Свичгир нь цахилгаан системийн удирдлагын төвийн үүрэг гүйцэтгэж, цахилгаан гүйдлийг хянах, урсгалыг зохицуулж, бүхнийг тэнцвэртэй байлгах боломжийг олгодог. Хэрэв хэдэн зам дээр илүүдэл гүйдэл үүсвэл эсвэл богино залгаа гарвал сүүлийн үеийн свичгир эдгээр асуудлыг маш хурдан тодорхойлж чаддаг. Ихэнх чанартай системүүд доголдолтой холболтыг ойролцоогоор хагас секундын дотор тусгаарладаг бөгөөд ингэснээр трансформатор, генератор зэрэг үнэтэй тоног төхөөрөмжийг гэмтлээс хамгаалдаг. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар IEC 62271-200 стандартын шаардлага хангасан свичгирт хөрөнгө оруулалт хийсэн компаниуд доголдсон тоног төхөөрөмжийг солих зардлаа 34% хүртэл бууруулсан байна.
Өнөөгийн цахилгаан тоноглол нь селектив хамтын ажиллагааг бий болгохын тулд хамтдаа ажилладаг цахилгаан соронзон реле болон микропроцессорын суурьтай хамгаалалтын системийг хослуулан ашигладаг. Энэ нь практикт цахилгаан системийн аль нэг хэсэгт асуудал гарвал зөвхөн дээгүүр урсгалын хамгийн ойрхон таслагч л ажиллаж, бусад бүх зүйл энгийн ажиллаарай гэж тусалдаг гэсэн үг юм. Удаан үргэлжилсэн ачааллыг зохицуулахын тулд удаан хугацаагаар гүйх гүйдлийн дулааныг мэдрэх чадвартай термо-магнит таслагчууд ашиглагддаг. Харин гэнэт богино холболт үүсч, гүйдэл нь ердийнхөөсөө 8-12 дахин ихсэж гэнэт хурдассан тохиолдолд магнит ороомог одоо ч иймэрхүү алдагдал гарахаас өмнө цахилгааныг бараг мөгөөш даруулна. Энэ хосолсон арга нь цахилгаанчидал ямар нэгэн гэмтэл үүсэх үед системийнхаа урвалыг илүү сайн удирдах боломжийг олгодог.
13.8 кВ-ийн гэмтэл арилгах боломжгүй бол 2023 оны торын судалгааны мэдээгээр доод талын 8–12 сууцад нөлөөлсөн цацрагийн унамтаг байдал үүсч болно. Өндөр чанартай нумын эсэргүүцэлтэй таслагч нь 40 кА-ийн гэмтлийн гүйдлийг 0.5 секунд тэсвэрлэх, нумын хийг дээврийн агаарын боомтуудаар аюулгүйгаар зөөх замаар ийм үзэгдлийг саатуулдаг. Эдгээр загварууд нь өнгөрсөн жил үйлдвэрлэлийн орчинд их хэмжээний гэмтлийг 76%-иар бууруулсан.
Нэг томоохон компани IEC 61850 холбооны протокол ашигласан тоон таслагчтай 142 дэд станцыг шинэчилсэн. 18 сарын турш энэхүү нэвтрүүлэлт дараах үр дүнг гаргасан:
Ухаалаг торны хамгаалалтын систем нь 2023 оны дулааны долгионтой үед бодит цагт ачааллыг дахин тарааж, 380,000 хэрэглэгчид дотоод шөнийн гэрэл асахаас хамгаалсан.
Одоогийн үед цахилгаан тоноглолууд нь изоляцийн эсэргүүцлийг хянах IoT сенсоруудтай байдаг бөгөөд энэ хэмжээ 100 мегаом-оос дээш хадгалагдах ёстой байна. Мөн контактын элэгдэл 20%-иас хэтрэх ёсгүй. Ухаалаг алгоритмууд эдгээр бүх мэдээллийг боловсруулж IEEE-ийн саяхны судалгаагаар хэвлэгдсэнээр, судалгааны дагуу гурван өдрөөс илүү урьдчилан гарч болох асуудлыг ойролцоогоор 90% нарийвчлалтайгаар илрүүлж чаддаг. Ийм төрлийн урьдчилан таамаглах чадвар нь NFPA 70E стандартын шаардлагыг 2024 оноос хойш илүү хялбархан биелүүлэх боломжийг олгоно. Учир нь техникчид энгийн үйл ажиллагааны явцад ноёрхолын нум гарах аюул учрахын өмнө урт хугацааны дахин засварыг зарлаж болдог.
Өнөөгийн цахилгаан тоноглолууд нь дээд зэргийн халуун туяа (arc flash) - аас хамгаалах технологитой ирдэг бөгөөд инцидентийн энерги 1.2 калори/квадрат сантиметр-ээс доош байхыг хангаж, ихэвчлэн хоёрдугаар зэргийн шархлаас хамгаалдаг гэж үздэг. Эдгээр системүүд олон үйлдэлт реле болон цахилгааны фазын тэнцвэрт бус байдлыг 5% ба түүнээс дээш хазайх үед мэдээлдэг, мөн халхавчийн доголдолыг хуучин тоноглолоос ойролцоогоор 30-50 хувийн хурдан илрүүлдэг. OSHA-ийн 2023 оны аюулгүй байдлын тайлангийн мэдээллээр үзэхэд энэхүү хоёр чиглэлтэй хамгаалалтын стратегийн дүнд нийслэлийн үйлдвэрлэлтэй газруудад тохиолдох arc-тай холбоотой гэмтлээс есөн нь арванхоносыг нь урьдчилан сэргийлж байна.
Халуун туяагаас хамгаалсан хаалтууд нь плазм болон хийг удирдлагатайгаар гаргалтын камеруудаар чиглүүлж, 15,000°C-аас дээш температурыг удирдана. Дээд ангийн нэгжүүд IEC 62271-200 стандартын дагуу 2B ангийн сертификатыг дараах шинж чанаруудын тусламжтайгаар олж авдаг:
Сульфур гексафторид (SF₆) буюу вакуумын таслагч шиг өндөр үзүүлэлттэй материалыг ашигласнаар диэлектрик хүч 45 кВ/мм-ээс дээш хадгалагдана. 2024 оны судалгаагаар металл хальстай таслагч төхөөрөмжинд ашигладаг полиамид-шилэн шовхны найрлага нь деформацид оралгүйгээр 65 кА богино холболтын гүйдлийг гурван секунд тэсвэртэй ажиллаж чаддаг байна — цайрын хайрцагтай харьцуулахад 40%-иар илүү.
Хумих нумын эсэргүүцэлтэй таслагч төхөөрөмж анхдагч зардлыг 25–35% нэмэгдүүлдэг ч дараах замаар амьдралын мөчлөгийн зардлыг эрс бууруулдаг:
Дэд бүтцийн онцлог газрын гэмтлийн магадлалын үндсэн дээр аюулгүй байдлын шийдлийг оновчтой болгох боломжийг инженерүүдэд өгч, зориулалтын материал шилжүүлэх, бүсчлэлтийн сонголттой холбоосын тусламжтайгаар уламжлалт зардлын 70%-д премиум түвшний хамгаалалтын 90%-ийг хүргэх нь дэвшилтэт имитацийн хэрэгслүүдийн үр дүн юм.
Орчин үеийн цахилгаан таслагчийн координатжуулсан хамгааллыг дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бүрдүүлдэг:
NEMA-н зөвшөөрөлтэй төхөөрөмжүүд шаардлагагүй аналогуудтай харьцуулахад үйлдвэрлэлд 40% бага гэмтэл үзүүлдэг.
| Хүчдэлийн ангилал | Зарчим | Хамгийн их ашигладаг үйлдлүүд | Гэмтлийн хувь* |
|---|---|---|---|
| Бага дулааралт | ≤ 1 kV | Худалдааны барилга, үйлдвэрүүд | 1.2%/жил |
| Дунд зэргийн хүчдэл | 1–38 kV | Үйлчилгээний тархалт, кампусууд | 0.8%/жил |
| Урт дулааралт | >38 kV | Шилжүүлэлтийн систем, трансформаторын станц | 0.3%/жил |
*2023 оны Цахилгааны найдвартай байдлын хүрээлэнгийн өгөгдлийн үндсэн дээр
N+1 нөөцийн байгууламжууд нь гэмтэл гарах үед нөөцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг автоматаар идэвхижүүлдэг бөгөөд өгөгдлийн төв шиг чухал үйлчилгээнүүдэд 73%-иар цахилгааны хаагдлын эрсдэлийг бууруулдаг. Сүлжээний хэрэглээнд сүйтгэлүүдийг 0.5 секундын дотор агуулж чаддаг модульлаж шичих тоноглолын загварууд нь уналтын дарааллын 92%-ийг саатуулдаг бөгөөд энэ нь сүүлийн үеийн найдвартай байдлын судалгааны мэдээллээр батлагдсан.
Орчин үеийн шичих тоноглол нь OSHA-ийн дүрэм журам болон IEC 61439 загварчлалын шаардлагатай танилцуулах ёстой. NFPA 70E аюулгүй байдлын аргачлалд нийцэж ажилладаг талбайд 2024 оны Цахилгааны аюулгүй байдлын сангаас хийсэн судалгаагаар ашиглалтанд нийцэхгүй байгаатай харьцуулахад 68%-иар цахилгааны нумны дээд алдагдал бага тохиолддог.
Дээд түвшний үйлдвэрлэгчид дулааны цикл, механик ачааллын нөхцөлийг 20 гаруй жилийн турш хурдан нас баруулах туршилтаар тэсвэрт чанарыг шалгадаг. ANSI C37.04 гэх мэт гуравдагч этгээдийн баталгаажуулалт нь цахилгаан хэлхээний хамгаалалтын ерөнхий схемтэй зөөлөн интеграци болохыг хангана.
Үр дүнтэй үйлчилгээнд дараах зүйлс орно:
| Арга | Зорилго | Аж үйлдвэрийн стандарт |
|---|---|---|
| Инфра улаан туяаны термографи | Цахилгаантай тоноглолд халуун цэгийг илрүүлэх | ASTM E1934 |
| Хэсэгчилэн цахилгаан алдагдлын шинжилгээ | Хамгаалалтын сул талыг эрт илрүүлэх | IEC 60270 |
| Холболтын эсэргүүцлийн хэмжилт | Нийлмэлийн дамжуулах чадварыг хангах | IEEE C57.152 |
Үйлдвэрлүүд нь задарсан хийн шинжилгээ, хэлбэлзэл хяналтын сенсоруудыг байршуулж эхэлсэн ба 42% нь цахилгаан тусгаарлалтын гэмтлийг 6–8 сарын өмнө урьдчилан таамаглахад урьдчилан таамаглалын шинжилгээг ашигладаг.
Урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ нь тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг 35–50%-иар сунгаж, хүчтэй зогсолтыг ихэд бууруулдаг. Бүтцийн засвар үйлчилгээний хөтөлбөртэй объектууд хямралын үед цахилгааныг 92% илүү хурдан сэргээдэг.
Сайн чанарын цахилгаан тоноглолууд нь систем дэх гэмтлийн хэлхээг тархахаас өмнөх зөвхөн хэдхэн миллисекундын дотор асуудлыг таслан зогсоох замаар салхин шиг тархах гэмтлийг зогтоодог. Орчин үеийн байгууламжид ихэвчлэн устөрөгчийн реле болон суналтанд орж буй багана, аюултай нумны цохилтыг илрүүлэх чадвартай тасралтгүй хяналтын технологийг хослуулан ашигладаг бөгөөд эдгээр нь асуудал том болохоос хамаагүй өмнө л илрүүлдэг. Энэ бүхий л систем нь хамгааллын давхарга шиг хамтдаа ажиллах бөгөөд үйлдвэрлэгчдэд одоогоор маш их хэрэгцээтэй болсон. Мөн мэргэжлийн судалгаанууд ийм тохиолдолд компаниуд их хэмжээний санхүүгийн алдагдалд ордогийг харуулж байна. Өнгөрсөн жилийн McKinsey-ийн судалгаагаар ихэнх компанийн алдагдал нэг сая доллар ба түүнээс дээш хүрдэг байна. Үйл ажиллагааны гэмтлийн ойролцоогоор зургаан нь ийм хэмжээний мөнгөний алдагдалд хүргэдэг тул зөв цахилгааны аюулгүй байдал нь бизнесийн үргэлжлэх чадварын тулд зүгээр л чухал биш харин тийм чухал юм.
Нумын эсэргүүцэлтэй таслагч нь хэвийн системүүдтэй харьцуулахад гэмтлийн тархалтыг 80%-иар бууруулдаг. Оюунлаг таслагчууд одоолт, урсгалын долгион хэлбэр дээр сууран түр зуурын цахилгааны шахалтыг байнгын гэмтлээс ялгаж чаддаг бөгөөд хийж хучсан шугамууд богино холболтын эрсдлийг бууруулдаг. Эдгээр онцлог шинж чанарууд нь нэг л гэмтэл нь мянган хүмүүст нөлөөлж чадах нягтар хотын торлонд маш чухал ач холбогдолтой.
Солонгосын нэгэн гангуутай үйлдвэр IoT сенсортой тоон таслагч руу шилжүүлснээр төлөвлөгөөгүй зогсолтыг 42% бууруулсан. Урьдчилан таамаглах аналитик нь таслагчийн холболт муудаж эхлэхээс дөрвөн долоо хоногийн өмнө илрүүлж, үйлдвэрлэлд алдагдалгүйгээр засварыг төлөвлөж хийх боломжийг олгосон. Энэ сайжруулалт жилдээ 2.8 сая ам.долларын орлогыг алдахаас сэргийлсэн.
Дээд түвшний болон доод түвшний төхөөрөмжүүдийг зохицуулан хамгаалах нь салхины дарааллыг оновчтой болгоход тусална. Жишээлбэл, дунд цахилгааны автомат таслагчийг доод түвшний бага цахилгааны төхөөрөмжөөс 0.3 секунд илүү хурдан ажиллуулахаар тохируулах нь сонгон зохицуулалтыг хангаж, станцын байгууламжид гүйдлийн алдагдлыг 67%-иар бууруулдаг.
| Зардлын хүчин зүйл | Өндөр чанарын цахилгаан төхөөрөмж | Ердийн цахилгаан төхөөрөмж |
|---|---|---|
| Эхний худалдан авалт | $120,000 | $75,000 |
| 10 жилийн үйлчилгээ | $18,000 | $47,000 |
| Гэмтэлтэй холбоотой алдагдал | $2,500 | $28,000 |
| Нийт 10 жилийн зардал | $140,500 | $150,000 |
Өндөр үзүүлэлттэй цахилгаан төхөөрөмж ашигладаг объектууд нь цахилгаан энергийн 19% бага алдагдал, гэмтлийн 31% илүү хурдан сэргэлттэй байдаг. 100 МВт-ын цахилгаан станцад эдгээр ашгийг 15 жилийн турш нийт хөрөнгийн өнөөгийн 8.2 сая долларын өсөлтөд хүргэдэг бөгөөд ихэнх үйлдвэрийн хувьд 5 жилийн дотор өөрийн өртгийг нөхөх боломжтой.
Цахилгаан төхөөрөмж нь цахилгаан системийг хянах, удирдах төхөөрөмжүүдийн цуглуулга бөгөөд цахилгааны аюулгүй урсгалыг хангаж, тоног төхөөрөмжийг гэмтлээс хамгаалахад зориулагдсан.
Тоноглолын түлхүүр нь гүйдлийн илүүдэл, гэмтэл залгаас тусгаарлах болон оюунлаг алгоритмууд зэрэг механизм ашиглан гэмтлийг хурдан илрүүлж, томоохон цахилгааны доголдол өгснөөс сэргийлнэ.
Өндөр чанартай тоноглолын түлхүүр нь найдвартай байдлыг сайжруулж, их хэмжээний гэмтэл гарах магадлалыг бууруулж, засвар үйлчилгээг хамгийн бага болгох бөгөөд цахилгааны системд гарч болох зүй бус үзэгдлийг хурдан шийдвэрлэх замаар үйл ажиллагааг тасралтгүй явуулах боломжийг олгодог.
Орчин үеийн тоноглолын түлхүүр нь дэвшилтэт нуман цахилгааны хамгаалалт, нуман цахилгаан тэсвэртэй хаалтууд, IoT сенсорууд болон оюунлаг алгоритмуудыг агуулж, аюулгүй байдлыг сайжруулах, урьдчилан цагийн засварыг дэмжихэд тусалдаг.
Бид дэлхийн эрчим хүчний хэрэглэгчдэд хамгийн дэвшилтэт инженерчлэлийн дизайн шийдэл, бүтээгдэхүүний технологийн шийдлийг санал болгож, дэлхийн эрчим хүчний хэрэглэгчдийн арилжааны амжилтын үнэ цэнийг бий болгодог.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
FR
DE
EL
HI
PL
PT
RU
ES
CA
TL
ID
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
MS
SW
GA
CY
HY
AZ
UR
BN
LO
MN
NE
MY
KK
UZ
KY
