Электр энергетика жүйелеріндегі ГИС-тің қызмет көрсету мерзімі қандай?

ГИС қызмет көрсету мерзімін түсіну: номиналды және нақты пайдалану мерзімі

ГИС-тің номиналды қызмет көрсету мерзімін және оның шынайы әрекет ету мерзімін анықтау

Газдық изоляциялы қосқыш құрылғыларының (біз электр станцияларында көретін осы үлкен электр жәшіктерінің) күтілетін қызмет ету мерзімі әдетте өндірушілердің зертханалық сынақтарда барлығы идеалды жағдайда өткен кезде мәлімдегендей, 30–40 жыл шамасында болады. Бірақ айталық, бұл көрсеткіш — күкірт гексафториді газында сорулар болмаған, температура тұрақты ұстап тұрған, ластану болмаған және техникалық қызмет көрсету дәл белгіленген мерзімде жүргізілген идеалды жағдайлардан алынған. Ал шындық басқаша айтып береді. Жергілікті жағдайларға байланысты өрісте орнатылған қондырғылар жиі қиындықтарға ұшырайды. Су айдыны жағалауындағы аймақтарда теңіз ауасындағы тұздың қоршау қабықтарын коррозияға ұшыратуына байланысты проблемалар туындайды. Өнеркәсіптік аймақтарда қосқыш құрылғысының ішіндегі контакт нүктелерін баяу бұзатын әртүрлі өткізгіш бөлшектер әрқашан болады. Сонымен қатар, температураның өзгеруіне байланысты қондырғының үнемі кеңеюі мен сығылуы уақыт өте келе дәнекерленген жерлер мен орнатылған сақтандырғыштардың тозуына әкеледі. Осы жерде айта кетейік: SF6 газының тазалығы осы жүйелердің нақты қызмет ету мерзімі үшін өте маңызды. Газ концентрациясы 97%–тен жоғары ұсталған жағдайда қондырғылар 50 жылдан кейін де жұмыс істей береді, ал егер жыл сайын 0,5%–тен астам газ жоғалысын туғызатын кішкентай сору болса, көпшілік қондырғылар 25 жылдан аса қызмет ете алмайды. Сондықтан техникалық сипаттамалар қағазда жақсы көрінсе де, ГИҚ (газдық изоляциялы қосқыш құрылғылары) қондырғыларының қызмет ету мерзімін шын мәнінде анықтайтын негізгі фактор — бұл қондырғының қайда орнатылғаны мен оның күнделікті пайдаланушылары қаншалықты сақтықпен қызмет көрсететіні.

'Өмір бойына арналған герметикалау' уәде: GIS-тің жобалау мақсаты мен жерде орындалуы

Газдық изоляциялы қосқыш қондырғылары (GIS) өмір бойы «өмір бойы герметиктелген» деген уәдемен жасалады; олар лазермен дәнекерленген корпус пен ылғал, оттегі және басқа да кез келген ластанғыштарды мәңгілікке сыртқа шығаруға арналған жоғары сапалы сиырттардан тұрады. Бірақ шынайы өмірдегі тәжірибе басқаша әңгіме айтады. Сандар да өзінің ақиқатын айтады — бүкіл өнеркәсіп бойынша SF6 утечкасының орташа деңгейі жылына 0,5–1% құрайды. Бұл изоляцияның өндірушілердің айтуынша болғаннан гөрі қысқа мерзімге сақталатынын, сонымен қатар олардың «нөлдік утечка» уәдесіне қарама-қайшы екенін білдіреді. Мұндай қондырғылар ылғалды аймақтарда орналасқан кезде су баяулау арқылы ескі сиырттар арқылы өтеді және коррозиялық күкірт қосылыстарын түзуге бастайды. Сонымен қатар, операторлар қосқыштарды алға-артқа ауыстырған сайын контакттардың тозуы басталады, сондықтан 15 жыл қызмет көрсеткеннен кейін электр тоғын өткізу қабілеті 15–30%-ға төмендейді. Сондықтан «өмір бойы герметиктелген» дегені — кепілдік емес, қарапайым мақсат ретінде қабылдау керек. Бұл тек қана қондырғыларға газ бақылау жүйелерін орнату, ылғалдылық деңгейін бақылау және ретті техникалық қызмет көрсету қажет. Таза, температурасы тұрақты ортада орналасқан жабдықтар өндірушілердің күткеніне ең жақын нәтиже көрсетеді. Ал ластанған аймақтарда немесе температураның айтарлықтай тербелісі бар жерлерде орналасқан қондырғылар өзінің жақсы орналасқан «бәрінен артық» серіктестеріне қарағанда шамамен үш есе көп жөндеу мен реттеулерді қажет етеді.

GIS ұзақ мерзімді жұмыс істеуіне әсер ететін негізгі факторлар

GIS-тің негізгі старение факторы ретінде SF₆ газының герметизациялық бүтіндігі мен оның сорылуы

SF₆ газының бүтіндігі GIS жүйелерінің сенімділігі мен жұмыс істеу мерзімін анықтауда маңызды рөл атқарады. Кішігірім сорылулар уақыт өте келе диэлектрлік беріктікті әлсіретеді, себебі су буы мен оттегі газ ішіне енеді; бұл элементтер тез айырылу процестерін жеделдетуге және коррозияға әкелуге катализатор болып табылады. Жылдық сорылу 0,5%-дан асқан кезде құрылғы тезірек старениеге ұшырайды, бұл күтілген уақыттан бұрын ақаулар пайда болу ықтималдығын арттырады және жалпы қызмет ету мерзімін қысқартады. Сыртқы орамдардың бүтіндігін сақтау үшін инфрақызыл суреттеу немесе басқа да іздеу газдарын қолданатын әдістермен регулярлық сорылу тексерістері қажет. Қажет болған кезде салынған резеңке сақиналарды алмастыру мен қатал іске қосу процедураларын қатаң сақтау — өндірушілердің көрсеткен қызмет ету мерзімін орындауға немесе тіпті оны асыра алуға негіз болады.

GIS корпусы мен өшіргіштердегі коррозия мен контакттардың нашарлауы

Құрылғы ішіндегі коррозия негізінен SF6 газының SOF2 және HF сияқты заттарға ыдырауынан пайда болады, олар одан әрі құрылғыда болатын аз мөлшердегі ылғалмен әрекеттеседі. Бұл химиялық реакциялар алюминий шиналарын, мыс контакттарын және тіпті шойын қораптарды да бұзып, уақыт өте келе олардың электр өткізгіштігін төмендетеді және құрылымдық беріктігін нашарлатады. Сонымен қатар, барлық осы айналымдар күнделікті контакттардың тозуына әкеледі, нәтижесінде кедергінің жоғарылауы және жергілікті қызу пайда болады. Егер біз осы ақауларды ерте анықтамасақ, олар соңында қауіпсіз өткізілетін ток мөлшерін шектейді және жылулық тұрақсыздықтың (thermal runaway) пайда болу ықтималдығын айтарлықтай арттырады. Проблемаларды алдын алу үшін техниктер көрініс бойынша ретті тексерулер жүргізуі, контакттардың кедергісін өлшеуі және жүйе ішіндегі газдарды талдауы қажет. Белгілерді ерте анықтау — ірі ақаулар мен қымбат тұратын жөндеулерге дейін қажетті шараларды қолдануға мүмкіндік береді.

Қоршаған ортаның әсер етуші факторлары: ылғалдылық, ластану және термиялық циклдардың ГИС сенімділігіне әсері

Сыртқы орта уақыт өте келе ГИЖ жүйелеріне механикалық тозу мен химиялық реакциялар арқылы нағыз залал келтіреді. Су айдынындағы орнатулар үшін тұз шөгінділері қоршаулардың бекемдігін әлсіретуге және салынған орналасу элементтерінің (герметиктердің) істен шығуына әкелетін ауыр коррозиялық проблемалар туғызады. Ылғалды аймақтар да басқа бір қиындық болып табылады, себебі температура түнде төмендеген кезде құрылғы ішінде ылғал жиналады, бұл кейінірек қызғылт ізбелер мен электрлік ақауларға әкеледі. Металл бөлшектер күндіз бойы температураның өзгеруіне байланысты тұрақты түрде кеңейіп-сығылады, бұл айналадағы жұмыс істеп жүрген айлардан кейін дәнекерленген жерлерге, фланецті қосылыстарға және резеңке герметиктерге қосымша керілу тудырады. ГИЖ жүйелері дәстүрлі АЖЖ жүйелеріне қарағанда бұл керілулерге төзімдірек болса да, ұзақ мерзімді сенімділік үшін дұрыс орнату өте маңызды. Жақсы желдету, тікелей күн сәулесінен қорғау және нақты орнату орнының жағдайларына негізделген индивидуалды герметизация шешімдері қызмет көрсету мерзімін әлдеқайда ұзартады.

Ақылды техникалық қызмет көрсету тәжірибелері арқылы ГИЖ қызмет көрсету мерзімін ұзарту

Жоспарланған техникалық қызмет көрсету: Артықшылықтары, шектеулері және ГАЖ қалдық қызмет ету мерзіміне әсері

Регулярдық техникалық қызмет көрсету GIS жүйелерін сенімді түрде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді: барлығын жүйелі түрде тексереді, қажет болған жағдайда майлау құралдарын қолданады, айналдыру моментінің нормаларын тексереді және белгіленген кестеге сәйкес бөлшектерді алмастырады. Бұл тәсіл көптеген ақауларды алдын ала болдырмаққа көмектеседі және өндірушілердің сақтауға тиісті барлық реттеулерге сай келуді қамтамасыз етеді. Дегенмен, оның кемшіліктері де бар. Қызмет көрсету кезінде пайда болатын ақаулар жиі байқалмай қалады. Сонымен қатар, кейде механиктер шынымен қажет емес жұмыстарды орындайды, бұл қателер жасауға немесе бөлшектерді олардың нақты қажет болған уақытынан бұрын алмастыруға әкеледі. Зерттеулер уақытқа негізделген техникалық қызмет көрсетудің жабдықтардың қызмет ету мерзімін тек қана ақау пайда болған кезде жөндеуге қарағанда шамамен 15–20 пайызға ұзартуы мүмкін екендігін көрсетеді. Темен, бірақ ұзақ мерзімді шығындар мен жабдықтардың жалпы қызмет ету мерзімін қарастырғанда ол күй бақылау әдістерімен салыстырғанда тиімсіз болып табылады. Жоспарланған техникалық қызметтің негізгі артықшылығы — болашақтағы салыстырулар үшін сілтеме нүктелерін құру мен жүйенің негізгі денсаулығын сақтау. Алайда, ол компоненттердің нақты тозу қарқынына сәйкес келетін техникалық қызмет көрсетуді қамтамасыз етпейді.

ГИС-тің күйіне негізделген жөндеу: өмірлік мерзімді ұзартуға мүмкіндік беретін коронадалық разрядтарды анықтау, газдық хроматографиялық талдау (DGA) және ылғалды бақылау

Жағдайға негізделген техникалық қызмет көрсету (ЖНТҚ) GIS жүйелерін олардың жұмыс істеу мерзімі бойынша басқару тәсілін өзгертеді: белгіленген кестелерден нақты жабдық жағдайына негізделген шешімдерге ауысады. Мысалы, жартылай разрядтарды анықтау құрылғының изоляциясындағы ақаулардың алғашқы белгілерін, олардың нақты зақымдануынан бірнеше ай бұрын анықтай алады. Бұл әдіс жүйенің ішіндегі кішкентай разрядтардан туындайтын жоғары жиілікті сигналдарды қабылдау арқылы жұмыс істейді. Екінші маңызды әдіс — SF6 газындағы еріген газдарды талдау, ол техниктерге доғалық разрядтар болып жатқанын немесе қандай да бір бөліктің қызуы артып кеткенін анықтауға көмектеседі. Бұл сынақ заттардың бұзылуы басталған кезде пайда болатын нақты газдарды зерттейді. Сондай-ақ, ылғалдың деңгейін бақылау да өте маңызды. Кейбір жүйелерде датчиктер тіпті ішкі тұрғыдан орнатылған, ал басқаларында шық нүктесін ретті түрде тексеру қажет. Ылғал мәселелеріне алдын-ала қарсы шара қолдану коррозияның зақым келтіріп жібергенше болмауын қамтамасыз етеді. Барлық осы диагностикалық әдістерді біріктіру өрістегі есептер бойынша авариялық тоқтатуларды шамамен 35–40 пайызға азайтады. Жабдықтар да күтілген уақыттан ұзағырақ жұмыс істейді, кейде өндірушілердің бастапқы болжамдарынан едәуір асып кетеді. Сонымен қатар, жалпы алғанда, жүйелер жылулық стресске және қандай болса да сыртқы орта факторларына төзімділігін арттырады. 30 жылдан аса ескіріп кеткен GIS орнатулары үшін осындай ақылды техникалық қызмет көрсету қымбатқа түсетін апаттар мен сенімді жұмыс істеу арасындағы айырмашылықты қалыптастырады.

Өмірлік циклдың аяғын бағалау және ГИЖ-дің алмастыруын немесе жөндеуін жоспарлау

Газдық изоляциялы қосқыш құрылғысын қашан ауыстыру керектігін анықтау үшін бірнеше факторды бірге қарастыру керек: оның нақты тозу дәрежесі, қаржылық тұрғыдан шығындарды жұмсау мағынасы бар ма, сонымен қатар сенімді жұмыс істеу үшін желі қандай талаптар қояды. Жылдық SF6 сорылуы жарты пайыздан асса, жартылай разрядтық сынақтар арқылы изоляцияның бұзылу белгілері анықталса немесе контактілердің кедергісі бастапқы көрсеткіштерге қарағанда отыз пайыздан артық өссе, онда ауыстыру — бірден-бір шығу жолы болуы мүмкін. Сыртқы корпус пен көмекші рамалар сақталған кезде қайта жаңарту әдісі техникалық және экономикалық тұрғыдан әлі де тиімді болып табылады. Контактілерді ауыстыру, ылғалды бақылау жүйесін жаңарту немесе SF6 газын қалпына келтіру сияқты нақты шаралар құрылғының қызмет ету мерзімін тағы да сегізден он екі жылға дейін ұзартуға мүмкіндік береді. Барлық компаниялар барынша көп өмірлік цикл бойынша құнын есептеуге көшуде. Ескі жүйелерді жөндеу әдетте жаңа газдық изоляциялы қосқыш құрылғысын сатып алуға кететін шығындардың қиратушы 40–60 пайызын құрайды, бірақ операторлар жаңа үлгілердің ұсынатын барлық артықшылықтарын ескеруі керек — мысалы, жақсарған бақылау мүмкіндіктері, кішірек физикалық өлшемдері және киберқаупшылыққа қарсы жақсарған қорғаныс. Желінің тұрақтылығын сақтау үшін алдын ала жоспарлау өте маңызды. Таңдалған ауыстырулар мағыналы, себебі қосқыш құрылғысының қосымша бөлшектерін жасау үшін 18 айдан аса уақыт кетеді; сондықтан электр энергиясын қамтамасыз ететін негізгі қызметтердің үзілмеуін қамтамасыз ету үшін коммуналдық кәсіпорындар өте ұқыпты жоспарлауға тиіс.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

GIS-тің номиналды және нақты қызмет ету мерзімі арасындағы айырмашылық қандай?

GIS-тің номиналды қызмет ету мерзімі әдетте идеалды жағдайларға негізделген 30–40 жыл құрайды. Алайда, нақты жұмыс істеу мерзімі қоршаған орта факторларына, жөндеу тәжірибелеріне және басқа да шынайы әлемдегі жағдайларға байланысты әлдеқайда әртүрлі болуы мүмкін.

Неге SF ₆газдың бүтіндігі GIS-тің ұзақ мерзімді жұмыс істеуі үшін маңызды?

SF ₆газдың бүтіндігі өте маңызды, себебі газдың сыртқа шығуы диэлектрлік беріктікті төмендетіп, жабдықтың тез кеселденуіне әкелуі мүмкін. Дұрыс газдық тығыздықты сақтау ылғалдың ішке кіруін болдырмауға және жүйенің ұзақ мерзімді жұмыс істеуін қамтамасыз етуге көмектеседі.

Қоршаған орта GIS-тің қызмет ету мерзіміне қалай әсер етеді?

Ылғалдылық, ластану және теңіз жағалауы сияқты қоршаған орта факторлары коррозия мен тозуды жеделдетіп, GIS-тің қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін.

GIS-тің қызмет ету мерзімін ұзартуға қандай жөндеу тәжірибелері көмектеседі?

Жағдайға негізделген жөндеу мен реде жиі өткізілетін тексерулер сияқты ақылды жөндеу тәжірибелері GIS-тің қызмет ету мерзімін әлдеқайда ұзартуға көмектеседі, себебі олар күтпеген ақауларды болдырмауға және ақауларды ерте анықтауға мүмкіндік береді.