Тогтвортой бус цахилгаан хангамж үү? Чанартай тархалтын самбар нийлүүлэлтийн найдвартай байдлыг сайжруулна

Цахилгаан хангамжийн найдвартай байдлыг ойлгох болон тархалтын самбарын үүрэг

Цахилгаан хангамжийн найдвартай байдлыг сайжруулах гэж юу вэ?

Цахилгаан хангамжийн найдвартай байдлыг сайжруулах нь гол төлөв цахилгааны системийг үндсэнд нь хүчтэй болгож, хүлээгдээгүй цахилгааны салхины тоог бууруулахыг хэлнэ. Мэргэжлийн стандартуудын дагуу тархалтын самбарыг орчин үеийн шинэчлэлтээр шинэчилснээр SAIDI-г (үйлчлүүлэгч бүрт гарах цахилгааны салхины дундаж үргэлжлэх хугацаа) 2023 оны сүүлийн өгөгдлөөр ойролцоогоор 30%-иар бууруулж болохыг харуулж байна. Эдгээр шинэ самбарууд юунаас болж илүү үр дүнтэй болдог вэ? Холболтын утасны тогтворгүй байдал, оройн ачааллын үед хэт ачаалалтай болдог гэх мэт хуучин системүүдэд их тохиолддог асуудлуудад шийдэл олдог. Самбарт суурилсан оюунлаг технологи нь торны ачааллыг тэнцвэржүүлэх, аюултай нумыг илрүүлж, том асуудал болохоос өмнө зогсоох боломжийг олгодог.

Тархалтын системийн найдвартай байдлын индексүүд (SAIFI, SAIDI, EENS) үзүүлэлтийг хэрхэн хэмждэг

Гурван стандартжуулсан метрик тархалтын үзүүлэлтийг хэмждэг:

• SAIFI (Системийн дундаж цахилгааны салхины давтамжийн индекс): Үйлчлүүлэгч бүрт жилийн дундаж цахилгааны салхины тоог хянах
• SAIDI : Үйлчлүүлэгч бүрт жилийн нийт цахилгааны салхины үргэлжлэх хугацааг хэмжих
• EENS (Хүрэх ёстой эрчим хүчний хэмнэлт): Цахилгааны хаалтын үеийн эдийн засгийн нөлөөг мегават-цагаар үнэлнэ

IEC 61439-д нийцсэн самбар ашигладаг тоноглолууд нь уламжлалт системүүдтэй харьцуулахад гэмтлийн байршлыг илүү хурдан тодорхойлдог учраас SAIDI-г 41%-иар бууруулсан бөгөөд 2024 оны IEEE-ийн тайлангийн мэдээллээр.

Цахилгаан хангамжийн системийн загварчлал болон цахилгааны хүртээмжтэй байдлын хоорондын холбоо

Зөв дизайн хийсэн тархалтын самбарууд нь цаг хугацааны ачааллын үед системийн багтаамжийг ойролцоогоор 25% нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд мэдрэг тоноглолд гэмтэл учруулах сааталын хүчдэлийн уналтыг зогсоох боломжтой. Хэрэв суурилуулагчид хэлхээний таслагч, цахилгаан сарнилтын хамгаалалтыг суурилуулж, тэгшитгэлийн болон газардуулгын холболтуудыг зөв байрлуулбал, худалдааны барилга ойролцоогоор жилийн 99.98% хугацаанд цахилгаантай байх болно. Дулааны зураг авалтын судалгаа нэг юмыг илрүүлсэн: зөв тохируулсан самбарууд ердийн тохиргоотой харьцуулахад ойролцоогоор 15 С-аар хүйтнүүр байдаг. Энэ температурын ялгаа EPRI-ийн 2023 оны судалгаагаар дамжуулагчийн элэгдэл, гэмтлийг ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг. Цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсэгт дулаан урт хугацаанд ямар нөлөө үзүүлдэгийг бодож үзвэл ингэж ойлгомжтой.

Дутуу тархалтын самбаруудаас үүдэлтэй цахилгааны чанарын түгээмэл асуудлууд

Сул тархалтын сүлжээн дэх хүчдэлийн хэлбэлзэл ба гармоник искэлдэл

Хуучирсан тархалтын самбарууд хугацаа дууссан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн улмаас (EPRI 2023) хувьсах ачааллын дор ±15% хүртэлх хүчдэлийн хэлбэлзэлд зөвшөөрдөг. Энэ тогтворгүй байдал нь IEEE 519-2022 стандартын хязгаараас хэтрэх давтамжийн гармоник искэрийг үүсгэж, хувагчийн дахин хэт халах, нарийн төвөгтэй тоноглолд гэмтэл учруулдаг. Сул сүлжээний загварчлал дахь эсэргүүцлийн тохируулга алдаатай байх нь орчин үеийн байгууламжуудтай харьцуулахад давтамжийн резонансын эрсдэлийг 38% -иар ихэсгэдэг.

Хуучирсан самбаруудын төлөвлөгөөгүй зогсолтонд үзүүлэх нөлөө

Цахим хяналтгүй өв залгисан самбарууд ийм үйлдвэрт жилд дунджаар 14.7 цагийн оношлогдоогүй зогсолттой байдаг (NFPA 2023). Хуучин цахилгаан механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд, жишээ нь хуучин хэвийн автомат таслуурууд болид төлөвийн аналогуудтай харьцуулахад гэмтэлд 73% удаан урвал үзүүлдэг бөгөөд зогсолтыг уртасгадаг. ANSI C84.1 стандартын доорх хүчдэлийн бүхэн 1% бууралт нь хөдөлгүүрийн ачаалалтай угсралтын шугамын үр ашгийг 2.8% -иар бууруулдаг.

Тохиолдол: Самбарын давтаст ачааллын улмаас үйлдвэрийн үйлдвэрлэл зогссон

25 настай хуваарилалтын самбар ачааллын оргил үед гэмтсэнээр нэгдүгээр түвшний автомашины хэсгийн нийлүүлэгч $740 мянган орлогын алдагдалд орсон. Шинжилгээний дүгнэлтээр:

Үйлдвэр IEC 61439-2 стандартад нийцсэн, бодит цагийн ачааллын хяналттай самбаруудаар солих замаар ийм төрлийн зогсолтыг 34 сарын турш давтаагүй.

Орчин үеийн цахилгааны шаардлагыг хангах найдвартай хуваарилалтын самбарыг инженерчлэх

Өндөр чанартай хуваарилалтын самбарын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Өндөр чанартай түгээлтийн самбарууд нь ихэвчлэн 200 амперээс дээш гүйдлийг даах чадалтай зэсээр хийсэн шинжилгээний самбар, нуман цахилгааны гэмтэл илрүүлэх технологитой модуль хэлбэрийн автомат таслуур, мөн том 50кА-ийн гүйдлийн сарнилтыг зохицуулах чадвартай цахилгааны уналтаас хамгаалах төхөөрөмжүүдийг багтаадаг. Бүх систем ачааллын оргил үед ч гэсэн ойролцоогоор ±5%-иас хэтрэхгүй байдлаар хүчдэлийг тогтвортой байлгадаг. Зэс шинжилгээний самбар нь хуванцар хайлшинаас илүү сайн цахилгаан дамжуулдаг бөгөөд Copper Development Association-ийн саяхны судалгаагаар энергийн алдагдлыг 18-22 хувь хүртэл бууруулдаг. Дулаан-соронзон таслуур нь жижиг 15 амперийн шугамаас эхлээд хүнд даацын 400 амперийн хүртэлх хэлхээний давхацлын хамгаалалтыг нарийвчлан хангах чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Бодит цагт хяналт тавих болон гэмтэл илрүүлэх системийг нэгтгэх

IoT сенсоруудтай орчин үеийн цахилгаан хяналтын самбарууд нь температурын хэмжилт, гармоник искэлдэл, холбогчийн элэгдлийн заагч зэрэг ойролцоогоор арван хоёр үзүүлэлтийг хянаж байдаг. Эдгээр ухаалаг төхөөрөмжүүд SCADA системд холбогдсон үед хамгийн сайн үр дүнд хүрдэг бөгөөд ихэнх системийн гэмтэл болохоос 89 хувийг урьдчилан илрүүлж чаддаг. Өнгөрсөн жил дэлгэцийн тэсвэрт чадлын талаар гаргасан судалгаагаар ил тодорхойлогдсон байдлаар, бодит цагт хяналт тавьдаг объектууд нь хуучин технологийн байгууламжуудтай харьцуулахад хүчдэлийн уналт ойролцоогоор 63 хувиар бага тохиолддог бөгөөд цахилгааны алдагдалд 41 хувиар илүү хурдан сэргэдэг. Тоо мэдээлэл нь хуучин инфраструктурыг дижитал оюун ухаанаар шинэчилснээр юу болохыг тодорхой харуулж байна.

Зохиомжийн стандарт: Нэмэлт аюулгүй байдлыг хангахын тулд IEC 61439 ба NEC шаардлагад нийцсэн байх

IEC 61439 болон NEC 409.110 стандартын шаардлагуудыг дагаж мөрдөх нь тоноглолд хангалттай богино холболтын хамгаалалт, хангалттай диэлектрик бат бөх чанарыг хангах ба гүйдэл дамжуулах компонентүүдийн хооронд аюулгүй зайн хэмжээг хадгалах боломжийг олгоно. Хэрэв самбаруудыг 2B төрлийн нумын хаалтны шаардлагуудад нийцүүлэн барьвал ажил хийх ердийн зайнаас нум гарах энергийг ойролцоогоор 85%-иар бууруулдаг. Энэ нь цахилгаан систем дээр ажиллах үедээ ангилал 4-ийн хүнд хэцүү эрсдэлд өртөж болох техникчдийн аюулгүй байдлыг сайжруулахад ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. Мөн NEC 250.122-д заасан газардуулах шаардлагыг ч мартах ёсгүй. Энэ шаардлагыг зөв хэрэгжүүлэх нь доголдол гарсан үед ч хүрээлэн буй хүчдэлийг хянахад тусалж, ихэвчлэн 1.5 вольтоос бага байлгах боломжийг олгоно.

Хуваарилалтын самбар сонгохдоо зардал болон урт хугацааны найдвартай байдлыг тэнцвэржүүлэх

Ангилалын 1-р зэргийн үйлдвэрийн самбарууд нь худалдааны түвшний нэгжүүдээс 35–45% илүү өртөмжтэй боловч 15–20 жилийн оронд 40 жилийн үйлчилгээний нас байдаг бөгөөд энэ нь амьдралын мөчлөгийн өртгийг 72%-иар бууруулдаг (2024 оны амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ). Ponemon институтын үнэлгээ ёсоор надад зарим алдагдлыг сэргийлэх найдвартай байдлын шинэчлэл нь дунд зэргийн үйлдвэрлэгчдийн жилд 740,000 ам.долларын зогсонги байдлын зардлыг сэргийлдэг бөгөөд хөрөнгө оруулалтын өгөөж 18 сарын дотор орж ирдэг.

Батлагдсан үр дүн: Өгөгдлийн төвийн самбарыг шинэчилсэн талаарх тохиолдол

Ард тумын дэвсгэр: Серверийн үйл ажиллагаанд нөлөөлж буй дахисан зогсолт

Tier III ангилалтай cloud үйлчилгээний өгөгдлийн төвүүд жилд дунджаар 14 цагийн таамаглагдашгүй зогсолттой тулгардаг бөгөөд 2023 оны Ponemon Institute-ийн судалгаагаар энэ нь ойролцоогоор 740,000 ам.долларын орлогыг алдуулахад хүргэдэг. Эдгээр саатлын шалтгааг илүү гүнзгий шалгавал, ойролцоогоор гурван хоёр нь орчин үеийн шаардлагуудад давхар болсон хуучин цахилгаан хангамжийн системүүдтэй холбоотой байдаг. Асуудал нь ихэнх объектууд AI тооцоолох эхлэснээс хойш засвар, шинэчлэлтийг хийгээгүй бөгөөд шүүгээний нягтрал 40%-иар нэмэгдсэн. Байгууламжийн дагуу хүчдэл байнга буурах үед техникчид барилгын дагуу цахилгаан хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийг дахин тохируулахыг хичээх боловч салсан цахилгааныг сэргээхэд нэмэлт минут зарцуулахад хүргэдэг.

Шийдэл: Модуль, ухаалаг хангамжийн самбар суурилуулах

Газар нутаг нь бодит цагийн гүйдлийг хянах, ухаалаг ачааллыг тэнцвэржүүлэх зорилгоор модуль хэлбэрийн ухаалаг самбаруудад шинэчлэгдсэн. Тусгаарлагдсан фазын шинэ салаануудыг бүрэн зогсоолгүйгээр шат дараатай хэрэгжүүлэх боломжийг шинэ самбарын бүтэц олгосон. Хэт ачаалал үед суулгасан дулааны мэдрэгчид автоматаар цахилгааны чиглэлийг өөрчилсөн ба N+1 шугамын бүтэц нь засвар үйлчилгээний үеэр цахилгаан тасралтгүй ажиллах боломжийг хангасан.

Үр дүн: 99.999% ажиллагааны цаг хангагдсан, SAIDI 82%-иар буурсан

Нэг жилийн дараа гарсан үр дүнгүүд:

• SAIDI : Жилд 4.7 цагаас 0.85 цагт хүртэл буурсан
• Эрчим хүчний үр ашиг : Тархалтын алдагдал 18%-иар буурсан
• Засвар үйлчилгээний зардал : Урьдчилан таамаглаж болох шинжилгээний тусламжтайгаар самбарын шалгалтын ажил 55%-иар буурсан

Хангасан 99.999% ашиглалтын хангалт нь Uptime Institute-ийн Tier IV стандартыг хангасан. Сүүлийн үеийн дэд бүтцийн шинэчлэлтийн ажлын хүрээнд интеграцчилсан дижитал хос (Power Systems Journal 2023) ашиглан гэмтлийг илрүүлэх хурд 93%-иар нэмэгдсэн талаар тайлагджээ.

Сүлжээг ирээдүйд бэлтгэх: Ухаалаг Тархалтын Самбарууд ба Урьдчилан Таамаглалт Стратеги

Өөрөө засралт хийх боломжтой сүлжээ ба сүлжээний тогтвортой байдлыг хангахад ухаалаг самбаруудын үүрэг

Өнөөгийн тархалтын самбарууд нь хүчдэлийн асуудлыг фактик байдлаар 2 миллисекундын дотор л олж илрүүлж, автоматаар цахилгааны урсгалыг дахин чиглүүлж, зүйлсийг гладкийн байлгах боломжтой ухаалаг диагностикийн онцлог шинж чанартай ирдэг. Эдгээр самбарууд нь цахилгаан сүлжээний ялгаатай хэсгүүдийн хооронд холбооны IEC 61850 стандартын дагуу ажилладаг. Өнгөрсөн жилийн Global Energy Report-ийн мэдээгээр жилдээ 23%-иар өсөж буй салхины ба нарны суурилуулалтуудын хувьд энэ төрлийн бодит цагийн координаци нь тогтвортой ажиллагааны тулд илүү чухал болох болно. Мөн өөрийгөө эдгээх чадвар нь маш их ялгаа гаргадаг; судалгааны дагуу эдгээр орчин үеийн системүүд буруу ажилласны дараах засварын цагийг одоо байгаа хуучин технологийн байгууламжуудтай харьцуулахад бараг 92% хүртэл багасгадаг.

Тасралтгүй цахилгааны чанарын хяналтыг хангахын тулд IoT болон урьдчилан цохих засварын аргыг ашиглах

Оюунлаг самбарууд нь гармоник искерлийг багасгах, дулаан хэв маягийг хянах зэрэг 15-с дээш үзүүлэлтийг хянахын тулд IoT сенсоруудыг ашигладаг. Урьдчилан таамаглах алгоритмууд эдгээр өгөгдлүүдийг шинжилж, бүрэлдэхүүн хэсгийн гэмтлийг 6–8 сарын өмнөөс урьдчилан мэдэгдэнэ. Эдгээр системийг ашигладаг объектуудад цаг алдалтгүй оновчтой засвар үйлчилгээ хийснээр жилд дунджаар 40% хэмнэлт болон хүчдэлийн уналтыг 67% бууруулсан байдаг.

Хувь хүний орлогыг хамгийн их байлгах: Хугацаа хэтэрч төлөвлөгөөгүй зогсонги байдалд орохоос сэргийлэхийн тулд самбаруудыг шинэчлэх

2023 оны Үйлдвэрлэлийн Тэсвэрт байдлын Судалгаагаар хийсэн сүүлийн үеийн судалгааны дагуу, төлөвлөгөөгүй цахилгааны хаалт гарах бүрт аж үйлдвэрийн салбарууд цаг бүрт дунджаар 260 мянган доллар алдаж байна. Сайн мэдээ гэвэл, нөөцийн хэлхээ, ачааллын хамгаалалт зэрэг онцлог шинж чанаруудын тусламжтайгаар орчин үеийн цахилгааны самбарууд нь эдгээр алдагдлыг бууруулдаг. Эдгээр системүүд нь богино хугацааны цахилгааны асуудал гарах үед ойролцоогоор 95% хугацаанд тасралтгүй ажиллах боломжийг олгодог. 2024 оны Сүлжээний Орчин үеийнчлэлийн Тайлангийн сүүлийн өгөгдлүүдийг үзэхэд ихэнх бизнесүүд шинэчилсэн самбаруудад хийсэн хөрөнгө оруулалтаа зөвхөн 18 сарын дотор бүрэн нөхөж авдаг. Энэ нь голдуу илүү их үйлчилгээтэй ажиллаж, цахилгааны хэмнэлт нэмэгдэж, цаг хугацаатай нь хэмнэлт нэмэгдсэнээс шалтгаалан доройтолын үеийг зогсоож чадсан зэрэг шалтгаантай.

Түгээмэл асуултууд

Орчин үеийн тархалтын самбаруудын гол давуу талууд юу вэ?

Орчин үеийн тархалтын самбарууд нь цахилгааны хаалтуудыг бууруулах, ачааллыг тэнцвэржүүлэх, асуудлуудыг илрүүлэх замаар цахилгааны найдвартай байдлыг сайжруулдаг. Тэдгээр нь багтаамжийг нэмэгдүүлж, хүчдэлийн уналтыг хамгийн бага хэмжээнд байлгаж, системийн үйл ажиллагааг болон амьдралын хугацааг уртасгадаг.

Оюунлаг самбарууд цахилгааны сүлжээний тэгшитгэлд хэрхэн хувь нэмрээ оруулах вэ?

IoT сенсорууд ба бодит цагт хяналт тавих системтэй оюунлаг самбарууд нь цахилгааны түгээлтийн системийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, цахилгааны доголдлын үед хурдан ажиллах, өөрөө засварлах боломжийг олгоно.

IEC 61439 зэрэг стандартын шаардлагад нийцэх нь яагаад чухал вэ?

Стандартын шаардлагад нийцсэнээр тархаалтын самбарууд нь нуман цахилгааны хамгаалалт, газардуулалт зэрэг тоног төхөөрөмж болон ажилтны аюулгүй байдлыг хангах шаардлагатай онцлог шинж чанаруудыг бүрдүүлдэг.

Самбарын шинэчлэлт нь зардал, хэмнэлтэд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Самбарын шинэчлэлт нь зогсонги байдлын үеийн зардлыг бууруулж, үйлчилгээний насны хугацааг уртасгадаг тул урт хугацаанд үр дүнтэй байдаг. Бизнесүүд ихэвчлэн үйлчилгээний зардлыг бууруулах, энерги хэмнэх замаар 18 сарын дотор хөрөнгө оруулалтаа буцааж авдаг.