртіндеп кеңейтілетін инфрақұрылымға қажеттілік туады. Модульді стандартты бөлшектерге негізделген масштабталатын RMU (радиальды қосқыш құрылғысы) конструкциялары осы мәселені өте жақсы шешеді, өйткені олар коммуналдық кәсіпорындарға кезеңді жаңарту мүмкіндігін береді. Жаңа қорғаныс жабдығын қосқыңыз келеді ме? Оны ғана орнатыңыз. Жақсартылған бақылауға қажеттілік туындады ма? Барлық жүйені ашуға келмей, дәл қажетті орынға сол сенсорларды орнатыңыз. Бұл тәсіл ірі инвестицияларға кететін шығындарды азайтады және кеңейту кезінде электр қорегін сақтайды — бұл қалалық жоспарлаушылар үшін өте маңызды, себебі сенімді электр қорегі бизнес-әрекеттердің өнімділігін сақтауын білдіреді. Сонымен қатар модульдік құрылым жаңартылатын энергия көздерін қосуды да жеңілдетеді. Күн энергиясын пайдаланатын орнатулар мен электромобильдерді зарядтау станциялары қаланың бойындағы трансформаторлық подстанцияларда қымбат тұратын жалпы қайта жабдықтауды қажет етпей, нақты RMU бөлімдеріне қосылуы мүмкін. Бұл жеке нүктелік тарылулар қалалық электр желілерінің қалалармен бірге өсуін, аймақтардың дамуы мен уақыт өте келе өзгеруіне қарай бейімделуін тоқтатпайды.

Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

Қысқа шеңберлі негізгі құрылғылар дегеніміз не?

Қысқа шеңберлі негізгі құрылғылар — қосымша жер аумағын талап етпейтін және қалалық аймақтарда қуатты таратуды тиімді қамтамасыз ету үшін жетілдірілген технологияларды қолданатын модульді құрылғылар.

Қысқа шеңберлі негізгі құрылғылар қалалардағы орын шектеулерін қалай шешуге көмектеседі?

Қысқа шеңберлі негізгі құрылғылар дәстүрлі қосқыш құрылғыларға қарағанда дейін 70% кем аумақты алады, сондықтан олар қалалық аймақтар сияқты орын шектеулі орталар үшін идеалды болып табылады.

Шеңберлі негізгі құрылғылардың кішірейтілуін қамтамасыз ететін технологиялар қандай?

Шеңберлі негізгі құрылғылардың кішірейтілуін қамтамасыз ететін екі негізгі технология — газ-изоляциялық (SF6) және вакуумдық қосқыш технологиялары.

Шеңберлі негізгі құрылғыларда модульді дизайн қолданудың артықшылықтары қандай?

Шеңберлі негізгі құрылғылардағы модульді дизайн құрылғыларды кез келген конфигурацияға баптауға, жөндеуді азайтуға және қауіпсіздік стандарттарын сақтай отырып, қуат өткізу қабілетін арттыруға мүмкіндік береді.

Шеңберлі негізгі құрылғылар қалалық электр желілерін болашаққа сай етуде қандай рөл атқарады?

RMU-лер электр желілерін біртіндеп кеңейтуге, қайта өнімделетін энергия көздерін ендіруге және ірі қайта жабдықтаусыз қалалық өсудің қарқынына үлгеруге мүмкіндік береді.