Millised on elektrijaamade energiasäästu meetmed?

Täiendage vananevate alajaamade seadmete kvaliteeti, et suurendada tõhusust

Identifitseerida kõrge kahjumitega varasemad varad: transformatorid, vahetusseadmed ja reaktorid, mis aitavad kaasa 12-18% parasiitlike kahjumite tekkimisele

Vanemad jaamad on sageli varustatud kõigi sorts nüüd juba aegunud seadmetega, nagu transformaatorid, lülitusseadmed ja reaktorid, mis lihtsalt kulutavad energiat. Need vanad komponendid kaotavad tegelikult umbes 12–18 protsenti kogu jaama tarbimisest, eriti siis, kui nad on ebakasutatud seisundis ja midagi ei tee. Transformaatorid, mille südamikud on kulunud, kaotavad rohkem võimsust magnetiseerimisprobleemide ja nendele tüüpiliste vooluringide tõttu. Ka lülitusseadmete toimivus halveneb aeglaselt, kuna kontaktid muutuvad vastupanuvõimelisemaks ning tekitavad soojusprobleeme. Reaktorid pole samuti enam efektiivsed, sest nende magnetväljad ei ühildu enam korralikult. Selleks, et need probleemid tuvastada enne, kui need halvenevad, kasutavad tehnikud tavaliselt soojuskamerateid kuumade kohtade tuvastamiseks, teevad osalise läbilaske testi isoleerimistingimuste hindamiseks ning paigaldavad täpsed mõõteriistad, et mõõta täpselt, kui palju energiat kaotatakse. Sellise inspektsiooniprotsessi läbimine aitab hooldusteamidel kindlaks teha, millised komponendid vajavad esmalt tähelepanu. Sel viisil saab parandada suurimaid probleemikohasid ilma kogu seadmete asendamiseta, säästes nii raha kui ka kaotatavat elektrienergiat.

Prioriteediga teostada kõrgmõju tagasipöördremonti: amorfsete metalli transformaatorite ja vaakumlülitite kasutamine vähendab oluliselt tühi käigu ja lülituskaod

Keskenduge moderniseerimistöödele piirkondades, kus saavutatakse suurim tõhususparandus kulutatud raha eest. Kahe silmatorkava valikuna on amorfsete metalli transformaatorid ja vaakumkaitsed. Amorfsete metalli transformaatorite tööpõhimõte erineb selle poolest, et nende südamikud on valmistatud mittekristallsetest sulamitest, mitte tavapärasest terasest. See konstruktsioon vähendab nende tühi käigu kaotusi umbes kahe kolmandiku võrra võrreldes traditsiooniliste mudelitega, mis tähendab vähemat energiakadu siis, kui süsteemid ei ole aktiivsel tööl. Vaakumkaitsed on teine mängu muutnud lahendus, kuna nad kasutavad elektrikaare peatamiseks lülitusoperatsioonide ajal õhukese asemel vaakumit. Nad katkestavad voolu palju kiiremini ja puhtamalt ning vähendavad lülituskaotusi umbes 40%. Otsustades, kuhu investeerida, analüüsige esmalt koormusmustrid ja tehke mõned lihtsad kuluarvutused. Näiteks esmane alajaamade transformaator – nende vanade üksuste asendamine viib sageli ainult energiakulude vähenemiseni üle kümne tuhande euro võrra aastas. Need moderniseerimised ei paranda mitte ainult tõhusust, vaid neid tuleb ka vähem sageli asendada, nende hooldusvajadus on väiksem ja nad aitavad elektriettevõtetel saavutada oma rohelisi eesmärke, lihtsalt vähendades alajaamade ooteaegses töös tarbitavat energiat.

Rakendage seisundi põhine hooldus, et vähendada alajaamade energiakaotusi

Asendage ajapõhised hooldusgraafikud sensoritega juhitava jälgimisega: soojuspiltide, osalise läbilöögi ja gaasianalüüsi (DGA) kasutamine pikendab seadmete eluiga ja vähendab ootel kaotusi kuni 22%

Üleminek planeeritud hoolduselt seisundi põhisele jälgimisele vähendab kaotatud energiat ja pikenemaks varade eluiga. Soojuspiltide abil jälgitakse transformaatoreid ebaharilikku soojuse kogunemist enne, kui olukord läheb kontrolli alt välja. Osalise läbilöögi andurid tuvastavad isolatsiooniprobleeme lülitusseadmetes ja isoleerivates tüüblites juba algfaasis. Seejärel on lahustunud gaaside analüüs (DGA), mis jälgib õliga täidetud seadmeid varajastest hoiatustest, nagu kaarladumine, ülekuumenemine või koroonamõju, uurides gaase, näiteks vesinikku, metaani ja etüleeni. Kui need andurid tuvastavad probleeme, mille väärtused ületavad teatud piirväärtusi, viiakse hooldus läbi ainult siis, kui seda vajatakse. Seadmed jäävad sel viisil teenistusse umbes 15–20 aastat pikemaks. Ka säästud kogunevad. Ettevõtted saavad parasitaarseid tühikäigukaotusi vähendada umbes 22%, mis tähendab, et nende süsteemid töötavad tõhusamalt ka siis, kui osad hakkavad ebaõnnestuma. Ponemon Institute'i 2023. aasta uuringu kohaselt tähendab see aastas ligikaudu 740 000 USA dollari säästmist ainult energiakulude osas.

Standardiseerige olulised testid: aastas toimuv kontakti takistuse ja SF6 puhtuse kontroll vähendab keskmist koormuskaotust 7,4 protsendi võrra

Regulaarsed aastasised kontrollid teevad kogu erinevuse energiatõhususe suhtes elektrisüsteemides. Kaks olulisemat testi on kontakti takistuse mõõtmine kaitselülitites ja SF6-gaasi puhtasuse taseme kontroll gaasisisaldavas lülitusseadmes. Kui kontakti takistus tõuseb näiteks oksüdatsiooni, vale paigutuse või lihtsalt kulutumise tõttu, tekivad need tüütud I ruudus R kaotsiminekud. Vaid 10-protsendiline tõus võib iga kaitselülitite kohta igal aastal põhjustada umbes 3,2 miljoni vatt-tunni energiakadu. Teisalt, kui SF6-gaasi puhtasuse tase langeb alla selle maagilise 99% piiri, väheneb dielektriline tugevus oluliselt. See tähendab, et kaare kustutamiseks on vaja kuni 40% rohkem energiat, mis tõstab tööpinget ja teeb süsteemis reaktiivseid kaotsiminekuid suuremaks. Nende testide tegemine kohustuslikuks ja andmete arhiivimine aitab vältida seda tüüpilist 7,4-protsendilist hüppet, mida me näeme alajaamades ilma korraliku jälgimiseta. Probleemide varajane parandamine säästab ka raha. Viie aastaga võivad objektid muul viisil kaotada üle 220 000 USA dollari väärtuses raisatud energiat. Samuti muutub hea pinge reguleerimise marginaali säilitamine palju lihtsamaks – see on täiesti kriitilise tähtsusega, et hoida terve võrgu stabiilsust tipptarbe ajal.

Paigaldage nutikas jaamautomaatika reaalajas energiatõhususe optimeerimiseks

Moderniseerige juhtsüsteeme: IEC 61850-ga ühilduvad äärekontrollerid võimaldavad dünaamilist reaktiivvõimsuse optimeerimist (+27% tõhusus)

Vanasti kujundatud jaamade juhtsüsteemid toetuvad fikseeritud kondensaatorpanga seadistustele ja aeglaselt reageerivatele tapmuundajatele, mis põhjustab pidevalt probleeme reaktiivvõimsusega koormuste kõikumisel. Kui me uuendame need IEC 61850-ga ühilduvad äärekontrollerid, muutub olukord täielikult, sest need suudavad otsustada peaaegu kohe otse allikas. Need kaasaegsed seadmed koguvad elus andmeid pinge tasemetest, voolu voolust ja temperatuuridest, et vajadusel kohandada reaktiivset kompenseerimist. Nad lülitavad tegelikult kondensaatoreid sisse ja välja ning kohandavad transformaatori tappe vastavalt sellele, mis toimub tegelikult reaalajas. Praksis on välitestingud näidanud umbes 27% väiksemat reaktiivvõimsusest põhjustatud kaotust vanemate staatiliste süsteemidega võrreldes ning paremat pingekontrolli vaid ±1,5% ulatuses asemel laiemas ±3% ulatuses. Mida teeb selle nii väärtuslikuks? See takistab releede ebaolulisi tööd pingelanguste või -tippude korral ning ennetab kulukaid ülekandeühingute tihenemisprobleeme eriti neil hõivatutel tippkoormusperioodidel. Vaadeldes igasugust piirkondlikku võrguhindamist, selgub selgelt, et süsteemid, mida ei ole uuendatud, seisavad silmitsi tõsisete riskidega tehniliste kaotustega, mis võivad potentsiaalselt ulatuda 15%-ni.

Integreerige AI-põhised analüüsitööriistad: Ennustav rikke avastamine vähendab energiakadusid ja planeerimata väljalülitumisi 31% võrra (IEEE PES 2024)

Traditsioonilised SCADA-süsteemid ei suuda ülesannet täita, kui tegu on aeglaste probleemide tuvastamisega, mis lõpuks põhjustavad seadmete väljalangemise. See viib sageli äkki tehtavatesse seiskamistesse ja nii nimetatud energiakäigu (energy dumping) tekkimisse, kus elektrijaamad peavad tootmist vähendama, et säilitada võrgus tasakaal. Uued AI-analüüsitööriistad kombineerivad erinevaid teabeallikaid, sealhulgas eelmise töö tulemusi, hetke temperatuurimõõtmisi, osalise läbilaske signaale ning isegi kohalikke ilmastikutingimusi. Need süsteemid suudavad tuvastada hoiatusmärke, mis on seotud näiteks kahjustatud keermestustega, niiskuse sattumisega isolatsioonipüstikutesse või transformaatorites õli lagunemisega. Masinõppe algoritmid tuvastavad probleemid umbes kaks kuni kolm nädalat enne tegelikku katkestust, andes operaatortele aega probleemide kõrvaldamiseks enne, kui need muutuvad kriitilisteks. Vastavalt IEEE Power & Energy Society poolt eelmine aasta avaldatud uuringule vähendavad need täiustatud süsteemid energiakäigu juhtumeid ja ootamatuid väljalangevusi umbes 31 protsendi võrra. Tüüpilises 500 megavattise alajaama seadistuses tähendab see iga aasta kohta ligikaudu viie gigavatt-tunni taasvõitmist ning kulukate võrgutasakaalustamise trahvide vältimist. Varajane sekkumine säästab ka pikaajaliselt raha, sest transformaatorid vajavad asendamist umbes nelja aastat hiljem kui muul juhul, kuna operaatoreid saab kuumad kohad ja muud puudused kõrvaldada enne, kui need muutuvad nii halvaks, et nõuavad täielikku asendamist.

KKK

K: Mis on parasitaarsed kaod jaamades?

S: Parasitaarsed kaod viitavad energiakaotustele, mis tekivad ebapiisavalt tõhusa varustuse tõttu siis, kui jaamad on seismisrežiimis. Vananenud varustus võib neid kaoteid moodustada kuni 18%.

K: Miks on amorfsed metalltransformaatorid tõhusamad?

S: Amorfsed metalltransformaatorid on varustatud mittekristallsete sulamite südamikuga, mis vähendab tühi käigu kaotusi umbes kahe kolmandiku võrra võrreldes traditsiooniliste mudelitega.

K: Kuidas aitab AI-põhine analüütika jaamadel?

S: AI-põhine analüütika aitab ennetava veatekkemääramisega, vähendades planeerimata väljalülitusi ja energiakadusid, tuvastades probleemid nädalaid enne nende tekkimist ning takistades kriise.