EN
Электр энергетикалық жүйелері қауіпсіз және сенімді жұмыс істеуі үшін күрделі ажырату және қорғаныс жабдықтарын талап етеді. Орташа кернеулі тоқ кескіштер нарығында екі басты технология басымдықты ұстайды: вакуумды тоқ кескіштер мен күкірт гексафториді (SF6) тоқ кескіштері. Инженерлер, объектілердің басшылары және сатып алу мамандары үшін маңызды инфрақұрылым шешімдерін қабылдау үшін осы технологиялар арасындағы негізгі айырмашылықтарды түсіну өте маңызды. Әрбір технология жүйенің өнімділігіне, техникалық қызмет көрсетуге қойылатын талаптарға және ұзақ мерзімді пайдалану құнына тікелей әсер ететін өзіндік артықшылықтары мен шектеулеріне ие.
Жұмыс істеу принциптері мен технологиялар
Вакуумды өшіргіш технологиясы
Вакуумдық ажыратқыш вакуумдық ортада доғаның өшіру қағидаты бойынша жұмыс істейді. Вакуумдық ажыратқышта контакттар бөлінген кезде, контакт беттерінен металл будың әсерінен контакттар арасында бастапқыда доға пайда болады. Вакуум ортасы қоршаған ортаның иондануына жол бермейді, бұл дуғаның алғашқы ток нөлдік өтуінде табиғи түрде өшіп кетуіне әкеледі. Бұл ерекше қасиет вакуум технологиясын 3,3 кВ-дан 38 кВ-қа дейінгі орташа кернеулік қолданбаларда ақаулық тогын үзіп тастауда ерекше тиімді етеді.
Вакуумдық үзілісші мыс-хром қорытпасынан немесе басқа арнайы материалдардан жасалған тұрақты және жылжымалы контакттарды қамтитын тұйық камералардан тұрады. Бұл камераларда сақталатын вакуум деңгейі әдетте 10^-4 және 10^-6 торр аралығында болады, бұл қалыпты жұмыс жағдайында электрлік бұзылу мүмкін емес ортаны жасайды. Бұл конструкция сыртқы доға сөндіру құралдары қажеттілігін жояды және дәстүрлі май немесе ауа ажыратқыштарына қарағанда техникалық қызмет көрсету талаптарын едәуір азайтады.
SF6 Газдық оқшаулау технологиясы
SF6 ажыратқыштары изоляциялық және доғаны өшіру ортасы ретінде күкірт гексафториді газын қолданады. Контактілердің ажырауы кезінде доға пайда болғанда, SF6 газы жоғары температура мен қысым әсерінен ыдырайды және бос электрондарды тез сіңіретін электртерістік иондар түзеді. Бұл процесс доғаны тиімді түрде өшіреді және контактілер арасындағы саңылаудың диэлектрлік беріктігін қалпына келтіреді. Атмосфералық қысымдағы ауаның изоляциялық беріктігіне қарағанда шамамен үш есе жоғары диэлектрлік қасиетке ие болады.
SF6 технологиясы орташа кернеуден бастап 800 кВ асатын өте жоғары кернеулі жүйелерге дейінгі кең кернеу диапазонында жұмыс істейді. Газбен толтырылған камералар қосымша қысым деңгейлерін, әдетте 3-тен 6 бар абсолюттік қысым аралығында сақтайды, бұл кернеу рейтингіне және қолдану талаптарына байланысты. Қазіргі заманғы SF6 өшіргіштер газ тығыздығын бақылау үшін күрделі мониторинг жүйелерін қамтиды, осылайша оптимальды жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және мүмкін болатын газдың сыртқа таралуы туралы ерте хабардар етеді.
Өнімділік сипаттамалары мен мүмкіндіктері
Өшіру сыйымдылығы мен жылдамдығы
Вакуумдық өшіргіштер орташа кернеулі жүйелерде 25 кА-дан 63 кА-ға дейінгі үзгіш қабілеттілікпен ерекшеленеді. Вакуумдық өшіру технологиясы жалпы тазарту уақыты жиі 50 миллисекундтан кем болатындай етіп, өте жылдам жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл тез реакция қабілеті ақаулық пайда болған кезде сезімтал электрондық жабдықтарды қорғау және жүйедегі бұзылуларды минималді деңгейде ұстау үшін ерекше маңызды. Газды сығу қажеттілігінің болмауы әртүрлі сыртқы жағдайларда тұрақты жұмыс өнімділігін қамтамасыз етеді.
SF6 ажыратқыштары жоғары кернеулерді қолдану саласында ерекше жұмыс істейді, кейбір конфигурацияларда 80 кА-ден жоғары болатын өшіру қабілетімен. Газды сығу механизмі вакуумдық технологиямен салыстырғанда жұмыс істеу уақытын 40-тан 80 миллисекундқа дейін ұзақ қажет етеді. Дегенмен, SF6 ажыратқыштары температураның шекті өзгерістері кезінде өте жақсы жұмыс сапасын қамтамасыз етеді және вакуумдық технологияның қиындықтарға тап болуы мүмкін қатаң экологиялық жағдайларда сенімді жұмыс істеуді сақтайды.
Электрлық төзімділік және контактілердің қызмет ету мерзімі
Бұл технологиялардың электрлық төзімділік сипаттамалары бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. Бір вакуумдық жүк жылдам тасу артқышы әдетте контактілерді ауыстыруға дейін 30 000-50 000 механикалық операциялар мен 100-200 толық рейтингті өшіру операцияларын қамтамасыз етеді. Вакуумдық орта контактілердің бетінің тотығуын және ластануын болдырмау арқылы уақыт өте жұмыс істеу қызметін ұзартады және ұзақ мерзімді тұрақты жұмыс сапасын қамтамасыз етеді.
SF6 қосурыштары жалпы жағдайда негізгі техникалық қызмет көрсетуді қажет етпес бұрын 10 000-20 000 механикалық операциялар мен 50-100 толық рейтингті сөндіру операцияларын ұсынады. Айналу кезінде SF6 газының химиялық ыдырауы контактілік беттер мен ішкі компоненттерге әсер ететін қосалқы өнімдерді тудырады. Дегенмен, заманауи газбен жұмыс істеу жүйелері мен контактілік материалдар электр беру деңгейіндегі қолдануларда әсіресе SF6 қосурыштардың сенімділігін және жұмыс істеу мерзімін айтарлықтай жақсартты.
Қоршаған ортаға әсер ету және орнықтылық
Гринхаус газдарына назар аудару
Экологиялық нормалар шамалы газ шығару сияқты жағдайларға байланысты ток қосқыштарды таңдау шешімдерін барынша әсер етеді. Вакуумды ток қосқыштар эксплуатациялық циклі бойынша жылуға әкеп соғатын газдарсыз жұмыс істейді, сондықтан олар өздерінің жұмыс істеу кезеңінде табиғи түрде экологияға бағытталған болып табылады. Вакуумды доға өшіргіш технологиясы қалыпты жұмыс істеу немесе техникалық қызмет көрсету кезінде зиянды шығарындылар шығармайды және корпоративтік тұрақты даму бағыттары мен экологиялық әсерді азайту бойынша реттеу талаптарына сәйкес келеді.
SF6 газы ең қуатты парниктік газдардың бірі ретінде оның экологиялық мәртебесіне байланысты маңызды экологиялық қиындықтар туғызады, оның жаһандық жылыну әлеуеті көмірқышқыл газынан шамамен 23 500 есе артық. Көптеген елдерде SF6-мен жұмыс істеу, сақтау және жою тәртібі қатаң ережелерге негізделген. Қазіргі SF6 жабдықтары қоршаған ортаға әсерін азайту үшін алдын ала ағып кетуді анықтау жүйелері мен газды қалпына келтіру процедураларын қамтиды, бірақ парниктік газдар туралы алаңдаушылық баламалы технологияларға қызығушылық таныта береді.
Реттемелік сәйкестік және болашақ үрдістер
Дүниежүзілік реттеу саласындағы аймақтар SF6-тың қолданылуын, әсіресе белгілі бір кернеу деңгейінің төменгі жаңа орнатуларын шектеуде. Еуропалық Одақ орташа кернеулі қолданбаларда SF6-тың қолданылуын шектейтін нормативтік актілерді енгізді, ал басқа аймақтарда да ұқсас шектеулер қарастырылуда. Бұл реттеу бағыттары вакуумды сөндіргіштердің орташа кернеулі қолданбаларда қолданылуын қолдайды, ал онсыз да техникалық шектеулерге ие болатын жоғары кернеулі қолданбалар үшін SF6-тың альтернативаларын зерттеу жалғасуда.
Өнеркәсіп қоршаған ортаға деген мүдделерді шешуге және өнімділік стандарттарын сақтауға бағытталған альтернативті изоляциялық газдар мен гибридті технологияларды белсенді түрде дамытуда. Вакуумды сөндіргіштердің технологиясы жақсартылған контактілік материалдар мен жақсартылған сөндіру мүмкіндіктерімен дамып келеді, олардың қолданылатын кернеу диапазонын кеңейтуі мүмкін. Бұл даму орташа кернеулі секторда экологиялық тұрақты ажыратқыш технологияларға қарай үздіксіз ығысуын көрсетеді.
Экономикалық талдау және жалпы иелік құны
Бастапқы инвестиция және інсталляция қызметтері
Вакуумдық және SF6 сөндіргіштердің бастапқы алу құны қосалқы кернеу, үзгіш қабілеті мен нақты қолдану талаптарына байланысты едәуір өзгеше болады. Орташа кернеулі қолданбаларда вакуумдық сөндіргіштерге вакуумдық үзгіштерді дәлме-дәл жасау қажеттілігі мен контактілерді жасау үшін қолданылатын арнайы материалдарға байланысты әдетте жоғарырақ баға белгіленеді. Алайда, негізгі құрылыс шарттарын жеңілдету мен орнату процедурасын ықшамдау ескерілсе, жалпы орнатылған құны әдетте бәсекеге қабілетті болып қала береді.
SF6 ажыратқыштары, әсіресе жоғары кернеу мен үлкен өшіру қабілетін қажет ететін жағдайларда, әдетте төменгі бастапқы сатып алу құнын ұсынады, онда бұл технология айқын артықшылықтарын көрсетеді. SF6 өндірісіндегі орныққан өндірістік база мен масштабтық экономика бағаға бәсекелестік береді. Орнату құнына SF6 ажыратқыштардың дұрыс жұмыс істеуі үшін газбен жабдықтау жабдықтары, лактің детекторлары және арнайы іске қосу процедуралары сияқты қосымша факторлар енгізілуі мүмкін.
Қызмет көрсету талаптары мен өмірлік циклдың құны
Жөндеу талаптары толық иемдену құнын есептеуде маңызды фактор болып табылады. Вакуумдық қосқыштар механикалық тексерулер мен контактілердің жағдайын бақылаудан басқа аса көп жүйелі жөндеуді қажет етпейді. Герметиктелген вакуумдық өшіргіштер изоляциялық ортаны толтырудың немесе ластану мәселелерінің қажеттілігін жояды, бұл жоспарланған жөндеу шығындарын және жоспарланбаған тоқтап қалу қаупін азайтады. Жалпы тексерулердің типтік аралықтары 5-10 жылға созылады.
SF6 ажыратқыштары газ тығыздығын ретті түрде бақылау, газдың сымып кетуін анықтау және мерзімді түрде газ сапасын тексеру сияқты күшейтілген техникалық қызмет көрсету шараларын талап етеді. Доғаны өшіру кезінде пайда болатын ыдырау өнімдерін газды өңдеу немесе алмастыру арқылы жойып тастау қажет. SF6 газымен жұмыс істеу үшін арнайы жабдықтар мен дайындалған мамандар қажет болады, бұл техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындардың жоғары болуына әкеледі. Дегенмен, SF6 технологиясының беріктігі мен дәлелденген сенімділігі критикалық маңызы бар қолдануларда осы қосымша шығындарды оправданиялауға мүмкіндік береді.
Қолдануға лайықтылығы және таңдау критерийлері
Орташа кернеулі тарату жүйелері
3,3 кВ және 38 кВ аралығындағы орташа кернеу тарату жүйелері вакуумдық ажыратқыштардың негізгі қолдану саласы болып табылады. Өнеркәсіптік құрылымдар, коммерциялық ғимараттар және коммуналдық тарату желілері вакуумдық технологияның компактты конструкциясынан, техникалық қызмет көрсетудің аз қажеттілігінен және экологиялық артықшылықтарынан пайда табады. Тез істейтін сипаттамалар сезімтал жүктемелерді қорғау немесе жүйенің тұрақтылығын сақтау үшін тез ақауларды жою талап етілетін қолдануларда ерекше маңызды.
Мәліметтер орталықтары, жартылай өткізгіш өндіріс қондырғылары және басқа да маңызды жүктеме қолданбалары сенімділігі мен аз қызмет көрсету талаптарына байланысты вакуумды шұғын қорғау құрылғыларын кеңінен пайдалануда. Изоляциялық газ болмауы ауа сапасына әсер етуі немесе арнайы желдету жүйелерін қажет етуі мүмкін газдың сыртқа шығу қаупін болдырмақта. Бұл факторлар кеңістіктің шектеулілігі мен экологиялық жағдайды бақылау маңызды рөл атқаратын ішкі орнатулар үшін вакуумды технологияны ерекше тартымды етеді.
Жоғары кернеулі беріліс қолданбалары
72 кВ жоғары кернеу беру жүйелері SF6 газының жоғары диэлектрлік беріктігі мен өшіру қабілетіне байланысты негізінен SF6 ажыратқыш технологиясына сүйенеді. Тарату қосалқы станциялары, электр станциялары мен өте жоғары кернеулі қосалқы қондырғылар осындай кернеу деңгейлерінде SF6 технологиясының дәлелденген өнімділігі мен сенімділігін талап етеді. Жоғары кернеулі қолданбаларда компактты конструкциялар жасау мүмкіндігі SF6 ажыратқыштарды кеңістік шектеулі қалалық қосалқы станциялар үшін маңызды құралға айналдырады.
Коммуналдық операторлар көбінесе ондаған жылдар бойы дәлелденген өнімділікке және өнеркәсіптің толық стандарттарына сүйене отырып, тарату қолданбалары үшін SF6 ажыратқыштарын көрсетеді. SF6 технологиясымен байланысты қалыптасқан жеткізу тізбегі, техникалық қызмет көрсету процедуралары мен пайдалану бойынша сараптама ұзақ мерзімді активтерді басқаруға сенім береді. Дегенмен, альтернативті технологиялардың дамуы мен экологиялық нормативтер болашақтағы тарату жүйесін жоспарлау шешімдеріне әсер енгізуде.
ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР
SF6 қосалқыларына қарағанда вакуумдық қосалқылардың негізгі артықшылықтары қандай?
Вакуумдық қосалқылар шығаратын газдардың жоқтығы, сәйкесінше техникалық қызмет көрсетудің аз қажеттілігі, жылдам жұмыс істеу жылдамдығы және орташа кернеу қолданбаларындағы үздік жұмыс істеуі сияқты бірнеше маңызды артықшылықтары бар. Олар SF6 газымен жұмыс істеу мен жою бойынша экологиялық мәселелерді болдырмаумен қатар, ұзақ уақыт пайдалануға болатын контактілер арқылы сенімді жұмыс істеуді қамтамасыз етеді. Компактты конструкциясы мен төмендеген техникалық қызмет көрсету қажеттілігі оларды тұрғын үй ғимараттарына және экологиялық тұрақтылықтың басымдық рөл атқаратын қолданбаларға өте сәйкес етеді.
Неліктен беріліс жүйелері әлі де негізінен SF6 қосалқыларын қолданады?
SF6 қосалқы аппараттары жоғары кернеудегі вакуумдық технологиялардың техникалық шектеулерге тап болатын ерекше жоғары кернеулі қолданыстарда ондаған жылдар бойы сенімді болып келеді. SF6 газы тарату қосалқы станцияларының кеңістік шектеулеріне байланысты компактты қосалқы аппараттарды жасауға мүмкіндік беретін өте жақсы изоляциялық қасиеттерге ие, осыған байланысты оны қазіргі заманғы басқа технологиялармен ауыстыру қиын.
Вакуумдық және SF6 қосалқы аппараттарының қолдау-жөндеу құны қалай салыстырылады?
Вакуумдық өшіргіштердің жабық құрылымы мен диэлектрик газға деген қажеттілігінің болмауына байланысты оларға керек салыстырмалы түрде төменгі техникалық қызмет көрсету құны қажет болады. Техникалық қызмет көрсету аралықтары SF6 өшіргіштерге қарағанда ұзындау және қарапайым, себебі SF6 өшіргіштерінің газ деңгейін ретті түрде бақылау, газдың сыртқа шығуын анықтау және газ сапасын тексеру қажет. Алайда, ірі жөндеулер қажет болған кезде вакуумдық өшіргішті ауыстыру SF6 өшіргішті жөндеуге қарағанда қымбатқа түсуі мүмкін, сондықтан циклдық құнын талдау нақты қолдануға байланысты.
Қосқышты таңдауға қандай экологиялық нормалар әсер етеді?
Қоршаған ортаны қорғау туралы нормативтік актілер SF6 қолданысын барынша шектеуде, әсіресе орташа кернеулі қолданыстарда жаңа SF6 орнатуларына шектеулер қойылған Еуропалық Одақта. Көптеген аймақтарда SF6-ның сыртқа жіберілуін бақылау, газды қалпына келтіру және қызметінің аяқталуымен байланысты газды қайта өңдеу талап етіледі. Бұл нормативтік талаптар орташа кернеулі қолданыстарда вакуумды сөндіргіштерді пайдалануды ынталандырады және жоғары кернеулі жүйелер үшін SF6-ның альтернативасын зерттеуге ықпал етеді. Сәйкестік шығындары мен шектеулер глобалды нарықтарда технологияны таңдау шешімдеріне әлі де әсер етуде.