מה זה GIS? מדריך למתג מבודד גז לעומת AIS

מה זה GIS?

 

שמו המלא הוא מתג מבודד גז. גז מבודד כאן מתייחס להקספלואוריד גופרית (SF6). Switchgear הוא קיצור של שילוב של מפסקי חשמל, ניתוק, מתגי הארקה, שנאים, מעצרי ברק, סרגלות, מחברים ומסופים יוצאים. מכשירים או רכיבים אלה סגורים כולם במארז מקורקע מתכת, וממלאים בגז מבודד SF6 בלחץ מסוים, ולכן זה נקרא גם SF6 שילוב סגור לחלוטין. אז, GIS הוא לשלב את רכיבי המתח הגבוה {}}} במערכת החשמל בהתאם לשיטת החיבור של חיווט החשמל, ולהתקין אותם יחד במעטפת מתכת של SF6 עם בידוד מצוין ויכולת כיבוי קשת ליצירת מתג מתג סגור גבוה {}}.

מאפייני SF6

SF6 הוא גז אינרטי מסונתז באופן מלאכותי שנולד בצרפת. גז SF6 טהור הוא חסר צבע,

חסר טעם, חסר ריח, לא - דליק, ויש לו תכונות כימיות יציבות בטמפרטורת החדר. זה גז אינרטי. צפיפות הגז היא פי 5.1 מזו של האוויר.

ל- SF6 גז יש חוזק דיאלקטרי המקביל לזה של שמן שנאי בלחץ של 0.29 מגה מגה, ויכולת הכיבוי של הקשת שלו היא פי 100 מזו של אוויר. כיום זהו הגז המבודד החשמלי הנפוץ ביותר.

השוואה בין AIS ל- GIS

מתג מבודד אוויר	מתג מבודד גז

1. שטח רצפה

GIS, חבילת מתכת אטומה לחלוטין עם מבנה קומפקטי, תופסת רק 10% משטח הרצפה של AIS עבור 220kV GIS ורק 5% משטח הרצפה של AIS עבור 500KV GIS. זו הסיבה ש- GIS היא הבחירה הראשונה במקומות שבהם הביקוש בקרקע גבוה, זמינות הקרקע היא מאוד, W או מחירי הקרקעות הם גבוהים מאוד. כמובן, זה לא אומר שהאדמה היא הקריטריון היחיד לבחירת GIS. ישנם גורמים רבים אחרים וזה רק אחד מהם.

2. גובה

קשר בין גובה לחוזק דיאלקטרי: ככל שהגובה עולה, הלחץ האטמוספרי יורד באופן משמעותי, וכתוצאה מכך ירידה בצפיפות האוויר. האוויר הופך ל"דק ". חוזק הדיאלקטרי של אוויר (יכולתו להתנגד להתמוטטות חשמלית ולמנוע קשת) תלוי ישירות בצפיפותו. לאוויר עם צפיפות נמוכה יותר (גובה רב) יש מרווח מולקולרי גדול יותר ונתיבים חופשיים מולקולריים ארוכים יותר. זה מקל על האלקטרונים להאיץ בשדה החשמלי ולקבל מספיק אנרגיה כדי להתנגש ולמיונן מולקולות אחרות, מה שמקל על הגורם להתמוטטות חשמלית (ייצור ARC). לפיכך, באותו מתח, ביצועי הבידוד של אוויר בגבהים גדולים נמוכים משמעותית מזו בגובה נמוך או בגובה פני הים. כאשר המותג מותקן בגובה גבוה יותר, מופחת גם המתח המרבי שהוא יכול לעמוד ללא קשתות, ולכן גם המתח המרבי בו הוא יכול לפעול בבטחה. זו הסיבה, עבור אוויר קונבנציונאלי - מתג מבודד, אם יש להתקין אותו מעל 1000 מטר, יש צורך בציוד עם חוזק דיאלקטרי גבוה יותר. GIS מוגן על ידי גז SF6, כך שהתקנתו לא תושפע מגובה.

3. בטיחות

מבחינת הבטיחות, כל רכיבי המתח הגבוהים - אטומים במארז מתכת סגור לחלוטין המקורקע. מעטפת מהווה מגן אלקטרומגנטי טבעי (אפקט כלוב פאראדיי), וגם אם נוגע במארז ישירות כאשר הציוד מופעל, הלם חשמלי לא יתרחש, ומשיג הגנה על בטיחות מהותית. AIS מאמצת מבנה פתוח, ומוליך המתח- גבוה נחשף ישירות לאוויר. כאשר הם פועלים או מתקרבים בטעות, על כוח האדם לשמור בקפדנות למרחק בטוח (בדרך כלל יותר מכמה מטרים). קיים סיכון מובנה לגעת בטעות בציוד אנרגיה, ויש לסמוך עליהם מחסומי בידוד פיזי ומפרטי הפעלה להגנה. אבל זה לא אומר ש- AIS פחות בטוח או בכלל לא בטוח. למעשה, 70% מהתחנות ברחבי העולם מורכבות מטכנולוגיית AIS. ניקוי רגיל של מבודדים, התקנת התקני הגנת ציפורים ו- DE- ציוד הדובדבן יכולים גם לשמור על פעולה בטוחה.

4. הרחבת תחנת משנה

בעת תכנון תחנת משנה, מהנדסים בדרך כלל שומרים על שטח קרקע כדי לענות על צרכי גידול העומס העתידי. באוויר - תחנות מבודדות (AIS), הרחבה זו היא בדרך כלל פשוטה יחסית וגמישה. מכיוון שציוד AIS (כגון מפסקי חשמל, ניתוק, שנאים, סרגל האוטובוסים וכו ') פתוח - התקנה מסוג, הם מסתמכים בעיקר על בידוד אוויר ומרווח פיזי זה בזה. הוספת מפרצים חדשים או סרגל האוטובוסים בדרך כלל דורשת התקנת יחידות ציוד סטנדרטיות חדשות בשטח השמור והבטחת מרחק חשמלי מספיק. יש פחות תלות במודל או ליצרן הספציפי של הציוד החדש שנוסף. בדרך כלל ניתן לשלב בקלות ציוד של מותגים או דגמים שונים (כל עוד הם עומדים בדרישות הפרמטרים) בתחנות קיימות או לרוץ במקביל.

עם זאת, עבור גז - תחנות מבודדות (GIS), ההתרחבות היא הרבה יותר מסובכת ותלויה מאוד ביצרנים ספציפיים. הסיבה לכך היא ש- GIS משלב מאוד רכיבי מתח-} רכיבי מתח ואוטם אותם בבדיקת מתכת מודולרית מלאה בגז מבודד (כגון SF6). הרחבה פירושה בדרך כלל כי יש להוסיף מודולי מרווח אטומים חדשים ומותאמים לחלוטין - מודולי מרווח אטומים. מודולים אלה צריכים להיות תואמים בקפדנות לציוד קיים מבחינת גודל, ממשק (מכני וחשמלי), מערכת גז, מחברים פנימיים (כגון תקע - באנשי קשר), תכנון דיור ומערכות ניטור ובקרה. דרישת תאימות זו הופכת את הצורך כמעט לנדרש להשתמש במודולי מודלים ספציפיים של אותו יצרן, או אפילו באותה סדרה ועידן עיצוב כמו הציוד המקורי להרחבה כדי להבטיח את ההצלחה של אטימות אוויר, אמינות בידוד, התאמה מכנית ושילוב מערכת. לפיכך, תכנון ההרחבה של GIS תלוי מאוד בבחירת הציוד הראשוני ובתמיכת המונח הארוכה- של היצרן.

5. הגנה על הסביבה

מבחינת הגנת הסביבה, ל- AIS ו- GIS יש יתרונות וחסרונות משלהם. AIS משתמשת בבידוד אוויר ואינו כרוך בפליטת גזי חממה. בהשוואה לגז SF₆ המשמש ב- GIS, יש לו פחות השפעה על הסביבה, במיוחד בבקרת אפקט החממה. יחד עם זאת, מבנה ה- AIS הוא פשוט יחסית, מה שמקל על התפרקות ומחזור כאשר פרש, ובעל נטל אקולוגי בהיר יותר. עם זאת, GIS ידידותי יותר לסביבה במהלך הבנייה וההפעלה. הוא תופס שטח קטן ומתאים לקרקע - אזורים מוגבלים כמו ערים. יש לו תקופת בנייה קצרה ומייצרת פחות אבק. המבנה הסגור מקטין ביעילות את רעשי ההפעלה ויש לו פחות הפרעה לסביבה הסובבת. לפיכך, בסך הכל, AIS ידידותית יותר לסביבה בהפחתת פליטת גזי החממה, בעוד ש- GIS מתפקדת טוב יותר בחיסכון בקרקע, הפחתת רעש והשפעת הבנייה. עם פיתוח טכנולוגיית גז חדשה ידידותית לסביבה, הביצועים הסביבתיים של GIS צפויים להמשיך להשתפר בעתיד.

6. עלות

עלות הרכש של ציוד AIS היא כ- 30% - 50% מזה של GIS, המהווה יתרון במחיר הליבה. לחץ עלות היבשה בולט: יש לשמור מרחק בטיחות חשמלי מספיק למוליכים חשופים, וכתוצאה מכך שטח גדול. באזורים עירוניים או בחלקות בעלות ערך גבוה, עלות רכישת הקרקעות עשויה לחרוג מהשקעת הציוד. הטבלה הבאה היא השוואה בין עלויות ההשקעה, התפעול והתחזוקה הראשוניות, וכל עלויות מחזור החיים של AIS ו- GIS.