สวิตช์เกียร์ฉนวนก๊าซ 35kV SF6: ข้อจำกัดทางเทคนิคและการวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์

ข้อได้เปรียบหลักและสามารถปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อมได้

1. นวัตกรรมของตัวกลาง: การก้าวกระโดดจากอากาศสู่ SF6

ก๊าซ SF6 (ซัลเฟอร์ เฮกซาฟลูออไรด์) ด้วยโครงสร้างโมเลกุลที่เหนือกว่า มีคุณสมบัติในการทนแรงดันไฟฟ้าและความสามารถในการดับอาร์กไฟฟ้าที่สูงกว่าอากาศทั่วไปอย่างมาก ในสภาพแวดล้อมแรงดันสูง 35 กิโลโวลต์ ความต้านทานการแตกตัวของ SF6 สูงกว่าอากาศถึง 2.5 เท่า และที่ความดัน 0.3 เมกะพาสกาล ความสามารถในการเป็นฉนวนของมันเทียบเท่ากับน้ำมันหม้อแปลง การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานของสื่อทางกายภาพนี้ทำให้ตัวนำไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งเดิมต้องการระยะห่างที่มาก สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในพื้นที่ที่แคบลงมาก ทำให้เกิดการ "ย่อขนาด" อุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าอย่างก้าวกระโดด

2. การเพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่: ลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน

เมื่อเทียบกับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แบบใช้อากาศเป็นฉนวน (AIS) แบบดั้งเดิม อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ฉนวนก๊าซ SF6 ระดับ 35 กิโลโวลต์ (GIS) โดยทั่วไปจะลดพื้นที่ใช้สอยลง 50% ถึง 70% สำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยในเขตเมืองที่ที่ดินมีราคาแพง หรือสถานีแบบคอนเทนเนอร์สำเร็จรูปที่จำกัดพื้นที่ การออกแบบที่กะทัดรัดนี้ช่วยลดต้นทุนงานก่อสร้างโยธาโดยตรง ด้วยการรองรับการจัดวางวงจรแบบความหนาแน่นสูง ทำให้ภาคธุรกิจสามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าเป็นสองเท่าได้โดยไม่ต้องขยายห้องเดิม ช่วยประหยัดพื้นที่อันมีค่าไว้สำหรับการขยายสายการผลิตในอนาคต

3. ความทนทานต่อทุกสภาพแวดล้อม: สิ้นสุดข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์

เนื่องจากชิ้นส่วนแรงดันสูงหลักถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ภายในถังที่บรรจุก๊าซ ระบบจึงแยกขาดจากสภาวะแวดล้อมภายนอกอย่างสิ้นเชิง ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่ชายฝั่งที่มีละอองเกลือ พื้นที่เหมืองสูงที่อากาศบาง หรือโครงการอุโมงค์ที่มีความชื้นและฝุ่นมาก RMU แรงดัน 35 กิโลโวลต์ จะยังคงรักษาระดับฉนวนได้อย่างคงที่ แนวคิด "การแยกทางกายภาพ" นี้ช่วยป้องกันอุบัติเหตุการตกกระทบและการปล่อยประจุที่เกิดจากปัจจัยภายนอกตั้งแต่ต้นทาง โดยให้เกราะป้องกันตามธรรมชาติแก่อุปกรณ์

ตัวชี้วัดสำคัญในการจัดซื้อ: ความปลอดภัยและต้นทุนตลอดวงจรชีวิต (TCO)

เมื่อคัดกรองผู้จัดจำหน่าย ผู้ซื้อระดับมืออาชีพไม่ได้มองเพียงราคาซื้อเริ่มต้นอีกต่อไป ลักษณะไม่ต้องบำรุงรักษาระบบสวิตช์เกียร์ SF6 GIS 35kV ถือเป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุด เนื่องจากสวิตช์หลักและชิ้นส่วนนำไฟฟ้าถูกปิดผนึกอยู่ภายในภาชนะความดันที่บรรจุก๊าซ SF6 ทำให้ชิ้นส่วนภายในได้รับการป้องกันจากการเกิดออกซิเดชันหรือการกัดกร่อน จึงยืดอายุรอบการบำรุงรักษาได้นานถึง 30 ปี ส่งผลให้ลดต้นทุนแรงงานในระยะยาว และลดความเสี่ยงของการสูญเสียการผลิตจากไฟฟ้าดับลงอย่างมาก

นอกจากนี้ อุปกรณ์สวิตช์เกียร์คุณภาพสูงจะต้องผ่านการทดสอบชนิด (Type Tests) อย่างเข้มงวด รวมถึงความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจร ความมั่นคงทางพลศาสตร์/ความร้อน และการทดสอบอาร์กภายใน สำหรับผู้จัดการการผลิต การตรวจสอบช่องระบายแรงดันที่เชื่อถือได้และระบบล็อกกลไกที่แข็งแรง ถือเป็นพื้นฐานสำคัญเพื่อรับประกันความปลอดภัยของบุคลากรและลดความเสี่ยงในการดำเนินงาน ควรให้ความสำคัญกับหน่วยอัจฉริยะที่มาพร้อมอินเตอร์เฟซอัตโนมัติ (DTU/RTU) เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตรวจสอบพลังงานอัจฉริยะ

การใช้งานที่กำหนดเองในสถานการณ์อุตสาหกรรม

ระบบ 35 กิโลโวลต์ โดยทั่วไปทำหน้าที่เป็นสายป้อนหลักสำหรับสวนอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ หรือสถานีบูสต์สำหรับฟาร์มพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้น การจัดวางระบบ (หน่วยป้อนเข้า ป้อนออก การวัด หรือหน่วย PT) จำเป็นต้องสอดคล้องกับผังวงจรไฟฟ้าแบบเส้นเดียวอย่างแม่นยำ ในภาคพลังงานลม ตู้ควบคุมจะต้องถูกรวมเข้ากับหอคอยหรือหม้อแปลงแบบกะทัดรัด ซึ่งต้องการการควบคุมอุณหภูมิและการทนต่อแรงสั่นสะเทือนที่สูงขึ้น ในทางกลับกัน ในห้องใต้ดินในเขตเมือง การต้านทานความชื้นและการทำงานที่มีเสียงรบกวนต่ำกลายเป็นเกณฑ์การจัดซื้อที่สำคัญแต่ไม่มองเห็นได้ชัด

มาตรฐานการผลิต: ตรรกะการปิดผนึกและเกณฑ์คุณภาพพื้นฐาน

1. การเชื่อมความแม่นยำ: การประกันความสม่ำเสมอของการปิดผนึกอย่างแน่นหนา

ในการตรวจสอบผู้จัดจำหน่าย คุณภาพการเชื่อมของถังปิดผนึกถือเป็นหัวใจสำคัญ การใช้อุปกรณ์เชื่อมที่มีความแม่นยำสูงร่วมกับการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด จะช่วยให้รอยต่อทุกจุดเกิดการแทรกซึมและหนาแน่นในระดับโมเลกุล การควบคุมอย่างแม่นยำนี้ต่อเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ช่วยกำจัดรูพรุนขนาดจิ๋วและรอยแตกร้าวจากแรงเครียด ทำให้อัตราการรั่วซึมรายปีต่ำกว่า 0.1% อย่างเคร่งครัด ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการใช้งานยาวนาน 30 ปีโดยไม่ต้องบำรุงรักษา

2. การตรวจจับการรั่วภายใต้สภาวะสุญญากาศ: มาตรฐานสำหรับอายุการใช้งานยาวนาน

เพื่อลดความเสี่ยงในการดำเนินงานให้เหลือน้อยที่สุด ผู้ผลิตชั้นนำจำเป็นต้องทำการตรวจจับการรั่วด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม ก่อนที่อุปกรณ์จะออกจากโรงงาน โดยอาศัยความสามารถในการซึมผ่านสูงสุดของโมเลกุลฮีเลียม แม้แต่รอยรั่วที่เล็กที่สุดก็สามารถตรวจพบได้ สำหรับผู้ซื้อ กระบวนการนี้ถือเป็นการรับรองที่สำคัญต่อความน่าเชื่อถือของการปิดผนึก ป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวนที่เกิดจากแรงดันที่ลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป

3. สมรรถนะสำรอง: การจัดการการทำงานความถี่สูง

การออกแบบขั้วสัมผัสของสวิตช์หลักภายในจะเป็นตัวกำหนดความต้านทานต่อการเหนื่อยล้าของระบบ ภายใต้การสลับภาระความถี่สูง โครงสร้างดับอาร์กแบบกระตุ้นพลังงานเองร่วมกับแก๊ส SF6 บริสุทธิ์สูง จะช่วยระบายความร้อนและตัดอาร์กได้ทันที ความ "สำรองสมรรถนะ" นี้ทำให้ผู้จัดการการผลิตสามารถดำเนินการได้โดยไม่จำเป็นต้องหยุดเครื่องบ่อยครั้งเพื่อตรวจสอบ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอัตราผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) อย่างมีนัยสำคัญ พร้อมทั้งยกระดับความน่าเชื่อถือ

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการจัดซื้อ GIS ชนิด SF6 35kV

1. เหตุใด GIS จึงมีคุ้มค่ามากกว่า AIS ในสภาพแวดล้อม 35kV

แม้ว่าราคาเริ่มต้นจะสูงกว่าเล็กน้อย แต่พื้นที่ใช้สอยลดลงมากกว่า 50% ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนการก่อสร้างโยธาอย่างมาก เมื่อรวมกับคุณสมบัติไม่ต้องบำรุงรักษานาน 30 ปี จึงหลีกเลี่ยงต้นทุนสูงจากการซ่อมแซมด้วยแรงงานและการหยุดการผลิตที่เกิดจากความเสียหายจากสิ่งแวดล้อม ทำให้ต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวม (TCO) ต่ำกว่ามาก

2. ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของการปิดผนึกถังอย่างไร

ตรวจสอบว่าผู้จัดจำหน่ายใช้การทดสอบด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียมหรือไม่ นอกจากนี้ หน่วยควบคุมคุณภาพยังติดตั้งเกจวัดความหนาแน่นที่ชดเชยอุณหภูมิ (เกจวัดแรงดัน) เพื่อตรวจสอบระดับก๊าซแบบเรียลไทม์ และมีจุดต่อสัญญาณแจ้งเตือนระยะไกลในกรณีที่แรงดันผิดปกติ

3. มันทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลมากหรืออุณหภูมิสุดขั้ว?

โครงสร้างที่ปิดสนิททั้งหมดทำให้มั่นใจได้ว่าฉนวนภายในจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันบรรยากาศภายนอก (ไม่จำเป็นต้องลดค่าการทำงานในพื้นที่สูง) สำหรับสภาพอากาศหนาวจัด จะใช้ก๊าซผสม SF6/N2 หรืออุปกรณ์ชดเชยด้วยความร้อน เพื่อให้มั่นใจว่าสวิตช์ยังคงมีความสามารถในการตัดวงจรได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ

4. ฉันควรเลือกเบรกเกอร์วงจร หรือ ชุดสวิตช์ตัดภาระ + ฟิวส์?

ขึ้นอยู่กับวัตถุที่ต้องการป้องกัน สำหรับวงจรป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า การใช้ชุดอุปกรณ์ "สวิตช์ตัดโหลด + ฟิวส์" โดยทั่วไปจะประหยัดกว่าและทำงานตัดได้อย่างรวดเร็วมาก แต่สำหรับสายป้อนหลักหรือสายสาขาที่มีความจุขนาดใหญ่ จะต้องใช้ "เบรกเกอร์" เนื่องจากให้การป้องกันที่แม่นยำสามารถปรับตั้งค่าได้ และมีความสามารถในการตัดหลายระดับ

5. ควรเตรียมระบบที่รองรับคุณสมบัติใดบ้างเพื่อการเชื่อมต่อกับระบบ Smart Grid ในอนาคต

เราขอแนะนำให้ติดตั้งทรานส์ฟอร์เมอร์วัดกระแส/แรงดัน และกลไกการทำงานแบบมอเตอร์ไว้ล่วงหน้า พร้อมทั้งเตรียมพอร์ตสื่อสารมาตรฐานสำหรับติดตั้ง DTU/RTU เพื่อให้อุปกรณ์สวิตช์เกียร์สามารถรองรับฟังก์ชัน "การส่งสัญญาณระยะไกล การวัดค่าระยะไกล และการควบคุมระยะไกล" ซึ่งสามารถบูรณาการได้อย่างสมบูรณ์กับระบบบริหารจัดการพลังงานแบบ Industrial IoT