راهحل قطع کننده ولتاژ بالا برای آب و هوای سخت (توفان، باران سنگین) در فیلیپین
زمینه پروژه
فیلیپین در ناحیه بادهای تایفونی اقیانوس آرام غربی واقع شده است و سالانه بیش از ۲۰ سیکلون گرمسیری را تجربه میکند، که حدود ۵ تا به تایفونهای بسیار مخرب (مثلاً تایفون هایان در سال ۲۰۱۳ که ۷۵۰۰ قربانی داشت و تایفون اودت در سال ۲۰۲۱ که ۹۵ خط انتقال را غیرفعال کرد) تبدیل میشوند. تایفونها با بارش باران سنگین، سیلاب، فرسایش نمکی و بادهای قوی چندین تهدید برای زیرساختهای برق ایجاد میکنند:
- خرابیهای الکتریکی: سیلابها زیرстанسیونها را غوطهور میکنند، که باعث کاستی در سیستمهای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا میشود و رطوبت باعث خرابی عایقبندی میشود.
- آسیبهای ساختاری: بادهای قوی برجهای انتقال را میرانند و اجزای مکانیکی نصبهای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را تغییر شکل و مسدود میکنند.
- نوسانات ولتاژ: ولتاژ ناپایدار در حین بازسازی شبکه پس از بلایای طبیعی (ولتاژ صنعتی ۴۴۰V در فیلیپین در مقایسه با ۳۸۰V برای تجهیزات چینی) باعث سریعتر شدن خوردگی سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا میشود.
سوئیچهای جداکننده ولتاژ بالای سنتی کافیالقدر مقاومت در برابر بلایای طبیعی ندارند و نیاز به بهروزرسانیهای هدفمند برای افزایش استحکام شبکه دارند.
راهحل
۱. طراحی انطباقپذیر با محیط
- افزایش مقاومت در برابر فرسایش و بستهبندی
- ایزولاتورهای سرامیکی را با ایزولاتورهای سیلیکونی مرکب جایگزین کردهایم که مقاومت خمشی سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را ۴۰٪ افزایش میدهد و مقاومت در برابر فرسایش نمکی (برای مناطق ساحلی بسیار مهم) را افزایش میدهد.
- پوشش سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را به رتبه IP68 ارتقا دادهایم و با نیتروژن خشک پر کردهایم تا از نفوذ سیلاب و تكثيف جلوگيری شود.
- مقاومت در برابر باد و زلزله
- پرتابکنندههای هوایی روی برجهای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا نصب کردهایم تا بار باد را ۳۰٪ کاهش دهیم.
- در پایههای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا جاذبههای هیدرولیکی سهبعدی اضافه کردهایم تا بتوانند در برابر تایفونهای رده ۱۶ و زلزلههای بزرگی ۸ مقاومت کنند.
۲. سیستم نظارت هوشمند و قطع سریع
|
مدول عملکردی |
پارامترهای فنی |
نقش در هنگام بلایای طبیعی |
|
سنسورهای میکروهواشناسی |
نظارت زنده بر باد/باران/آب |
حالت محافظت سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را قبل از رسیدن تایفون فعال میکند |
|
مکانیسم قطع میلیثانیهای |
زمان واکنش ≤۲۰ میلیثانیه |
با استفاده از سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا مدار را بلافاصله قطع میکند |
|
پلتفرم IoT خودتشخیصکننده |
انتقال دادهها از طریق ۴G/ماهواره |
پس از بلایای طبیعی خرابیهای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را مییابد |
۳. طراحی جایگزینی سریع مدولار
- واحدهای تماس پلاگ-این: هستههای پیش-پوششدار سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا زمان جایگزینی را به ۴ ساعت کاهش میدهند.
- مدول سازگار با ولتاژ: ترانسفورماتور یکپارچه ۴۴۰V/۳۸۰V سازگاری سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را تضمین میکند.
۴. سیستمهای دفاعی پشتیبان
- انتشار مبتنی بر شبکه: تراکم سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا را در مناطق پرخطر (مثلاً لوزون، ویساياس) ۵۰٪ افزایش دادهایم.
- پلتفرم دیجیتال توین: تأثیرات تایفونها را بر شبکههای سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا شبیهسازی میکند.
نتایج
- افزایش مقاومت در برابر بلایای طبیعی
- در طی تایفون تائوزی (۲۰۲۴)، سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا نرخ خرابیها را در مناطق آزمایشی لوزون ۸۲٪ کاهش داد.
- سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا ۲۳ کاستی ناشی از سیل را جلوگیری کرد و از قطعی کهنهای که میتوانست اتفاق بیفتد، جلوگیری کرد.
- بهینهسازی کارایی اقتصادی
| شاخص | قبل | بعد |
|-----------------------------|------------|-----------|
| زمان تعمیر متوسط | ۷۲ ساعت | ۸ ساعت |
| هزینه نگهداری سالانه | ۲.۸M | ۰.۹M |
| عمر تجهیزات | ۸ سال | ۱۵ سال |
منبع: گزارش سالانه NGCP ۲۰۲۴ - افزایش مزایای اجتماعی
- سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا برق اضطراری برای ۱۲۹ مکان اخلاء را پشتیبانی کرد.
