நகர்ப்புற மின்சார வலையமைப்புகளுக்கான சரியான நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியரைத் தேர்வு செய்தல்

நகர்ப்புற இட மற்றும் சுமை கட்டுப்பாடுகள் நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் தேர்வை ஊக்குவிக்கின்றன

நகரங்களில் அதிகரிக்கும் சுமை அடர்த்தி மற்றும் மின்நிலைய இடத்தின் வரம்புகள்

நகரங்களுக்கு நகரும் மக்களின் வளர்ந்து வரும் போக்கு, முக்கிய பெருநகரப் பகுதிகளில் மின்சாரத் தேவையில் பாரிய அதிகரிப்புகளை ஏற்படுத்தியுள்ளது. சர்வதேச எரிசக்தி முகமை கடந்த ஆண்டு வெளியிட்ட அறிக்கையின்படி, இந்த மக்கள் தொகை அடர்த்தியான பகுதிகளில் ஒவ்வொரு ஆண்டும் 5 முதல் 8 சதவீதம் அதிக மின்சாரம் தேவைப்படுகிறது. இது பழைய உள்கட்டமைப்பு அமைப்புகளுக்கு பெரும் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது. அதே நேரத்தில், புதிய மின் நிலையங்களுக்கு இடங்களைக் கண்டுபிடிப்பது கடினமாகி வருகிறது, ஏனெனில் நிலத்தின் விலை தொடர்ந்து உயர்ந்து வருகிறது மற்றும் உள்ளூர் அரசாங்கங்கள் என்ன கட்டப்படலாம் மற்றும் எங்கே கட்டுவது என்பதை கட்டுப்படுத்துகின்றன. வழக்கமான காற்று தனிமைப்படுத்தப்பட்ட இணைப்பு கருவிகளை எடுத்துக்கொள்வோம். இந்த பெரிய நிறுவல்களுக்கு நிறைய இடம் தேவைப்படுகிறது, சில சமயங்களில் 10 மீட்டருக்கும் அதிகமான பாகங்கள் இடையே. அது ஒரு சதுர மீட்டருக்கு அரை ஆயிரம் அல்லது அதற்கு மேல் செலவாகும் போது வேலை செய்யாது. எனவே பெரும்பாலான பயன்பாட்டு நிறுவனங்கள் சிறிய மாற்று வழிகளை நோக்கி திரும்புகின்றன. வாயு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் திட தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகள் போன்றவை. அவை தேவையான இடத்தின் மூன்றில் இரண்டு பங்கு சேமிப்புக்கு உதவுகின்றன. புதிய பிரதேசத்திற்கு விரிவாக்கம் செய்வது கூடுதல் நிலத்திற்காக அதிக பணம் செலுத்துவதைக் குறிக்கும் என்பதால் இது மிகப்பெரிய வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்துகிறது. டோக்கியோவின் ஷினகவா மின் நிலையம் ஒரு நல்ல வழக்கு ஆய்வாகும். இது ஜிஐஎஸ் தொழில்நுட்பத்திற்கு மாறுவதன் மூலம் கூடுதல் நிலத்தை வாங்காமல் அதன் திறனை இரட்டிப்பாக்க முடிந்தது. அவர்கள் விரிவாக்க திட்டங்களில் மட்டும் இருபது மில்லியன் டாலர்களை சேமித்தனர். மேலும் நமது நகரங்கள் இன்னும் அதிகமான மக்களை இறுக்கமான இடங்களுக்குள் குவித்து வருவதால், அதிகமான இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளாமல் இந்த கூடுதல் மின்சார சுமைகளை எவ்வாறு கையாள்வது என்பதைக் கண்டுபிடிப்பது இன்றைய நவீன மின்சார வலையமைப்பு ஆபரேட்டர்கள் எதிர்கொள்ளும் மிகப்பெரிய சவால்களில் ஒன்றாக உள்ளது.

நகர்ப்புற வலையமைப்பு பண்புகள் எவ்வாறு நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் வடிவம் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு தேவைகளை வடிவமைக்கின்றன

துளையிடப்பட்ட கேபிள் வலையமைப்புகள், அதிக தவறு மின்னோட்டங்கள் (>25 kA), மற்றும் பொது இடங்களுக்கு அருகில் உள்ளமைவு ஆகியவை தனித்துவமான நகர்ப்புற ஸ்விட்ச்கியர் தன்மைகளை தீர்மானிக்கின்றன. வடிவங்கள் குறைந்த ஆழம் (<1.5 மீ), மாடுலார் வடிவமைப்புகளை நோக்கி மேம்படுகின்றன, மேலும் முன்புற அணுகல் பராமரிப்புக்காக அடித்தள குழிகள் மற்றும் குறுகிய காரிடார்களில் பொருத்தமாக இருக்க வேண்டும். ஒருங்கிணைப்பு தேவைகள் பின்வருமாறு:

மேலும், ஸ்விட்ச்கியர் ஆனது உள்ளமைக்கப்பட்ட சென்சார்கள் மற்றும் IEC 61850 தகவல் பரிமாற்ற நெறிமுறைகள் மூலம் ஸ்மார்ட் கிரிட் அமைப்புகளுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும், இது SCADA மூலம் தொலைநிலை முறையிலான குறைபாடுகளைக் கண்டறிவதை சாத்தியமாக்குகிறது மற்றும் நெரிசலான பகுதிகளில் கையால் செய்யப்படும் தலையீடுகளைக் குறைக்கிறது. இடவசதி மற்றும் டிஜிட்டல் தயாரிப்பு ஆகிய இரண்டின் ஒன்றிணைப்பு மத்திய மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியரை நகர்ப்புற மின் வலையமைப்பு நவீனமயமாக்கலின் முக்கிய தூணாக மாற்றுகிறது.

GIS, AIS மற்றும் SIS: நகர்ப்புற பயன்பாட்டிற்கான மத்திய மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் தொழில்நுட்பங்களை ஒப்பிடுதல்

நம்பகத்தன்மை, பாதுகாப்பு மற்றும் இடவசதி: நேரடி ஒப்பீடு

நகரங்களில் மின்சக்தி அமைப்புகளுக்கு, நம்பகமான செயல்திறன், ஊழியர் பாதுகாப்பு மற்றும் கடுமையான இடக் கட்டுப்பாடுகளுக்கு இடையே சரியான சமநிலையை ஏற்படுத்தும் ஸ்விட்ச்கியர் தீர்வுகள் தேவைப்படுகின்றன. காற்று மூலம் காப்பிடப்பட்ட ஸ்விட்ச்கியர் (Air insulated switchgear) என்பது சாதாரண காற்றை காப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்துகிறது; இதனால், துல்லியமான தூர வெளிப்புற விடுபடுத்தலுக்காக மின்நிலையங்களுக்கு சுற்றியுள்ள பெரிய இடம் தேவைப்படுகிறது. மாற்று வழியாக, சல்பர் ஹெக்ஸாஃப்ளுவரைடு (SF6) வாயு கொண்டு காப்பிடப்பட்ட ஸ்விட்ச்கியர் (Gas insulated switchgear) உள்ளது, இது முழு அமைப்பையும் வாயு கொண்ட கலன்களுக்குள் அடைத்து, நகரங்களின் மையப் பகுதிகளில் மிகச் சிறிய இடத்தில் நிறுவ அனுமதிக்கிறது. மேலும், எபாக்ஸி ரெசின் பொருளைப் பயன்படுத்தும் திண்ம காப்பிடப்பட்ட ஸ்விட்ச்கியர் (Solid insulated switchgear) சுற்றுச்சூழலுக்கு நல்லதாக இருக்கிறது, ஆனால் இது வாயு அடிப்படையிலான ஸ்விட்ச்கியரை விட இடத்தை அதிகமாக சேமிக்கவில்லை. இந்த வெவ்வேறு விருப்பங்கள் ஒவ்வொன்றும், நவீன மின்சார உள்கட்டமைப்பு திட்டங்களை வடிவமைக்கும்போது தனித்தனியான பரிமாற்ற விதிமுறைகளை (tradeoffs) கொண்டுள்ளன.

GIS என்பது AIS ஐ விட 70% குறைவான இடத்தை மட்டுமே தேவைப்படுத்துகிறது, மேலும் சிறந்த விலகல்-தவறு (arc-fault) பாதுகாப்பை வழங்குகிறது. சமீபத்திய மின்நிலைய வடிவமைப்பு ஆய்வுகள், GIS என்பது அடர்த்தியான சூழல்களில் 99.8% இயக்க நம்பகத்தன்மையை வழங்குகிறது என்று உறுதிப்படுத்துகின்றன; இது மின்சார தடை (outage) ஒரு மணிநேரத்திற்கு $740,000 செலவினை ஏற்படுத்தும் முக்கிய இடங்களில் மிகவும் விரும்பத்தக்கது (பொனெமன், 2023).

ஏன் GIS என்பது இடச் சிக்கலை எதிர்கொள்ளும் நகர்ப்புற சூழல்களுக்கான முன்னணி நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் (Medium Voltage Switchgear) தீர்வாகும்

வாயு காப்பிடப்பட்ட ஸ்விட்ச்கியர் (GIS) நகர நிறுவல்களுக்கான முதன்மைத் தீர்வாக மாறிவிட்டது, ஏனெனில் இது அற்புதமான இடச் சேமிப்பு திறனை வழங்குகிறது மற்றும் பாதுகாப்பை உறுதி செய்கிறது. இந்த உபகரணங்கள் SF6 வாயுவால் முறையாக மூடப்பட்ட பிரிவுகளைக் கொண்டுள்ளன, இது பூ dust மற்றும் ஈரப்பதத்தை உள்ளே நுழைவதைத் தடுக்கிறது; மேலும், வெள்ளம், தூசிப் புயல்கள் அல்லது கட்டிடத்தின் அடித்தளத்தின் கீழ் அல்லது கட்டிடத்தின் ஆழத்தில் நிறுவப்படும்போது முக்கியத்துவம் வாய்ந்த செயற்கையான சேதத்தைக் கூட எதிர்கொள்ள முடியும். GIS-ஐ வேறு மரபுவழி முறைகளிலிருந்து வேறுபடுத்துவது அதன் சிறிய அளவே ஆகும். இதன் விளைவாக, பொறியாளர்கள் புதிய நிலத்தை வாங்க வேண்டிய அவசியமின்றி தற்போதைய கட்டமைப்புகளுக்குள் இதை நேரடியாக பொருத்த முடியும், இது நகரத்தின் முழுவதும் மின் வலையமைப்பு மேம்பாடுகளை விரைவுபடுத்துகிறது. மேலும், SCADA கண்காணிப்பு முறைகளுடன் இது நன்றாக ஒத்துப்போகிறது என்பதால், அணுகல் கடினமாக இருக்கக்கூடிய மிகவும் நெரிசலான இடங்களில் தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் தொடர்ந்து இதை சரிபார்க்க வேண்டிய அவசியமில்லை. மேலும், அதிகரித்து வரும் நகர மக்கள் தொகை மற்றும் மின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, 2023-இல் IET வெளியிட்ட ஆய்வுகளின்படி, GIS நிறுவல்கள் பிற மாற்று விருப்பங்களை விட சுமார் 40% விரைவாக நிறுவப்படுகின்றன மற்றும் நீண்டகாலத்தில் சுமார் 30% செலவு சேமிப்பை வழங்குகின்றன. இந்த நன்மைகள், தங்கள் மின் திறனை நிலையான முறையில் விரிவுபடுத்த முயற்சிக்கும் வளரும் நகரங்களுக்கு GIS-ஐ தொழில்நுட்ப ரீதியாக மட்டுமல்லாமல், பொருளாதார ரீதியாகவும் புத்திசாலித்தனமான தேர்வாக மாற்றுகின்றன.

நகர்ப்புற நடுத்தர மின்னழுத்த சுஇட்ச்கியர் கட்டுப்பாட்டிற்கான முக்கிய செயல்திறன் தர விதிமுறைகள்

வில்ட்-தவறு பாதுகாப்பு மற்றும் நகர்ப்புற உள்கட்டமைப்பு பாதுகாப்புத் தர விதிமுறைகளுக்கான ஒத்துழைப்பு

நகர சூழல்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஸ்விட்ச்கியர், ஆர்க் தவறுகளிலிருந்து வலுவான பாதுகாப்பை வழங்க வேண்டும். ஆர்க் ஃபிளாஷ் நிகழ்வுகளின் போது வெப்பநிலை 35,000 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட்-ஐ விட மிக அதிகமாக ஏற்றும், இது பலர் வசிக்கும் மற்றும் பணியாற்றும் இடங்களில் மிகவும் ஆபத்தானதாக அமைகிறது. தற்போதைய உபகரண வடிவமைப்புகளில், சிறப்பு ஆர்க் எதிர்ப்பு பொருள்களுடன், அருகில் இருக்கக்கூடிய பணியாளர்களிடமிருந்து வெடிப்பு ஆற்றலை உண்மையில் திசைதிருப்பும் அழுத்த விடுபடுத்தும் அமைப்புகள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. IEC 62271-200 மற்றும் IEEE C37.20.7 போன்ற தரநிலைகளைப் பின்பற்றுவது இனி ஐச்சியலாக இல்லை, குறிப்பாக பொனெமான் நிறுவனத்தின் கடந்த ஆண்டு ஆய்வு முடிவுகளின்படி, இத்தகைய சம்பவங்கள் ஒவ்வொன்றும் தொழில்களுக்கு சராசரியாக $740,000 செலவை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதைக் கருதும்போது. ஒரு தவறு முழு அமைப்பிலும் பரவாமல் தடுப்பதை மட்டும் நோக்கமாகக் கொள்ளாமல், இந்த வடிவமைப்பு மேம்பாடுகள் நகர்ப்புற மின் உள்கட்டமைப்பு திட்டங்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் கடுமையான பாதுகாப்பு ஒழுங்குமுறைகளுக்குள் நிறுவனங்கள் தங்களை வைத்துக்கொள்ள உதவுகின்றன.

ஸ்மார்ட் கிரிட் தயாரிப்பு: SCADA ஒருங்கிணைப்பு, தொலைநிலை இயக்கம் மற்றும் டிஜிட்டல் கண்காணிப்பு

நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் (Medium voltage switchgear), மேற்பார்வை கட்டுப்பாடு மற்றும் தரவு சேகரிப்பு (Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) அமைப்புகளுடன் தடையின்றி ஒருங்கிணைக்க வேண்டும். IoT சென்சார்கள் மூலமான தற்காலிக கண்காணிப்பு, முன்கூட்டியே பராமரிப்பை சாத்தியமாக்குகிறது, இது நகர்ப்புற மின் வலையின் நிறுத்த நேரத்தை 45% வரை குறைக்கிறது. தொலைநிலை இயக்க வசதிகள், மின் வலை மறுஅமைப்புகளின் போது தொழில்நுட்ப வல்லுநர்களின் ஆபத்தான சூழல்களுக்கு வெளிப்படுவதைக் குறைக்கின்றன. இந்த முக்கிய இடைசெயல்பாட்டு அம்சங்களைக் கவனிக்கவும்:

இந்த டிஜிட்டல் உள்கட்டமைப்பு, ஸ்விட்ச்கியரை புத்திசாலி மின் வலை முனைகளாக மாற்றுகிறது, இது உச்ச நகர்ப்புற தேவை நேரங்களில் இயங்கும் சுமை மேலாண்மையை சாத்தியமாக்குகிறது.

அதிக அடர்த்தி கொண்ட நகர்ப்புற பயன்பாடுகளில் மொத்த உரிமை செலவு மற்றும் நீண்டகால நம்பகத்தன்மை

நகர்ப்புறங்களில் மின்சார வலையமைப்புகளுக்கான நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் (switchgear) விருப்பங்களை ஆராயும்போது, அதன் முதல் வாங்கும் விலையை மட்டும் கவனிப்பது போதாது. நிறுவல் செலவு பெரும்பாலும் ஸ்விட்ச்கியரின் விலையை விட மிக அதிகமாக இருக்கும் — சில சமயங்களில் அதன் இரண்டு முதல் மூன்று மடங்கு வரை இருக்கும் — ஏனெனில் தரை வழிப் போக்குவரத்து, இட வசதி பற்றிய சிக்கல்கள் மற்றும் சிறப்புத் திறன் கொண்ட வல்லுநர்களின் தேவை ஆகியவற்றால் ஏற்படும் தர்க்கரீதியான சிக்கல்கள் காரணமாக. நகர்ப்புறங்களில் பராமரிப்பு பணிகளுக்கான செலவும், இட வசதி குறைவாக இல்லாத புறநகர்ப் பகுதிகளை விட சுமார் 35 சதவீதம் அதிகமாக இருக்கும். நேரத்துடன் கூடிய நம்பகத்தன்மை மொத்தச் செலவுகளை மிகவும் பாதிக்கிறது. பொனெமான் (Ponemon) நிறுவனத்தின் 2023 ஆம் ஆண்டு ஆய்வு முடிவுகளின்படி, மின்சார அமைப்பின் முக்கிய புள்ளிகளில் ஒரே ஒரு தவறு ஏற்பட்டாலும், சராசரியாக ஏழு லட்சத்து நாற்பதாயிரம் டாலர் அளவுக்கு பெரும் இழப்புகள் ஏற்படும். எனவே, புத்திசாலித்தனமான கண்காணிப்பு தொழில்நுட்பம் மிகப் பெரிய வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்துகிறது — அது பிரச்சனைகளை அவை ஏற்படுவதற்கு முன்பே தீர்க்க உதவுகிறது; பல சந்தர்ப்பங்களில் எதிர்பாராத நிறுத்தங்களை ஏறத்தாழ பாதியளவு குறைக்கிறது. இன்று ஸ்விட்ச்கியரைத் தேர்வு செய்பவர்களுக்கு, குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு அம்சங்கள் முதலிடத்தில் வர வேண்டும்.

• எளிதான சரண்டுகளுக்கான மாடுலார் பாகங்கள்
• தொலைநிலை முறையிலான குறைபாடுகளைக் கண்டறியும் திறன்
• நீட்டிக்கப்பட்ட சேவை இடைவெளிகள்

24/7 இயக்கச் சூழல்களில் நிரூபிக்கப்பட்ட நம்பகத்தன்மை, உயர் நம்பகத்தன்மை கொண்ட மாதிரிகள் 30-ஆண்டு வாழ்க்கை சுழற்சி செலவு பகுப்பாய்வுகளில் முதலில் அதிக முதலீடு செய்தாலும் 22% குறைந்த மொத்த செலவுகளைக் காட்டுகின்றன, இது இறுதியில் குறைந்த TCO (மொத்த சொத்து செலவு) ஐ வழங்குகிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

மத்திய வோல்டேஜ் சுயிட்சியர் என்றால் என்ன?

நடுத்தர மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் என்பது நகர்ப்புற சூழல்களில் மின்சாரத்தை பராமரிக்கவும் பகிர்ந்தளிக்கவும் பயன்படுத்தப்படும் அமைப்புகளைக் குறிக்கிறது; இதில் காற்று மூலம் காப்பிடப்பட்ட (AIS), வாயு மூலம் காப்பிடப்பட்ட (GIS) மற்றும் திடமான காப்பிடப்பட்ட (SIS) அமைப்புகள் போன்ற விருப்பங்கள் அடங்கும்.

நகர்ப்புற ஸ்விட்ச்கியர் அமைப்புகளில் இடச் சிக்கனம் ஏன் முக்கியமானது?

நகர்ப்புற இடங்களில் நிலத்தின் விலை அதிகமாகவும், கிடைக்கும் இடம் குறைவாகவும் இருப்பதால், GIS போன்ற சிறிய அமைப்புகளை விரும்புவது மிகவும் முக்கியமாகிறது.

GIS நகர்ப்புற மின்சார உள்கட்டமைப்புக்கு எவ்வாறு பயன்படுகிறது?

GIS சிறந்த இடச் சிக்கனத்தையும் நம்பகத்தன்மையையும் வழங்குகிறது; இது அடர்த்தியான நகர்ப்புற பகுதிகளுக்கு ஏற்றதாகும், ஏனெனில் இது சிறிய, வலுவான நிறுவல்களை குறைந்த பராமரிப்புடன் சாத்தியமாக்குகிறது.

சமகால ஸ்விட்ச்கியரில் ஸ்மார்ட் கிரிட் தயாரிப்பு எவ்வளவு முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது?

SCADA மற்றும் IoT சென்சார்களுடன் ஒருங்கிணைப்பு மூலம் ஸ்மார்ட் கிரிட் தயாரிப்பு, முன்கூட்டியே பராமரிப்பு மற்றும் தொலைதூர இயக்கத்தை சாத்தியமாக்குகிறது, இது நிறுத்த நேரத்தை குறைக்கிறது மற்றும் திறனை அதிகரிக்கிறது.

நகர்ப்புற கட்டுப்பாடுகள் ஸ்விட்ச்கியர் வடிவமைப்பை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன?

நகர்ப்புற கட்டுப்பாடுகள், முன்புறமாக இயங்கும் இயந்திரங்கள், நிலநடுக்க தாங்குதல் மற்றும் விற்கும் விளக்கு கட்டுப்பாடு போன்ற தகவமைப்புகளை அவசியமாக்குகின்றன, இவை பொது பாதுகாப்பு மற்றும் இட திறன் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்.