उच्च वोल्टेज बिजुली प्रणालीहरूमा GIS का मुख्य फाइदाहरू के हुन्?

उच्च वोल्टेज बिजुली प्रणालीहरूमा GIS का मुख्य फाइदाहरू के हुन्?

२२० kV मा सामान्य एयर इन्सुलेटेड सबष्टेशन (AIS) ले लगभग ५,००० देखि ८,००० वर्ग मिटर सम्मको क्षेत्रफल ओगट्छ। उही वोल्टेज स्तरमा ग्याँस इन्सुलेटेड स्विचगियर (GIS) सबष्टेशन ५०० देखि १,२०० वर्ग मिटरसम्मको क्षेत्रफलमा फिट हुन्छ—जुन ८५% वा त्यसभन्दा बढी क्षेत्रफल घटाउँछ। यो एउटै अंक नै GIS को शहरहरू, समुद्री प्लेटफर्महरू, जलविद्युत गुफाहरू, र त्यहाँका परियोजनाहरूमा अपनाउने प्रमुख कारण हो जहाँ भूमि मूल्य वा स्थान सीमितताले AIS लाई अव्यावहारिक बनाउँछ। तर क्षेत्रफल घटाउनु भनेको त्यसका सबैभन्दा दृश्यमान फाइदाहरू मध्ये एउटा मात्र हो।

इन्सुलेसन माध्यम: किन SF₆ ले सबै कुरा परिवर्तन गर्छ?

वातावरणीय दबावमा रहेको हावाको डाइइलेक्ट्रिक शक्ति लगभग ३ किलोभोल्ट/मिलिमिटर हुन्छ। सल्फर हेक्साफ्लुओराइड (SF₆) ले ४–६ बार गेज दबावमा २५–३० किलोभोल्ट/मिलिमिटर प्राप्त गर्छ—जुन लगभग ८–१० गुणा बढी हुन्छ। यही कारणले १४५ किलोभोल्ट GIS सर्किट ब्रेकर एउटा घरेलु पानी हिटरको व्यास भएको आवरणभित्र फिट हुन्छ, जबकि समतुल्य AIS ब्रेकरले १.५ मिटरको चरण-देखि-चरण स्पष्टता र १.३ मिटरको चरण-देखि-भूमि स्पष्टता आवश्यक पर्छ।

SF₆ अणु रासायनिक रूपमा निष्क्रिय, विषहीन र ५००°सेल्सियससम्म थर्मल रूपमा स्थिर हुन्छ। यसको आर्क-क्वेन्चिङ क्षमता हावाको तुलनामा लगभग १०० गुणा बढी हुन्छ किनभने SF₆ आर्क तापमान २,००० केल्भिनभन्दा माथि पुग्दा प्रतिक्रियाशील प्रजातिहरूमा विघटित हुन्छ जुन इलेक्ट्रोनहरू अवशोषण गर्छन् र विद्युत प्रवाह शून्य भएपछि छिटो रूपमा पुनः संयोजित हुन्छन्, जसले २–३ चक्रभित्र ६३ किलोएम्पियरभन्दा बढी दोष प्रवाह अवरुद्ध गर्न सक्छ। प्रत्येक अवरोध पछि यो ग्याँस स्वतः उपचारित हुन्छ—तेल जस्तो होइन जुन कार्बनीकृत हुन्छ र सीमित संख्यामा दोष अवरोध पछि प्रतिस्थापन आवश्यक पर्छ।

एसएफ₆ सँग सम्बन्धित वातावरणीय चिन्ता यो हो कि यसको वैश्विक तापन क्षमता, १०० वर्षको समयावधिमा कार्बन डाइअक्साइड (CO₂) को तुलनामा लगभग २३,५०० गुणा छ। आधुनिक जीआइएस (GIS) डिजाइनहरूले यस समस्याको समाधान जीवनकालसम्मका लागि सील गरिएका ग्याँस कक्षहरू मार्फत गर्छन्, जसको रिसाव दर प्रति कक्ष प्रति वर्ष ०.१% भन्दा कम छ—जुन आईईसी ६२२७१-२०३ द्वारा निर्दिष्ट अधिकतम ०.५% भन्दा धेरै कम छ। एकीकृत घनत्व निगरानीहरूले एससीएडीए (SCADA) इन्टरफेस मार्फत ग्याँस दबावको वास्तविक समयमा रिपोर्ट गर्छन्, जसले ऑपरेटरहरूलाई कुनै पनि रिसावको प्रवृत्तिको बारेमा चेतावनी दिन्छ जब यो अलार्म सीमा नजिक आउँछ।

रखरखाव अन्तराल र जीवनचक्र लागत

एआईएसले विशेष गरी समुद्री, औद्योगिक वा मरुभूमि वातावरणमा निरोधक सतहहरूको नियमित सफाई आवश्यक पार्छ जहाँ नुन, सुचालक धूल वा बालुवाको जमावले क्रिपेज दूरी घटाउँछ र फ्ल्यासओभर जोखिम बढाउँछ। जीआईएसका बसबारहरू र ब्रेकरहरू पूर्ण रूपमा बन्द छन्—दूषणले निरोधक सतहहरूमा पुग्नै सक्दैन। यसले रखरखाव अन्तराललाई वार्षिक एआईएस निरीक्षणबाट ५–१० वर्षको जीआईएस निरीक्षणमा बढाउँछ, जुन सर्किट ब्रेकरहरू र डिस्कनेक्टरहरूद्वारा संचित मेकानिकल अपरेशनहरूको सङ्ख्यामा निर्भर गर्दछ।

जीआईएस र एआईएस बीचको जीवनचक्र लागत तुलना भोल्टेज स्तर र स्थानसँगै परिवर्तन हुन्छ। शहरी वातावरणमा ७२.५ केभी देखि १४५ केभी सम्मको दायरामा, भूमि लागत, सिविल कार्यहरू र रखरखावको श्रम लागत समावेश गर्दा जीआईएसले ८–१२ वर्षभित्र एआईएससँग लागत समानता प्राप्त गर्छ। २४५ केभी र त्यसभन्दा माथिको दायरामा, मात्रै भूमि बचतले नै शहरको केन्द्रमा जीआईएसलाई प्रारम्भिक लागतमा कम विकल्प बनाउँछ जहाँ भूमिको मूल्य प्रति वर्ग मिटर ५०० डलरभन्दा बढी छ।

मोड्युलर निर्माण र कारखाना परीक्षण

जिआइएस फ्याक्ट्रीमा सँगै जोडिएको, फ्याक्ट्रीमा परीक्षण गरिएको बे रूपमा डेलिभर गरिन्छ। १४५ केभी डबल-बस सिङ्गल-ब्रेकर बे—जसमा सर्किट ब्रेकर, दुई डिस्कनेक्टर, एउटा अर्थिङ्ग स्विच, करेन्ट ट्रान्सफर्मर र भोल्टेज ट्रान्सफर्मर समावेश छ—२–३ परिवहन एकाइहरूमा पठाइन्छ र साइटमा फ्लेन्ज्ड एसएफ₆ ग्याँस कम्पार्टमेन्टहरू जोडेर र प्लग-इन नियन्त्रण केबल कनेक्टरहरू प्रयोग गरेर सँगै जोडिन्छ। साइटमा आवश्यक सिभिल कार्यहरूमा समतल कंक्रिट प्याड र ग्राउण्डिङ ग्रिड मात्र समावेश छ; कुनै स्टील सपोर्ट स्ट्रक्चर, कुनै पोस्ट इन्सुलेटर वा कुनै ओभरहेड बसबार प्रणाली छैन।

पूर्ण बे (bay) को कारखाना परीक्षण—जसमा उच्च-भोल्टेज प्रतिरोध, आइइसी ६२२७१-२०३ अनुसार ५ पिकोकुलम्ब (pC) भन्दा कमको आंशिक डिस्चार्ज मापन, र यान्त्रिक सहनशीलता परीक्षण समावेश छ—ले एआइएस (AIS) परियोजनाको स्थापना विलम्बको ३०–४०% लाई जनाउने स्थलमा सञ्चालन जोखिमहरूलाई हटाउँछ। कारखानामा २ pC भन्दा कमको आंशिक डिस्चार्ज परीक्षण पास गरेको जीआइएस (GIS) बे सामान्यतया स्थापना पछि अप्रत्यक्ष डिस्चार्ज स्तरहरू देखाउँछ, यदि स्थलमा ग्याँस सँगै गर्ने प्रक्रियाहरू सही ढंगले अनुसरण गरिएको हुन्छ भने।

उदाहरण: शहरी उप-स्टेशन व्यावसायिक भवनको तल फिट हुन्छ

१२,००० जनसङ्ख्या प्रति वर्ग किलोमिटरको घनत्व भएको महानगरीय क्षेत्र सेवा गर्ने एउटा उपयोगितालाई शहरको केन्द्रमा नयाँ २२०/६६ केभी उप-स्थानीय आवश्यकता परेको थियो। उपलब्ध एकमात्र स्थान योजनाबद्ध मिश्रित प्रयोग वाणिज्यिक टावरको भूतल थियो। पारम्परिक एआइएसले ६,००० वर्ग मिटरको आवश्यकता पर्ने थियो—जुन उपलब्ध भूतलको क्षेत्रफलभन्दा तीन गुणा बढी थियो। २२० केभी जीआइएस समाधान, जुन ८ फिडर बे र २ ट्रान्सफर्मर बे सहितको डबल-बस व्यवस्थामा कन्फिगर गरिएको थियो, सम्पूर्ण शक्ति ट्रान्सफर्मर, नियन्त्रण कोठा र सहायक प्रणालीहरू सहित ८०० वर्ग मिटरमा फिट भएको थियो। जीआइएस उपकरणहरू, जुन एकीकृत विद्युत उपकरण निर्माताद्वारा आपूर्ति गरिएका थिए, कारखानामा ६ बे संयोजनहरूमा परीक्षण गरिएका थिए र १४ हप्तामा स्थापना गरिएका थिए—जुन एआइएस निर्माणसँग असम्भव समयसीमा थियो।

बारम्बार सोधिने प्रश्नहरू

के जीआइएस बाहिरी स्थापनाका लागि उपयुक्त छ?

हो। बाह्य GIS आवरणहरू IP65-दर्जा भएको नियन्त्रण क्याबिनेटहरूसँग वेदरप्रूफ गरिएको हुन्छ र क्षरण प्रतिरोधी एलुमिनियम मिश्र धातुको आवरणहरूसँग सुसज्जित हुन्छन्। बाह्य GIS ले भवन निर्माणको आवश्यकता समाप्त गर्दछ, जसले नागरिक कार्य लागत थप घटाउँछ, र यो ७२.५–१४५ केभी दायरामा सामान्य छ।

रखरखावको समयमा SF₆ ग्यास कसरी ह्यान्डल गरिन्छ?

ग्यास कक्ष खोल्ने रखरखावमा ग्यास पुनः प्राप्ति कार्टहरू प्रयोग गरिन्छ, जसले SF₆ लाई भण्डारण सिलिन्डरहरूमा निकाल्छ, यसलाई विघटन उत्पादनहरूबाट फिल्टर गर्छ र रखरखावपछि यसलाई कक्षमा फर्काउँछ। उचित रूपमा सम्पन्न रखरखाव प्रक्रियामा SF₆ लाई वातावरणमा छोडिँदैन।

यदि SF₆ रिसाव भएमा के हुन्छ?

बे घनत्व निगरानीकर्ताले पहिलो थ्रेसहोल्डमा, सामान्यतया अंकित भरण घनत्वको ९०% मा, कम दबावको अलार्म सक्रिय गर्छ। ८५% मा, लकआउट सर्किट ब्रेकर वा डिस्कनेक्टर सञ्चालन रोक्छ ताकि कमजोर विद्युत रोधनसँग सञ्चालन नगरिएको होस्। लकआउट थ्रेसहोल्ड पुग्नुभन्दा अघि रिसाव खोज्ने र मर्मत गर्ने लागि अपरेटरहरू तत्काल पठाइन्छन्।

प्रारम्भिक स्थापना पछि जीआईएसलाई विस्तार गर्न सकिन्छ?

हो। मोड्युलर बे डिजाइनले अवस्थित बसबारसँग समीपमा नयाँ बे संयोजनहरू थपेर विस्तार गर्न अनुमति दिन्छ, र यो विस्तार बसबार खण्डहरू योजनाबद्ध अवरोधको समयमा स्थापना गरिन्छ। भविष्यका विस्तार पोर्टहरू सामान्यतया प्रारम्भिक परियोजनाको समयमा निर्दिष्ट गरिन्छ ताकि पछिल्लो विस्तार सजिलो हुन सकोस्।

भूकम्प प्रदर्शनको सन्दर्भमा जीआईएस र एआईएसको तुलना कसरी गरिन्छ?

जीआईएसले धेरै राम्रो प्रदर्शन गर्छ किनभने यसको न्यून केन्द्र गुरुत्वाकर्षण—सम्पूर्ण संयोजन ३ मिटरभन्दा कम उचाइमा रहन्छ—ले यसलाई एआईएसका पोस्ट इन्सुलेटरहरूभन्दा धेरै स्थिर बनाउँछ जुन ५–६ मिटर सम्म पुग्न सक्छन्। जहाँ एआईएसले महँगो आधार अलगावको आवश्यकता पर्छ, त्यहाँ जीआईएस भूकम्प क्षेत्रहरूको लागि मानक हो।

पूर्ण जीआईएस उप-स्टेशन कहाँबाट प्राप्त गर्न सकिन्छ?

समग्र विद्युत उपकरण निर्माताहरू जसले पूर्ण उप-स्टेशन प्याकेज—ट्रान्सफर्मर, स्विचगियर, सुरक्षा, र एससीएडीए—आपूर्ति गर्छन्, तिनीहरूले टर्नकी जीआईएस समाधानहरू प्रदान गर्छन्। लियाओनिङ साइनोटेक ग्रुप जस्ता कम्पनीहरूले आफ्नो उप-स्टेशन उत्पादन लाइनको भागको रूपमा ७२.५ केभीदेखि २४५ केभीसम्मको जीआईएस प्रदान गर्छन्।