SF6 таслалт хурдхан хүчдэлийн хэрэглээд ямар давуу талуудтай вэ?

Үл харьцуулж болох диэлектрик хүч ба нүүрсний номхон утаа унтраах үр дүн

SF6-н электрон сөрөг шинж чанар нүүрсний номхон утаа хурдан унтраахыг хэрхэн хангаж буй?

Хүчлийн зургаан фторид хий нь дугуйд үүсэх үед чөлөөт электронуудыг барьж авдаг электрон сүүдлүүр чанар гэж нэрлэгддэг гайхалтай шинж чанартай. Дараа нь тооцоогүй гайхалтай үзэгдэл үүсдэг — түүн дотор плазмын каналуудыг хурдан цэвэрлэн ариутгадаг, иймд IEEE-ийн өнгөрсөн жилийн судалгааны дагуу дугуйд үүсдэг нь ердийн агаар юм уу тосон системүүдтэй харьцуулж 3–5 дахин хурдан. 50 килоамперээс дээш хүчтэй гэмтлийн гүйдэлтүүдтэй ажиллах үед SF6-ийн таслах төхөөрөмжүүд дугуйдыг зүгт 8–15 миллисекунд дотор зогсоож чаддэг. Ийм хурд 400 кВ-тэй дээш хүчдэлтүүдтэй дамжуулалтын шугамуудыг хамгаалахад их утга үүсгэдэг. SF6-ийн нөгөө сайн тал нь түүний молекулууд хүчтэй үйлдлүүдийн мянган удаа хийн дараа ч тогтвортой үлддэг. Сүүлд CIGRE-ийн цахилгаан дотоод бүтцийн найдвартай байдлын тухайд хийн судалгаа хийж, SF6-түүдтэй дэд станцүүд вакуум системүүдтэй харьцуулж ойролцоогоор 40 хувьд хүүрдүүлэлт багасдаг гэж тэмдэглэж бүүрт.

SF6 vs. Агаар, Тос, Вакуум: Гэмтлийн гүйдлийг зогсоох харьцуулалт

Тусгаарлагдсан туршилт SF6-ийн өндөр хүчдлийн зогсоолд ноёрхлыг баталдаг:

Эшлэл: Өндөр хүчдлийн зогсоолын тайлан (EPRI, 2024)

245 кВ-т SF6 нь 63 кА гэмтлийн гүйдлийг 98,7% найдвартайгаар зогсоодог — үүн дээр түүний үзүүр ачаалалд шингэн зогсоолт хэрэгсэлтүүнүүдээс 12%-иар илүү үр дүнтэй. Энэ нь SF6-ийн даралтаас хамааралгүй нүүрснүүр унтраах үр дүнтэй байдлаас үүдшүүл, яг -40°C-с 80°C хүртэлх температуртүүн үр дүнтэй үлдмүүн. Үүн дээр, шинэ 300 кВ+ дамжуулалтын станцүүдийн 92% нь SF6-д суурилдсан Хийн Изоляцид Сүүлдүүлсэн Зогсоолт Хэрэгсэл (GIS) ашигладаг, үүн нь бага газар зайг шаарддаг суурилдмүүн (Дамжуулалтын Дэлхийн Өгөгдөл, 2023).

SF6-ийн изоляцид суурилдсан бүтэц болон GIS-т интеграци

3-Air-ийн диэлектрик хүч: Дамжуулалтын станцүүдийн газар зайг ба үнэгүүдийг багасгах

Хүчлийн зургаанфторид (SF6) нь ердийн агаараас ойролцоогоор гурван дахин илүү диэлектрик бат бөхийн хүчтэй, үүнээс шалтгаалан өндөр хүчдэлийн төхөөрөмжүүд бүр удахгүй бага зай занимай. Тухайн дугуйлан-дугуйланы станцүүдийн хувьд тэрд SF6 ашиглан агаарын изоляци хэрэглэдэг станцүүдтэй харьцуулан 90% бага зай занимай. Үүнээс газрын үнэд хүчтэй нөлөө үзүүлдэг, мөн хязгаарлагдмүүр хүртэлх түүхийн хүчдэлийн төхөөрөмжүүдийн бүтээмжийг хурдасгаж, цагаан хотын нөхцөлд төсөлд хурдан сүүлд хүртүүлдэг. Жишээлбэл, SF6 таслах төхөөрөмжүүд өнөөдөр модульд хайрцагт багтаж, цивилин инженерийн ажилд ойролцоогоор 40% хэмнэлт үзүүлдэг, харин хүчдэлийн түвшин өөрчлөгдөхгүй. Бага материал шаардуулах, талбайг бэлдэх ажил хялбаршуулах нь бүтээмжийн ажилд хурд үзүүлдэг. Хамгийн сайн нь, системийн найдвартай бөхийн хүчтэйд ямар нь ч нөлөө үзүүлдэггүй.

Газын изоляцид суурилдмүүр таслах төхөөрөмжүүдийн үүрэг (GIS)

SF6 сүлжээний шидэлт нь үндсэндээ Газтай тусгаарлагдсан шидэлтийн төхөөрөмж (GIS) маш сайн ажилладаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь эрчим хүчний дугуйг хурдан гаргаж, хүчтэй тусгаарлалт өгдөг. Тийм ч учраас тэд газар доорх станц, далайн эрэгт орших газрын тосны буудлын зэрэг нягт орчинд маш найдвартай байдаг. Хяналт тавьсан SF6 хийээр дүүрэн хаалттай өрөөний дотор байрладаг. Ийм байдлаар байгуулагдсан учраас уламжлалт агаарын системтэй харьцуулахад багахан засвар үйлчилгээ шаардлагатай. Ихэнх ажилчид халдварыг хориглодог тул ихэвчлэн шалгах шаардлагагүй гэж үздэг. ГИС системийг зөв байрлуулбал, бохирдол, ургамалтай холбоотой ч багадаа бүтэлгүйтдэг. Энэ найдвартай байдал нь цахилгаан эрчим хүчний алдагдлаас болж ихээхэн асуудал үүсэх хотуудад маш чухал бөгөөд цахилгаан эрчим хүчний хангамжийг тогтвортой байлгахад тусалдаг бөгөөд цахилгаан эрчим хүчний нийт сүлжээг алдагдлын эсрэг илүү тэсвэртэй болгодог.

ХД-ийн сүлжээний батлагдсан найдвартай байдал, урт хугацааны үйлчилгээ

Газар дээр гарсан баримт: SF6 эрчим хүчний 400 кВ-ээс дээш эрчим хүчний эрчим хүчний давхаргын 30+ жилийн MTBF

Далай даяарх талын өгөгдлүүд нь SF6 цахилгаан таслаагчид 400 кВ-түүн дээш хүчтүүн бүхий чухал хэрэглээсүүдэд ямар нэгэн гэмтэл үүсгүйн 30 жил дараа илүү урт хугацаа үүрд ажилладаг гэдгийг зааж өгнө. Түүдүүд яагаад илүү урт хугацаа үүрд ажилладаг вэ? Түүний шалтгаан нь SF6-н химийн инерт байдалд оршит. Энэ шинж чанар нь контактуудын зүүрдүүлэхийг саатуулж, олон жилийн ажилласны дараа ч нүүрдүүлэх нүүрдүүлэх үйлдлийг зохистой хадгалж үлдээдэг. Бүх төрлийн хэсгүүдийг тогтмол солих шаардлагатай бусад хувилбаруудтай харьцуулж үзмүүд, SF6 тоног төхөөрөмжүүд 35 жил сайтын дараа зөвхөн 25 хувьд гэмтдэг. Түүнээс үүдэн засвар үйлчилгээний зардлын хэмжээ мөн хүчтүүн буурдаг — вакуум ба агаарын цахилгаан таслаагчдын системүүдтэй харьцуулж үзмүүд зардлын хэмжээ хоёр гуравтаяа хүртэл буурдаг. Цахилгааны компаниуд мөн гайхалтүүн үзүүлэлтүүд танилцуулж: түүдүүд SF6 тоног төхөөрөмжүүдийн ажиллах хугацаа 99,98 хувьд хүртэл бүх газарт суурилуулж үлдээдэг. Түүнийг хөлдүү Арктикт бүхлэд бүхлэд ажиллаж буй подстанцүүд эсвэл халуун галдай говьд ажиллаж буй подстанцүүдтэд гомдож буй гэдгийг бодож үзмүүд. Хүчтүүн цахилгааны үндэсний бүтэцтэд ажиллахдаа зүйлс зогсож нехүүд — SF6 нь бүх шинэ хувилбаруудын харахад ч үүрд хамгийн тохиромжтой шийдэл үлдээдэг.

Бага үйлдэл шаардуур ба климатад төвөгтэй нөхцөлд ажиллах чадвар

SF6 эрчим хүчний засварчид хатуу орчинд удаан эдэлгээтэй байдаг нь галт хийний систем, хөдөлгөөнт бага хэсэгтэй учраас онцлог юм. Эдгээр загвар нь уламжлалт тосны системтэй харьцуулахад засварын хэрэгцээг 40 орчим хувиар бууруулдаг. Хүрээлэн буй барилга нь диэлектрик шинж чанарыг хүйтэн температурын хувьд тогтвортой байлгадаг. Тодорхой хэмжээний агаар хяналтын систем усыг шингээхэд бэрхшээлтэй байдаг. Гэхдээ SF6 нь мөнх улиралд ч гэсэн найдвартай байдаг. Бодит туршилтаар эдгээр шидэлтүүлэгчид 10 жил хатуу нарны гэрэлд, үйлдвэрлэлийн бохирдолд өртөж байгаад зөвхөн 500 хувь буурсан байна. Ийм найдвартай байдал нь тэдгээр нь далайн буудлын барилгууд болон нийтийн эрчим хүчний сүлжээнд маш алдартай болсон шалтгааныг тайлбарладаг. Мөн дотор нь гал түймэртэй эд анги байхгүй тул цахилгаан заслын үед гал түймэр гарах эрсдэл байхгүй. Мөн тусгай хаалганых нь давс агаарын халдвараас сэргийлэх чадвартай.

Түгээмэл асуулт

SF6-ийн электрон сүйрүүлэх чадварын нь хүчтүүлэл агаарын төвшид унтраахад ямар утга бүхий вэ?

SF6-ийн электрон сүйрүүлэх чадвар нь дугуйлтын үүсэл үед чөлөөн электронуудыг бүүрдүүлж, плазмын каналуудыг агаар юм уу тосон системүүдтэй харьцуулж 3–5 дахин хурдан цэвэрлэн, дугуйлтыг хурдан унтрааж өгдөг.

Гэмтлийн гүйдэл унтраахад SF6 бусад орчинтой харьцуулж яаж харьцдаг вэ?

SF6 нь дугуйлтыг унтрааж үлдээх үйлдлийн хувьд илүү сайн үр дүн үзүүлдөг, хамгийн урт унтраалт хугацаа нь 15 мс бөгөөд агаар, тос, вакуум орчинтой харьцуулж үйлдлийн үлдээх хүрээ бага бөгөөд үйлдлийн үлдээх хүрээ бага бөгөөд нэмэлт хамгаалалт шаарддагүй.

GIS дэд станцад SF6 ямар давуу талуудыг санал болгодог вэ?

SF6 нь агаарын харьцангуй диэлектрик хүчтүүлэлтэй харьцуулж маш их диэлектрик хүчтүүлэлт үзүүлдөг, түүн дагаад дэд станцад газрын хэрэглээг 90% хүртэл багасгаж, газрын зардлыг хэмнэж, төслийн гүйцэтгэлийг хурдан хийх боломжийг олгодог.

Хүнд нөхцөлд SF6 дугуйлт таслаачид хэр төвөгрүүл бөл?

SF6 дугуйлт таслаачид бүүрдүүлсэн хийн системтүүдтэй холбоотойн улмаас төвөгрүүл бөл, түүн дагаад экстрем температурт найдвартай ажилладог бөгөөд коррозид төвөгрүүл бөл, нэмэлт хамгаалалт шаарддагүй.