Хүчдэлийн хэлбэлзэл үүсч байна уу? Шилдэг дунд хүчдэлийн түлхүүр систем хангамжийг тогтворжуулдаг

Хүчдэлийн хэлбэлзлийг ойлгох ба цахилгаан систем дээрх нөлөөллийг таних

Хүчдэлийн хэлбэлзэл гэдэг нь стандарт хүчдэлийн түвшинд үл хэвийн хазайлт гарах үзэгдэл бөгөөд дунд хүчдэлийн цахилгаан системд тогтворгүй байдлын эрсдэлийг үүсгэдэг. Эдгээр хазайлтууд ихэвчлэн нэрлэсэн хүчдэлээс ±10% хооронд тохиолддог ч торны салгалт явагдах үед хурдан хурдсан өсөж болно. Хэрэв удирдлагагүй үлдээвэл тогтвортой цахилгаан хангамж шаарддаг үйлдвэрлэлийн салбарт үйл ажиллагааны үргэлжлэх чадварыг эрсдэлд оруулна.

Хүчдэлийн хэлбэлзэл гэж юу вэ, яагаад торны тогтвортой байдлыг эрсдэлд оруулах вэ

Хүчдэлийн хэлбийлтийн талаар ярих үед бид цахилгаан эрчим хүчний түвшинд гарч буй хурдан нэмэгдэл (өргөст) эсвэл бууралт (утас) зэрэг богино хугацааны өөрчлөлтийг авч үзэж байна. Эдгээр өөрчлөлтүүд ихэвчлэн хэдхэн хувиар секунд гэх мэт маш богино хугацаанаас эхлээд хэдхэн минутын турш үргэлжилдэг. Жишээ нь, хоёр секундын турш 15% хүртэл хүчдэл буурах нь үйлдвэрийн хөдөлгүүрийн эхлүүлэгчийг бүрэн зогсоож болзошгүй. Бага боловч давтамжтай тохиолддог хүчдэлийн салаа дээр анхаарлаа хандуулах ёстой. Давтан 8% хүртэл хүчдэл нэмэгдэх нь хувиргагчийн цахилгаан тусгаарлагчийг удаан хугацаанд илүү их ачаалал өгч, эцэст нь гэмтээх болно. Энэ асуудлыг илүү хүнд болгож буй зүйл бол ийм цахилгаан саатлууд сүлжээнд тархаж, илүү их давтамжийн хэлбэлзэл үүсгэж, хувьсах нөхцөл байдлыг зохицуулах зориулалттай биш хамгаалалтын реле-үүдэд нэмэлт ачаалал өгдөгт оршино. Эцсийн үр дүнд системийн үйл ажиллагаа буурч, тоног төхөөрөмжийн нарийн зохицуулготой үйлдвэрлэлд ялангуяа хүнд хориотой аюул учирч болзошгүй.

Дунд хүчдэлийн сүлжээн дэх хүчдэлийн тогтворгүй байдлын үндсэн шалтгаанууд

Тогтворгүй байдлыг гурван үндсэн хүчин зүйл үүсгэдэг:

1. Ачааллын хэлбэлзэл : Нумын цахилгаан таглах зэрэг чадал ихтэй тоноглолууд зэрэг ажиллах нь гэнэт гүйдэл татах үзэгдэлд хүргэдэг
2. Сүлжээний даамжрал : Хуучирсан дэд бүтэц нь тархсан сэргээгдэх эх үүсвэрүүдээс ирэх хоёр чиглэлд гүйх цахилгааны урсгалтай тэмцэж чадахгүй байна
3. Орчны стрессийн хүчин зүйлс : Цахилгаан соронзон саатлууд нь агаарт байрлах дунд хүчдэлийн шугамд цахилгааны түр зуурын давхар хүчдлийг үүсгэдэг

Эдгээр үндсэн шалтгаануудад зориулсан асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд тараан хуваарилалтын бүтцэд шууд нэвтрүүлсэн координаторын удирдлагын стратеги шаардлагатай.

Удирдахгүй өөрчлөлтийн үр дагавар: Тоног төхөөрөмжийн гэмтэл, ажиллагааны зогсолт ба аюулгүй бус байдал

2023 оны Energy Institute-ийн судалгаагаар хүчдэлтэй холбоотой саатлууд нь төлөвлөгөөгүй илүү их аж үйлдвэрийн зогсолтын 37%-ийг эзэлдэг. Ердийн нөлөөллүүдэд:

• Хөдөлгүүрийн ороомог : Цахилгаан хүчдэлийн цэгээн дэх давтамжийн шалтгаанаар тусгаарлалт задарч, нэг тохиолдолд дунджаар 18 мянган ам.долларын засварын зардал гарна
• Үйлдвэрлэлийн алдагдал : Автомашин үйлдвэрлэлд технологийн зогсонгилоор дунджаар 4–9 цагийн зогсолт гардаг
• Аюулгүй байдлын хэрэг : Конденсаторын бүлгийг шилжүүлэх үед хүчдэлийн сарнилтын улмаас үүссэн цахилгаан нум

Энэхүү системийн сул тал нь яагаад орчин үеийн дунд хүчдэлийн түлхүүр төхөөрөмжүүд нь хэвийн хэлхээний хамгаалалтаас гадуур бодит цагт хүчдэлийн хэлбэлзлийг бууруулах функцтэй интеграци болдогийг тайлбарладаг.

Системийн найдвартай ажиллалтад дунд хүчдэлийн түлхүүр төхөөрөмжийн чухал үүрэг

Хувьсах нөхцөлд дунд хүчдэлийн түлхүүр төхөөрөмж хэрхэн тогтвортой цахилгаан хангамжийг хангаж байгааг

Дунд хүчдэлийн (MV) түлхүүр төхөөрөмж нь цахилгаан сүлжээний төв мэдрэлийн системийн үүрэг гүйцэтгэж, хүчдэлийн хэлбэлзлийг идэвхтэй удирдан, үйл ажиллагааг тасралтгүй явуулахад туслана. Энгийн хамгаалалтын төхөөрөмжөөс ялгаатай нь бодит цагт хяналт тавих, автомжуулалттай хяналтыг дараах зүйлд нэгтгэсэнтэй оршино:

• Ачааллын өөрчлөлтийг 0.5 секундын дотор нөхөх
• Дэлгэрэхээс өмнө шилжилтийн байдлын гэмтлийг тусгаарлах
• Нэрлэсэн түвшингээс ±5% хооронд хүчдэлийг барьж байх

Дэвшилтэт загварууд конденсаторын бүлгийг интеграцчилж, реактив чадлын урсгалыг автоматаар тохируулдаг тап чанжерийг нэгтгэсэн байдаг. Энэ боломжийг 2023 оны Эрчим хүчний яамны стандартын дагуу хотын цахилгаан шугамд хүчдэлтэй холбоотой гэмтлийг 78% бууруулдаг гэж үзсэн.

Үндсэн үйлдлүүд: Таслалт, Тусгаарлалт, Гэмтэл зогсоох, Тасралтгүй ажиллагааг хангах

Дунд цахилгаан даралтын тоноглол гурван синхрон механизмийн тусламжтайгаар ажилладаг:

Эдгээр техникийн үзүүлэлтүүд нь арын галын зэрэгцээ үйл явдлуудад тусгаарлагдаагүй сүлжээний 98%-ийг идэвхитэй байлгаж, системд онцгой нөхцөл байдлыг зохицуулах боломжийг олгоно. Хийн дотор шахагдсан хэсгүүд болон цорго шатгалтыг зогсоох багажнууд нь аюулгүй байдлыг сайжруулдаг - тосон системүүдтэй харьцуулахад агуулахын гэмтлийг 67%-иар бууруулдаг - мөн засварын шаардлагыг эрс бууруулдаг.

Бодит нөлөө: Орчин үеийн дунд хүчдэлийн түлхүүрийн төхөөрөмжийг ашигласнаар зогсолтын үргэлжлэх хугацаа 92%-иар буурсан тухай судалгаа (IEEE 2022)

2022 оны IEEE-ийн 47 аж үйлдвэрийн газрын шинжилгээ нь шинэчилсэн дунд хүчдэлийн түлхүүрийн байгууламжуудын зогсолтын дундаж үргэлжлэх хугацааг бууруулсаныг харуулсан:

• Дундаж зогсолтын үргэлжлэх хугацааг 112 минутаас 8.9 минут хүртэл (-92%)
• Хүчдэлийн уналтаас үүдэлтэй хөдөлгүүрийн гэмтэл 83%-иар
• Гармоник искэрийн түвшинг 3% THD-ээс доош

Эдгээр сайжруулалтууд нь сөнөрлийн энерги нэгдэх найдвартай байдлыг хангахад одоогоор шаардлагатай болсон давхар-давхардуулсан хамгаалалтын реле болон урьдчилан таамаглаж ачааллыг тэнцвэржүүлэх алгоритмтай холбоотой байв. Эдгээр тоног төхөөрөмжүүд нь хуучин системийнхээс харьцуулахад тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг 19%-иар, засвар үйлчилгээний зардлыг 34%-иар бууруулсан гэж тайлагнажээ.

Дунд цахилгаан хүчдэлийн түлхүүрийн хамгаалалтын функц цахилгааны тогтвортой байдлыг хангахад

Цахилгааны гэмтэлд хариу үзүүлэх: Хурдан салгалт ба системийн хамгаалалт

Дунд цахилгаан хүчдэлийн төхөөрөмж нь цахилгаан сүлжээний биеийн дархлаа хамгаалалт шиг үүрэг гүйцэтгэж, асуудлыг мөгөөрсөн мөчид олж, сүлжээнд тархахаас өмнө түргэн зуур таслагддаг. Хэрэв богино холболт болох эсвэл шугамын ачаалал ихсэх зэрэг ямар нэгэн зүйл буруу болвол, эдгээр хоосон зайны цахилгаан таслагчид маш түргэн үйлдэл хийх бөгөөд ихэвчлэн 30 миллисекундын дотор идэвхижинэ. Энэ нь хуучин технологиудтай харьцуулахад илүү сайн үзүүлэлт юм. Түргэн ажиллах нь трансформатор, утастай холбоотой зардал ихтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд халуунгаас учирч болох гэмтлийг багасгадаг. Засвар үйлчилгээний багийн талын өгөгдлөөс харахад, системд тохиромжтой хамгаалалтын арга хэмжээ авсан тохиолдолд гэмтсэн тоног төхөөрөмжийг солих зардлыг хамгаалахгүй байгаатай харьцуулахад ойролцоогоор 57 хувиар хэмнэдэг.

Дунд цахилгаан хүчдэлийн төхөөрөмжид хамгаалалтын реле ба бодит цагийн хяналтыг нэгтгэх

Одоогийн үед дунд зэргийн хүчдэлийн төхөөрөмжүүд нь микро процессороор ажилладаг ухаалаг реле, мөн цахилгаан систем дэх доголдолыг илүү сайн тогтоох IoT сенсоруудыг нэгтгэж байна. Реленүүд секунд тутамд 4,800 удаа гүйдлийн долгионг хэмждэг бөгөөд энэ нь аюулгүй цэнэгийн үсрэлтийг жинхэнэ асуудлаас ялгаж танихад тусалдаг. Эдгээр системүүд SCADA хяналтын платформтой холбогдсон тохиолдолд үйлдвэрийн инженерүүд байгууламжийн янз бүрийн хэсэгт хүчдэл хэр тогтвортой байгааг бодит цагт хянах боломжтой болгодог. Иймд энергийн эрэлт хамгийн өндөр түвшинд хүрэх үед ч гэсэн асуудал ихэсэхээс өмнө шаардлагатай засварыг хийх боломжийг олгодог. 2023 оны үеийн салбарын мэдээллийг судалсан судалгаа нь ийм системийг суурилуулсан үйлдвэрүүд жилд дурын цахилгааны салгалт 42 хувиар буурсан байна гэж харуулсан.

Идэвхтэй хүчдэлийг зохицуулах дэвшилтэт дунд зэргийн хүчдэлийн үйлчилгээ

Хүчдэлийг зохицуулах, урт хугацааны тогтвортой байдлыг сайжруулах ухаалаг дунд зэргийн хүчдэлийн төхөөрөмжийн шийдлүүд

Өнөөгийн дунд хүчдэлийн түлхүүрт төхөөрөмжүүд нь бодит цагийн мэдрэгчид болон асуудлыг яг эхэнд нь шийдвэрлэдэг програмчлалын логик контроллер (PLC)-уудтай ирдэг. Эдгээр системүүд хэлбэлзлийг мэдэрснээс хойш илүү хурдан, ойролцоогоор гурваас зургаан электрийн циклд урвал үзүүлдэг бөгөөд энэ нь хуучин реле системүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор дөчин хувийн хурдан байдаг. Ийм зохицуулагч төхөөрөмж болон динамик идэвхгүй чадлын нөхөлтийг хослуулан ашигладаг үйлдвэрлэлийн газрууд ачаалалын гэнэт өөрчлөлт эсвэл салхины болон нарны шинэчлэгдэх эх үүсвэрүүдийн нөлөөллөөс үүдэлтэй тэнцвэргүй байдал гарсан ч чадварын хэвийн утгаасаа хоёр хувиар дээш доош хэлбэлзэхгүй тогтвортой байдалд байлгаж чаддаг.

Шинэчлэгдэж буй хандлага: Дунд хүчдэлийн үйлчилгээнд хиймэл оюун ухааныг ашигласан оношлогоо болон урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ

Олон дээд түвшний цахилгаан компаниуд дунд зэргийн хүчдэлтэй тоноглолыг өмнөх ачааллын байдлыг судалдаг, шүүгээний эсэргүүцлийн хэмжилтийг хийдэг машин сургалтын хэрэгслүүдтэй нэгтгэж эхэлж байна. Цахилгаажуулалтын институтын 2023 оны сүүлийн тайлангийн мэдээгээр ИНТЕЛЛЕКТТЭЙ технологиор засварыг оновчтой болгоход хуучин байгууллагын хуваарьт засварын арга барилаас хамаарч дунд зэргийн хүчдэлтэй сүлжээнд учирсан хүртэл гурвын хоёр хэсгийг бууруулдаг байна. Оюунлаг системүүд жижиг холболтуудын хугарцаг, SF6 хийн түвшний өөрчлөлт гэх мэт арван гаруй өөр хүчин зүйлсийг судалж, хэсгүүд хэзээ гэмтэж эхлэхийг урьдчилан таамагладаг. Энэ нь техникчид цахилгаан сүлжээнд томоохон хүчдэлийн гэмтэл үүсэхээс хамаагүй өмнө асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог.

Түгээмэл асуулт

Хүчдэлийн хэлбэлзэл гэж юу вэ?

Хүчдэлийн хэлбэлзэл гэдэг нь стандарт хүчдэлийн түвшнээс хазайх байдлыг хэлэх бөгөөд цахилгааны хүчдэл хэдэн секунд эсвэл хэдэн минутад хурдан өсөх эсвэл буурах үед үүсдэг.

Яагаад хүчдэлийн хэлбэлзэл нь цахилгааны системийн хувьд анхаарал татах зүйл болдог вэ?

Хүчдэлийн хэлбэлзэл нь цахилгааны торонд тогтворгүй байдлыг үүсгэж, тоног төхөөрөмжийг гэмтээх, ажиллагааг зогсоох, аюулгүй бус байдлыг үүсгэх эрсдэлийг дагуулж, тогтвортой цахилгаан хангамж шаарддаг салбарт нөлөөлдөг.

Дунд хүчдэлийн таслуур хүчдэлийн хэлбэлзлийг хэрхэн удирдах вэ?

Дунд хүчдэлийн таслуур нь бодит цагт хяналт тавих, автомжуулсан удирдлагыг ашиглан хүчдэлийн хэлбэлзлийг идэвхтэй удирдан, ажиллагааны үргэлжлэх чадлыг хангаж, гэмтлийг урьдчилан сэргийлдэг.

Орчин үеийн дунд хүчдэлийн таслуурт ямар технологиудыг нэгтгэсэн байдаг вэ?

Орчин үеийн дунд хүчдэлийн таслуур нь гэмтлийг илрүүлэх, бодит цагт хяналт тавих, урьдчилан цэвэрлэх зорилгоор оюунлаг реле, IoT хэтрүүлүүрүүд, SCADA платформ, хиймэл оюунд суурилсан диагностикийг нэгтгэдэг.