Решение для высоковольтного разъединителя в условиях суровой погоды (тайфуны, сильные дожди) на Филиппинах
Контекст проекта
Филиппины, расположенные в западно-тихоокеанском поясе тайфунов, ежегодно сталкиваются с более чем 20 тропическими циклонами, из которых около 5 превращаются в разрушительные тайфуны (например, тайфун Хайян в 2013 году вызвал 7,5 тысяч жертв, а тайфун Одетт в 2021 году вывел из строя 95 линий электропередачи). Тайфуны представляют собой множественные угрозы для энергетической инфраструктуры через сильные дожди, наводнения, коррозию от соленого тумана и сильные ветры:
- Электрические отказы: Наводнения затапливают подстанции, вызывая короткие замыкания в системах Высоковольтных разъединителей, тогда как влажность вызывает повреждение изоляции.
- Структурные повреждения: Сильные ветры опрокидывают опоры линий электропередачи, деформируя и блокируя механические компоненты установок Высоковольтных разъединителей.
- Колебания напряжения: Нестабильное напряжение во время восстановления сети после катастрофы (промышленное напряжение на Филиппинах 440 В по сравнению с 380 В для китайского оборудования) ускоряет износ Высоковольтных разъединителей.
Традиционные Высоковольтные разъединители не обладают достаточной стойкостью к стихийным бедствиям, что требует целенаправленных модернизаций для повышения прочности сети.
Решение
I. Дизайн, адаптированный к окружающей среде
- Улучшение коррозионной стойкости и герметичности
- Замена фарфоровых изоляторов на композитные силиконовые резиновые изоляторы для Высоковольтных разъединителей, увеличивает прочность на изгиб на 40% и обеспечивает устойчивость к коррозии соленым туманом (особенно важно для прибрежных районов).
- Обновление корпуса Высоковольтных разъединителей до класса защиты IP68, заполненного сухим азотом, чтобы предотвратить проникновение воды и конденсацию.
- Сопротивление ветру и землетрясениям
- Установка аэродинамических спойлеров на опорах Высоковольтных разъединителей, снижает нагрузку от ветра на 30%.
- Добавление 3D гидравлических амортизаторов к основанию Высоковольтных разъединителей, чтобы выдерживать тайфуны категории 16 и землетрясения магнитудой 8.
II. Система интеллектуального мониторинга и быстрого отключения
|
Функциональный модуль |
Технические параметры |
Роль во время стихийных бедствий |
|
Микрометеорологические датчики |
Мониторинг ветра/дождя/воды в реальном времени |
Активирует режим защиты Высоковольтных разъединителей перед приходом тайфуна |
|
Механизм отключения миллисекундного уровня |
Время реакции ≤20 мс |
Мгновенно отключает цепи через Высоковольтные разъединители |
|
Платформа самообследования IoT |
Передача данных через 4G/спутник |
Определяет неисправности Высоковольтных разъединителей после стихийного бедствия |
III. Дизайн с быстрой заменой модулей
- Контактные блоки с штекерным соединением: Предварительно заключенные ядра Высоковольтных разъединителей сокращают время замены до 4 часов.
- Модуль, адаптивный к напряжению: Интегрированный трансформатор 440В/380В обеспечивает совместимость Высоковольтных разъединителей.
IV. Поддерживающие системы защиты
- Развертывание по сетке: Плотность Высоковольтных разъединителей увеличена на 50% в высокорисковых районах (например, Лусон, Висайас).
- Платформа цифрового двойника: Моделирует воздействие тайфунов на сети Высоковольтных разъединителей.
Результаты
- Повышение стойкости к стихийным бедствиям
- Во время тайфуна Таоци (2024) Высоковольтные разъединители снизили частоту отказов на 82% в пилотных зонах на Лусоне.
- Высоковольтные разъединители предотвратили 23 коротких замыкания, вызванных наводнениями, избегая каскадных отключений электроэнергии.
- Оптимизация экономической эффективности
| Показатель | До | После |
|-----------------------------|------------|-----------|
| Среднее время ремонта | 72 часа | 8 часов |
| Ежегодные затраты на обслуживание | 2,8 млн | 0,9 млн |
| Срок службы оборудования | 8 лет | 15 лет |
Источник: Отчет NGCP за 2024 год - Продление социальных выгод
- Высоковольтные разъединители обеспечили аварийное питание для 129 эвакуационных пунктов.
