Beth yw'r mantais crafftedig o GIS mewn systemau pŵer uchel-grym?

Beth yw'r mantais crafftedig o GIS mewn systemau pŵer uchel-grym?

Mae Isbarthiad Cyfluniad wedi'i Inswliro â Awyr (AIS) traddodiadol ar 220 kV yn cymryd tua 5,000 i 8,000 metr sgwâr. Mae Isbarthiad Cyfluniad Switshio wedi'i Inswliro â Nwy (GIS) ar yr un lefel gweddillion yn ffitio mewn 500 i 1,200 metr sgwâr—sef lleihau o 85% neu fwy. Mae'r rhif unigol hwn yn yrru mabwysiadu GIS mewn dinasoedd, platfformi morol, ceirnau hydrogwyllt, a pha le bynnag sydd â chostau tir neu gyfyngiadau gofod sydd yn gwneud AIS anghymeradwy. Ond nid yw maint y safle ond y manylion hanfach a welir fwyaf yn amlwg.

Y Cyfrwng Inswliro: Pam mae SF₆ yn newid popeth

Mae aer dan bwysedd atmosfferig yn cynnal gwerth dielectrig o tua 3 kV/mm. Mae sulfur hexafluoride (SF₆) dan bwysedd mesur 4–6 bar yn cyrraedd 25–30 kV/mm—sef tua 8–10 gwaith uwch. Felly mae torriwr cylch GIS 145 kV yn ffitio o fewn casediad â cherchedd yr un maint â chaser gŵr tyddynol, tra bod torriwr AIS cyfatebol yn gofyn am glirhadau rhwng y ffasau o 1.5 metr a chlirhadau rhwng y fas a'r tir o 1.3 metr.

Mae moleciwl SF₆ yn anweithredol chemegol, nad yw'n niwedig, ac yn sefydlog thermaidd hyd at 500°C. Mae ei berfformiad yn torri arc yn tua 100 gwaith crysialach na cher, gan fod SF₆ yn haneru ar wresoedd arc uwch na 2,000 K i gynhyrchu rhagymylion gweithredol sydd yn haelo i electronau ac yn aduno'n gyflym ar ôl sero'r cyfred, gan ganiatáu torri cyfredau diffyg sydd uwch na 63 kA mewn 2–3 cylch. Mae'r nwy'n adfer ei hun ar ôl pob torri—amrywiad ar olew, sydd yn carbonyddu ac yn gofyn am ei newid ar ôl nifer cyfyngedig o dorri diffyg.

Mae'r pryder am yr amgylchedd o SF₆ yn ei botential gogwyddu global, sydd yn tua 23,500 gwaith yn fwy na CO₂ dros gorizont 100 mlynedd. Mae cynlluniau GIS cyfoes yn delio â hyn trwy adranau gaseg a gaewir am oes gyda chyfraddau gollwng is na 0.1% y flwyddyn ar bob adran—sydd yn llawer is na'r uchafswm o 0.5% a nodir gan IEC 62271-203. Adroddir pwysedd y gaseg yn fyw gan monitroedd dwysedd integredig drwy'r rhyngwyneb SCADA, ac yn rhybuddio'r weithredwyr am unrhyw bentrefn gollwng cyn iddi fynd at y thrwydded rhybudd.

Cyfnodau Gweithrediad a Cost Bywgrawn

Mae AIS yn gofyn am glirio cyfnodol ar wynebau’r inselwyr, yn enwedig mewn cynefyllterau arfordirol, diwylliannol neu anial, lle mae cyflwr halen, llwch cynhwysol neu tywod yn lleihau’r pellter crepiau ac yn cynyddu’r risg o fflashover. Mae bariau bus GIS a thrwsiadurion yn cael eu hamgáu’n llawn—nid oes modd i lygredd gyrraedd y wynebau inselwyr. Mae hyn yn estyn y rhwymedigaeth gynhalio o archwilio blwyddyn ar AIS i archwilio GIS bob 5–10 mlynedd, yn dibynnu ar nifer y gweithrediadau mecanegol a gafodd eu casglu gan drwsiadurion a ddisgwylwyr.

Mae’r cymharu costau o gyfnod byw GIS a AIS yn newid yn ôl lefel y gwerthiant a’r lleoliad. Ar 72.5 kV hyd at 145 kV mewn cynefyllter trefol, mae GIS yn cyrraedd cydraddoldeb cost â AIS o fewn 8–12 mlynedd pan gynnwysir cost tir, gwaith sifil a llafur cynhalio. Ar 245 kV a uwch, mae’r arbed tir yn unig yn aml yn gwneud GIS yn yr opsiwn isaf o ran cost cyntaf mewn ceisiadau canol y ddinas ble mae prisiau tir yn goruchafu $500 y metr sgwar.

Adeiladu Modulgar a Phrofi Ffactory

Mae GIS yn cael ei ddarparu fel baiau sydd wedi eu hadnabod a'u profi yn y ffatri. Mae bai llawn 145 kV â dwy fuswyllyn a chyflwyniad un brechwr—sy'n cynnwys y brechwr cylch, dau ddatgysylltwr, un switsh tirio, trosddynwyr cyfred a throsddynwyr gwerthiant—yn teithio mewn 2–3 uneddau cludiant, ac yn cael ei adeiladu ar leoliad trwy gysylltu rhannau nwy SF₆ â phlwgiau a chysylltiadau cabl rheoli sydd wedi eu plwgio. Mae'r gwaith sifil ar leoliad yn cynnwys pad concrid lefel a rhwydwaith tirio; nid oes strwythur cefnogol o steil, nid oes insylwyr post, ac nid oes system fuswyllyn uwchbenol.

Prawf gweithdy ar bae llawn—gan gynnwys prawf gwrthsefyllt uchel-gyfeiriol, mesur disgwyliau rhannol is na 5 pC (picocoulomb) yn ôl IEC 62271-203, a phrawf parhaus mecanyddol—yn eithrio'r risgau o gomisiynu ar leoliad sydd yn cyfrif am 30–40% o oedi cynnal prosiectau AIS. Mae bae GIS sydd wedi llwyddo i'r prawf disgwyliau rhannol yn y gweithdy â llai na 2 pC yn dangos lefelau PD anadnablu ar ôl gosod, yn rhagofyn bod prosesau trin nwy ar leoliad wedi'u cynnal yn gywir.

Achos: Gorfodfa Wladgar yn Dawelu dan Adeilad Masnachol

Roedd gwasanaeth cyflawni sydd yn gwasanaethu ardal ddinasol â dwysder o 12,000 o drigolion yr un cilometr sgwâr angen tanleoliad newydd 220/66 kV o fewn canol y ddinas. Roedd y safle ar gael yn unig yn yr islawr o goprdd masnachol cymysg sydd i'w hadeiladu. Byddai tanleoliad AIS traddodiadol wedi gofyn am 6,000 metr sgwâr—mwy na thrwyddi'r troi o'r trothwy islawr ar gael. Daw'r datrysiad GIS 220 kV mewn trefniad bws dwbl â 8 o baenau ffeidri a 2 o baenau trychfori i mewn i 800 metr sgwâr, gan gynnwys pob trychfori pŵer, ystafell rheoli a systemau cynorthwyol. Cyflenwodd cynhyrchydd unedol o boblogaeth electronig yr offer GIS, a phrofwyd yn y ffatri mewn assembliadau o 6 baen ac fe'u gosodwyd dros 14 wythnos—amserlen nad oeddai'n bosibl â chynllunio AIS.

Cwestiynau Cyffredin

A yw GIS yn addas ar gyfer gosodfa allanol?

Oes. Mae cynaliadau GIS allanol yn cael eu hamddiffyn rhag tywyllwch gan gabinetiau rheoli sydd â safon IP65 a chynaliadau o alwminiwm alloy sydd yn resistas i goriad. Mae GIS allanol yn eithafu angen adeilad, ac felly'n lleihau cost y gwaith sifil yn ychwanegol, ac mae'n cyffredin mewn ystod 72.5–145 kV.

Sut mae'r nwy SF₆ yn cael ei drin yn ystod cynnal a chadw?

Mae cynnal a chadw sydd yn cynnwys agor compartment nwy yn defnyddio carthi cymryd nwy yn ôl sydd yn tynnu'r SF₆ i mewn i cilindroedd storio, yn ei ffilteru i gael gwared ar gynhyrchion iselderiad, ac yn ei ddychwelyd i'r compartment ar ôl cynnal a chadw. Nid oes SF₆ yn cael ei ryddhau i'r awyrgylch mewn gweithdrefn cynnal a chadw sydd wedi'i pherfformio'n iawn.

Beth sydd yn digwydd os bydd gollyngiad SF₆?

Mae'r monitôr dwysedd y bae yn cyflwyno rhybudd llai o bwysedd ar y camgyfer cyntaf, fel arfer yn 90% o dwysedd llenwi arferol. Ar 85%, mae cau'n atal gweithredu'r torriwr cylch neu'r ddisgynhedydd i osgoi gweithredu gyda thrwyddediad sydd wedi'i gynhyrchu. Mae'r weithwyr yn cael eu hanfon i leoli a atal y gollyngiad cyn bod y camgyfer cau wedi'i gyrraedd.

A allwedd GIS ei ehangu ar ôl gosod cyntaf?

Iawn. Mae'r ddyluniad modiwlus o bai yn caniatáu ehangu trwy ychwanegu cynlluniau bai newydd yn agored i'r bar-bws presennol, gyda rhannau bar-bws ychwanegol yn cael eu gosod yn ystod tân gynlluniedig. Fel arfer, pennir porthladdoedd ehangu yn y dyfodol yn ystod y prosiect cyntaf i symleiddio ehangu yn y dyfodol.

Sut mae GIS yn cymharu â AIS ar gyfer perfformiad daeargryn?

Mae GIS yn perfformio'n llawer gwell oherwydd ei ganolbarhad isel—mae'r cynllun cyfan yn sefyll lai na 3 metr o uchder—sydd yn ei wneud yn fwy sefydlog yn naturiol na chynlluniau AIS sydd â phostiau insiladur sydd yn gallu cyrraedd 5–6 metr. Mae GIS yn safonol ar gyfer cynllunio daeargryn lle byddai AIS yn gofyn am hanfodion gwahanu sylfaen costus.

O ble gallwn gael isbaradwys GIS llawn?

Mae cynhyrchwyr cyfarpar trydanol integredig sydd yn darparu pecynnau isbaradwys llawn—trefnwrion, offerynnau troelli, diogelwch a SCADA—yn darparu datrysiadau GIS wedi'u cwblhau. Mae cwmnïau fel Liaoning Sinotech Group yn darparu GIS o 72.5 kV hyd at 245 kV fel rhan o'u llinell gynnyrch isbaradwys.