Өндөр чанарын төвөөрлийн төхөөрөмж цахилгаан системийн итгэмжлэгийг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Цахилгаан сүлжээнд төвөөрлийн төхөөрөмжийн үүргийг ойлгох

Хуваарийн төхөөрөмж нь одоогийн цахилгааны системд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь энэ нь асуудлыг тусгаарлах, шугам сүлжээнд цахилгаан гүйдэл хэрхэн цацруулахыг удирдах, мөн техникийн ажилчид цахилгааныг бүрэн унтрахгүйгээр засварын ажил хийх боломжийг олгодог. Үндсэн хэсгүүдэд хэлхээ таслагч, хамгаалалтын реле, дэд станцын төвд байрлах том таслагч түлхүүрүүдийг оруулж болно. Эдгээр бүх төхөөрөмжүүд нь хэт ачаалалтай хэлхээ эсвэл аюултай богино холболт зэрэг асуудлыг илрүүлэхэд ажилладаг. Ямар нэгэн зүйл буруу болох үед систем нь цөөн милисекундын дотор асуудалтай хэсгийн цахилгааныг унтраадаг бөгөөд энэ нь жижиг асуудлуудыг томоохон асуудал болгохыг урьдчилан сэргийлдэг. Үйлдвэрлэлийн талбайнууд энэ хурдан урвал үзүүлэх чадвараас ихээр ашиг олоод байгаа юм. Энергийн найдвартай байдлын зөвлөлөөс өнгөрсөн жил хэвлүүлсэн судалгаагаар, сайн тоноглогдсон хуваарийн төхөөрөмжтэй үйлдвэрүүд нь цахилгааны гэмтлийг засахад хуучин арга барилуудыг ашигладаг үйлдвэрүүдээс 41 хувь бага хэмжээний цахилгааны тасалдалыг переживанийн талаар мэдээлсэн байна.

Өндөр чанарын хуваарийн төхөөрөмж нь цахилгааны алдагдлыг хэрхэн урьдчилан сэргийлдэг

Анхны хэлхээний гэмтэлд гурван инженерийн аюулгүй байдлын арга хэмжээнд суурилсан чанарын цахилгаан төрөлтийн төхөөрөмжүүд хэрэглэгддэг:

1. 30мс-аас бага хугацааны гэмтлийг илрүүлэх микропроцессорт реле ашиглах
2. Нум эсэргүүцэх хаалт 20 000°C-аас дээшхи плазмын температурыг агуулж байх
3. Хоёр эх үүсвэртэй цахилгаан эх үүсвэр хяналтын хэлхээнд хүчдлийн уналагийг барих

2024 оны Сүлжээний тэсвэрт байдлын тайлангийн мэдээнээс үзэхэд IEC 62271-200 стандартын дагуу баталгаажсан цахилгаан төрөлтийн төхөөрөмжүүд нь уламжлалт системтэй сүлжээндээс 62% бага цуврал гэмтэл үүсдэг байв. Энэ боломж нь хам захын цаг агаарын нөхцөлд маш чухал байдаг ба хам захын хурд нь хам захын сүлжээнд 500 м/сек-аас хэтэрдэг.

Итгэлтэй цахилгаан төрөлтийн системийн чухал хэсгүүд

Эдгээр аж үйлдвэрийн зэрэглэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь 100,000 механик ажиллагаа, 25 кА богино холболтын гүйдлийг даах чадвартай бөгөөд энэ нь хэрэглээний зэрэглэлийн аналогуудаас 300–500%-иар давамгайна.

Мэдээлэл: Дэвшилтэт төхөөрөмж ашигласнаар гэмтэл тархах хэмжээ буурна

Орчин үеийн загварын шугамын сэргээлтийн үзүүлэлтүүдийг хувиргасан:

2,800 хувьсах гүйдлийн шинжилгээний судалгааны 2024 оны мэдээлэл нь дижитал төхөөрөмжинд шилжүүлэх нь дундаж гэмтлийн хугацааг 214 минутаас 37 минут болгон бууруулдаг бөгөөд энэ нь эмнэлгийн байгууламж, мэдээллийн төв, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны үүднээс маш чухал 83% сайжруулалт юм.

Итгэмжтэй төхөөрөмжийн инженерийн зарчим ба стандарт

Төхөөрөмжийн загварчлалыг зохицуулах IEC ба IEEE стандартууд

Орчин үеийн төхөөрөмжийн системүүд нь богино холболтын тэсвэр, диэлектрик хүч, мөн аюулгүй ажиллагааны суурь шаардлагыг тогтоосон IEC 61439 болон IEEE C37 стандартын батлагдсан хүрээнүүдийг мөрддөг. Эдгээр протоколууд нь загварын давхардлыг шаарддаг бөгөөд хүчдэлийн ангилал (БХ/ДХ/ӨХ) болон 63 кА хүртэлх гэмтлийн гүйдлийн түвшинд нийцтэй байдлыг харуулдаг.

Чанарын бүтэн байдлыг хадгалах болон нум цохилтын эсэргүүцэх чадварыг сайжруулах

Металлургийн эмчилгээ нь SF6 шиг хийн дотор байрлах системүүдтэй хамт ажиллах замаар исэлдэх асуудлыг бууруулж, 20 миллисекунд хугацаанд цахилгаан нумнаас хамгаалах боломжийг олгодог. Энэ хурдан хариу үйлдэл нь ажилчдыг аюулгүй байлгах, хамтад нь байрлах тоног төхөөрөмжүүдэд хор хөнөөл учруулахаас сэргийлэхэд маш чухал юм. Өндөр чанарын цахилгаан нумыг тэсвэрлэх цахилгаан төхөөрөмжүүд нь олон давхарга бүхий хаалттай материал агуулсан бөгөөд эдгээр материалыг өргөн тестийн дунд хийж үзсэн. Эдгээр хаалтууд 40 килоампер хүртэлх цахилгаан нумын гэмтлийг 500 миллисекунд хугацаанд тэсвэрлэж чаддаг. Энэ нь практикт хүн хамрагдах цахилгаан энергийн хэмжээг квадрат сантиметр тутамд 8 калориас бага байлгахыг хэлнэ. Энэ нь олон салбарт ажил эрхлэгчидийн цахилгаан аюулгүй байдлыг зохицуулах 70E-2018 олон улсын дүрмийн шаардлагад нийцнэ.

Дулааны болон механик тэсвэрлэх чадварын тестийн аргачлал

Хэмжилтийн зөвшөөрөл олгохын тулд 10,000-аас илүү механик ажиллагааны цикл, мөн дулааны өсөлтийн шалгалтыг нэрлэсэн гүйдлийн 125% дээр хийдэг. Өндөр хүчдэлийн загварууд нь хэсэгчлэн цэнэгийн хяналт (10 пК-аас доош) ба чийглэгийн эсэргүүцлийн туршилтыг (672 цагийн турш 95% RH) бодит ертөнцийн үйлчилгээний арван жилийг төсөөлөн хийдэг.

Мэдээ: Дутуу чанарын хэмжилтийн төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгээс үүдэлтэй 78% салалт

Салбарын шинжилгээ нь IEC 62271 гэрчилгээгүй дамжуулагчийн бага хүчин чадал эсвэл нас барсан изоляторуудын улмаас 78% торын салалт болдог гэж харуулж байна. UL-ийн бүртгэлтэй бүрэлдэхүүн хэсгийг ашигладаг тоног төхөөрөмжид жилд 62% бага төлөвлөгөөгүй салалт болдог (EnergyLink 2023).

Шинэ технологийн инноваци: Цифржүүлэлт ба оюунлаг хэмжилтийн төхөөрөмж интеграцлах

IoT-ээр идэвхжүүлсэн хяналт шинэ хэмжилтийн системд

Өнөөгийн цахилгаан төхөөрөмжийн системүүд нь хүчдэлийн түвшинг, температурын өөрчлөлт, хэлхээ таслагчид байнга ажиллах чадвар зэрэг зүйлсийг хянах IoT датчикаар тоноглогдсон байдаг. Холболттой байх чадвар нь цахилгаанчид эдгээр асуудлууд том гологдолд хүрэхээс хамаагүй өмнө цахилгааны жижиг гэмтэл эсвэл элэгдсэн изоляцийг илрүүлэх боломжийг олгодог. Тоон мэдээллээс үзвэл салбарын сүүлийн судалгаануудын дагуу энэ оюун ухаант технологийг хэрэглэж эхэлсэн цахилгааны компаниуд гологдолын улмаас үйлчилгээ зогсох тохиолдолд дунджаар 40 хувь бууралт үзэж байна.

Бодит цагийн цахилгаан төхөөрөмжийн диагностикаар урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ

Дэвшилтэт диагностикийн платформ нь түүхэн үзүүлэлтүүдийн мэдээлэл болон бодит цагийн үеийн ажиллагааны нөхцөл байдалд үндэслэн компонентуудын хэмнэлтийг урьдчилан таамаглана. Машин сургалтын загвар нь мэдрэгчийн мэдээллийн терабайтыг боловсруулж, хүний алдааг хамгийн бага байлгах 92% нарийвчлалтай санамж тухайн үеийн байдалд нийцүүлэн засварын интервалыг санал болгодог. Энэхүү арга нь шалтгааны аппаратын амьдралыг 15–20 жилээр сунгах боломжтой бөгөөд засварын зардлыг 740 мянган ам.доллар хэмнэнэ (Ponemon, 2023).

Динамик мэдээлэл: Оюунлаг шалтгааны аппаратын хэрэглээ өсөлт (2020–2025) жилүүдэд жилд дунджаар 60%

Оюунлаг шалтгааны аппаратын зах зээл нь 60% жилийн дундаж өсөлтийн хурдтайгаар өсч байгаа бөгөөд энэ нь торны инфраструктурын нас баруунтай болох, сэргээгдэх энерги нэмж интеграцчлах шаардлагын улмаас боломжит хүчин зүйлсийг түлхэц болгож байна. Гол түлхэц болгож буй хүчин зүйлс нь дараах байдал юм:

• торныг хямарлыг засахад 34% илүү хурдан ажиллах
• онцлогоо тогтоох ажлын цагийг 50% бууруулах
• Цифр дэд станцын шинэчилсэн IEC 61850 стандартын шаардлагад нийцүүлэх

Энэхүү өсөлт нь ашиглалтын системүүдийг шинэчлэн орлуулахдаа уламжлалт инфраструктурыг оюунлаг торны тэсвэртэй байдалтай хослуулах шаардлагыг онцлон анхаарч байгааг харуулж байна.

Батлагдсан нөлөө: Үйлдвэрлэлийн шалтгааны аппаратын шинэчлэлийн жишээ туршлага

Нөхцөл байдал: Үйлдвэрийн цахилгаан тасалдал дахин дахин үүсэх

Америкийн дунд зүрхэнд байрласан үйлдвэрийн цехэд сар тутамд дунджаар 12 цагийн цахилгаан тасалдал үүсч байгаа бөгөөд энэ нь жилд 740 мянган ам.долларын орлогын алдагдлыг үүсгэж байв (Ponemon 2023). Үндсэн шалтгааныг шинжилсэн үед 80% нь хуучирсан агаарын дамжуулагч төхөөрөмжүүд дээд цэнэгийг тэсвэрлэж чадаагүйгээс үүдэлтэй гэж тогтоосон.

Хэрэгжүүлэлт: SF₆-ийн дамжуулагчтай төхөөрөмжөөр солих

Цех нь хуучин төхөөрөмжүүдийг хүхрийн гексафторид (SF₆) дамжуулагчтай төхөөрөмжөөр сольж, түүний давуу тал болох цахилгаан тусгаарлалтын бат бөх чанар, бага хэмжээтэй байдалд тулгуурлан ажил хийлээ. Модуль хэлбэрийн суурилт нь үйл ажиллагааны саатлыг хамгийн бага байлгав, чухал хэлхээний шилжилтийг төлөвлөгдсөн цахилгаан тасалдалын цагт хийлээ.

Үр дүн: Системийн ажиллагааны бат бөх байдлыг 95%-иар сайжрууллаа

Шинэчлэлтийн дараах мэдээллээс үзвэл 15 сарын турш цахилгаан тасалдалгүй ажилласан бөгөөд нийт алдагдлыг 91%-иар бууруулжээ. Урьдчилан таамаглах засварын интеграц хийснээр гэмтэл засах хугацааг 65%-иар багасгасан бол SF₆-ийн нөхөн үүсэх нь ажилчдын аюулгүй байдлыг сайжруулжээ.

Зардал vs. Урт хугацаат бат бөх байдлын үнэлгээ: Өндөр чанарын цахилгаан төрөлтийн хөрөнгө оруулалтын өгөөжийг үнэлэх

Анхны зардал 2.1 сая ам.долларыг давсан ч цахилгаан хэмнэлт ба бүтээлийн өсөлтөөр 23 сарын дотор хөрөнгө оруулалт нөхөгдсөн. Амьдралын циклийн шинжилгээгээр урт нэмэлт системийг засварлахтай харьцуулахад 15 жилийн дотор нийт зардлыг 40%-иар бууруулна гэж таамаглаж байна.

Өндөр бат бөх чанартай цахилгаан төрөлт сонгох ба үнэн зөв ашиглахад дөрвөн жилийн дотор хөрөнгө оруулалт нөхөгдсөн. Амьдралын циклийн шинжилгээгээр урт нэмэлт системийг засварлахтай харьцуулахад 15 жилийн дотор нийт зардлыг 40%-иар бууруулна гэж таамаглаж байна.

Үйлдвэрлэгчийн гэрчилгээ ба амьдралын циклийн шинжилгээний үнэлгээ

Хуваарилах төхөөрөмжийн нийлүүлэгчдийг сонгохдоо тэдгээрийн IEC 62271 гэрчилгээ болон ISO 9001 чанарын удирдлагын системтэй эсэхийг шалгах нь маш чухал юм. Эдгээр баталгаажилт нь тэдгээрийн бүтээгдэхүүн нь олон улсын аюулгүй байдал, ажиллагааны стандартыг хангаж байгааг нотолдог. Өнгөрсөн жилээс Energy Infrastructure Report дээр нийтэлсэн судалгаагаар үзвэл UL 1066-аар баталгаажсан богино холболтын шалгах аргыг мөрддөг компанийн гэмтэл нь 72 хувь бага гардаг байна. Цахилгаан системтэй ажилладаг хэн ч энэ нь маш чухал гэдгийг ойлгох болно. Мөн асууж мэдэх зүйл бол хурдасгасан амьдралын мөчлөгийн шалгалтын баталгаа юм. Ялангуяа 10,000 механик үйл ажиллагааг амжилттай гүйцэтгэсэн, мөн таны тодорхой объектын бодит нөхцөл байдалд тохирох дулааны стресст шалгалт хийсэн нийлүүлэгчидтэй ажиллах нь илүү найдвартай юм. Үүнийг үргэлж шаарддаггүй ч ийм нарийн шалгалт нь урт хугацаанд найдвартай ажиллахад итгэл авах боломжийг олгодог.

Давхардлыг төлөвлөх болон Гэмтлийг Үр Ашигтай Тусгаарлах

Нуман цохилтын тархалтыг хязгаарлахын тулд хуваагдсан бүс бүхий орон тоосгоны бүтцийг хэрэгжүүлээрэй. Бүс сонголтын хоорондын блоклолтын (ZSI) систем нь 2024 оны торны тэсвэрт байдлын өгөгдлийн дагуу дээжийн хамгаалалтын схемүүдтэй харьцуулахад гэмтлийг арилгах хугацааг 60%-иар бууруулдаг. Дунд үеийн хүчдэлийн хэрэглээнд хоосон зайны унтраалт ашиглах нь өндөрт байрлах орчинд SF6-ийн ордуудтай харьцуулахад диэлектрик нөхөн сэргээхэд 92% илүү хурдан байдаг.

Суурилуулалт, Үйлчилгээ үзүүлэх, Сургалтын Онцлог Арга Зүйн Хамгийн Сайн Жишээ

Шинэ зүйлүүдийг холбох үед цахилгаан төхөөрөмжийн хүчдэлийн дагуу зөвшөөрөгдөх хүчийг заавал баримтлах нь маш чухал юм. Power Engineering Journal (2023) сэтгүүлийн сүүлийн судалгаагаар цахилгаан тусгаарлалтын эрт үеийн гэмтлийн дөрөвний нэг нь буруу хүчээр холбохтой холбоотой байдаг. Тиймээ, тухайлбал 38% нь ийм байдаг. Ердийн үйлчилгээнд ихэнх мэргэжилтнүүд хугацаан дахь халууныг илрүүлэхийн тулд инфра улаан туяаны сканыг хоёр жил тутамд хийлгэхийг зөвлөдөг. Мөн жил бүр хүрэлцэх эсэргүүцлийг шалгахыг бас мартах ёсгүй. NFPA 70B стандартын дагуу үйлчилгээг хийдэг үйлдвэрүүдэд хүртсэн мэдээний дагуу тасралтгүй ажиллагаа 55% буурдаг байна. Мөн олон төрлийн чиглэлээр ажилчдыг сургах нь ашигтай юм. Техникийн мэргэжилтнүүд цахилгаан хамгаалалтын реле болон хийг хянах системийн талаар мэддэг бол чарилга үед алдаа гаргахгүйгээр асуудлыг шийдвэрлэх чадвартай болдог.

Түгээмэл асуулт

Цахилгаан систем дэх шитгийн төхөөрөмж гэж юу вэ?

Хувьсах хүчдэлийн төхөөрөмж нь цахилгаан хөтөлбөрт тоног төхөөрөмжийг удирдах, хамгаалах, тусгаарлах зориулалттай цахилгаан таслагч, предохранитель эсвэл хэлхээний хугаруулах төхөөрөмжийн цуглуулга юм.

Хувьсах хүчдэлийн төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд цахилгааны гэмтлийг яаж урьдчилан сэргийлдэг вэ?

Хэлхээний хугаруулагч, реле шиг хувьсах хүчдэлийн төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гэмтлийг миллисекундын хугацаанд илрүүлж, тусгаарладаг тул жижиг асуудлуудыг том цахилгааны гэмтэл болохөөс сэргийлдэг.

IEC 62271 сертификат чухал яагаад вэ?

IEC 62271 сертификат нь хувьсах хүчдэлийн төхөөрөмжүүд ндийн болон дэлхийн аюулгүй байдал, богино холболтын тэсвэр, ажиллагааны аюулгүй байдлын стандартыг хангаж, цахилгаан шугам сүлжээний үр ашгийн ажиллагааг хамгийн бага байлгахыг баталгаажуулдаг.