GIS คืออะไร? คำแนะนำเกี่ยวกับสวิตช์ฉนวนแก๊ส VS AIS

GIS คืออะไร?

 

ชื่อเต็มคือสวิตช์ฉนวนแก๊ส ฉนวนแก๊สที่นี่หมายถึงซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) SwitchGear เป็นตัวย่อของการรวมกันของเบรกเกอร์วงจร, dissonnectors, สวิตช์สายดิน, หม้อแปลง, สายฟ้าจับ, บัสบาร์, ตัวเชื่อมต่อและอาคารขาออก อุปกรณ์หรือส่วนประกอบเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในปลอกโลหะที่มีเมทัลและเต็มไปด้วยก๊าซฉนวน SF6 ที่ความดันที่แน่นอนดังนั้นจึงเรียกว่า SF6 ที่ปิดล้อมอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น GIS คือการรวมส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้า - สูงในระบบไฟฟ้าตามวิธีการเชื่อมต่อของการเดินสายไฟฟ้าและติดตั้งเข้าด้วยกันในเปลือกโลหะของ SF6 ที่มีฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยม

ลักษณะของ SF6

SF6 เป็นก๊าซเฉื่อยสังเคราะห์ที่เกิดขึ้นในฝรั่งเศส ก๊าซ SF6 บริสุทธิ์ไม่มีสี

รสไม่มีกลิ่นไม่มี - ไวไฟและมีคุณสมบัติทางเคมีที่มั่นคงที่อุณหภูมิห้อง มันเป็นก๊าซเฉื่อย ความหนาแน่นของก๊าซคือ 5.1 เท่าของอากาศ

ก๊าซ SF6 มีความแข็งแรงของอิเล็กทริกเทียบเท่ากับน้ำมันหม้อแปลงที่ความดัน 0.29 MPa และความสามารถในการดับ ARC ของมันคือ 100 เท่าของอากาศ ปัจจุบันเป็นก๊าซฉนวนไฟฟ้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

การเปรียบเทียบระหว่าง AIS และ GIS

สวิตช์ฉนวนอากาศ	สวิตช์ฉนวนแก๊ส

1. พื้นที่ชั้น

GIS ซึ่งเป็นแพ็คเกจโลหะที่ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ซึ่งมีโครงสร้างขนาดกะทัดรัดมีพื้นที่เพียง 10% ของพื้นที่พื้นของ AIS สำหรับ 220kV GIS และเพียง 5% ของพื้นที่พื้นของ AIS สำหรับ 500kV GIS นี่คือเหตุผลที่ GIS เป็นตัวเลือกแรกในสถานที่ที่มีความต้องการที่ดินสูงความพร้อมใช้งานของที่ดินคือ LO มาก W หรือราคาที่ดินสูงมาก แน่นอนว่ามันไม่ได้หมายความว่าที่ดินเป็นเกณฑ์เดียวสำหรับการเลือก GIS มีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายและนี่เป็นเพียงหนึ่งในนั้น

2. ระดับความสูง

ความสัมพันธ์ระหว่างความสูงและความแข็งแรงของอิเล็กทริก: เมื่อความสูงเพิ่มขึ้นความดันบรรยากาศจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญส่งผลให้ความหนาแน่นของอากาศลดลง อากาศกลายเป็น "ผอม" ความแข็งแรงของอิเล็กทริกของอากาศ (ความสามารถในการต้านทานการสลายไฟฟ้าและป้องกันการเกิดขึ้น) ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นโดยตรง อากาศที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า (ระดับความสูงสูง) มีระยะห่างระดับโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้นและเส้นทางอิสระโมเลกุลที่ยาวขึ้น สิ่งนี้ทำให้อิเล็กตรอนเร่งความเร็วในสนามไฟฟ้าได้ง่ายขึ้นและได้รับพลังงานเพียงพอที่จะชนกันและทำให้โมเลกุลอื่น ๆ กลายเป็นไอออนทำให้ง่ายขึ้นที่จะทำให้เกิดการสลายทางไฟฟ้า (การสร้างส่วนโค้ง) ดังนั้นที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของอากาศที่ระดับความสูงสูงต่ำกว่าที่ระดับความสูงหรือระดับน้ำทะเลต่ำอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อติดตั้งสวิตช์เกียร์ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถทนได้โดยไม่ลดลงดังนั้นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยก็จะลดลงเช่นกัน นี่คือเหตุผลที่สำหรับอากาศทั่วไป - สวิตช์ฉนวนที่มีฉนวนหากจำเป็นต้องติดตั้งสูงกว่า 1,000 เมตรอุปกรณ์ที่มีความแข็งแรงของอิเล็กทริกสูงกว่า GIS ได้รับการปกป้องโดย SF6 GAS ดังนั้นการติดตั้งจะไม่ได้รับผลกระทบจากระดับความสูง

3. ความปลอดภัย

ในแง่ของความปลอดภัยส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าสูงทั้งหมด - ถูกปิดผนึกในปลอกโลหะที่ปิดล้อมอย่างสมบูรณ์ซึ่งมีสายดิน ปลอกจะก่อให้เกิดโล่แม่เหล็กไฟฟ้าธรรมชาติ (เอฟเฟกต์กรงฟาราเดย์) และแม้ว่าปลอกจะสัมผัสโดยตรงเมื่ออุปกรณ์มีพลังการกระแทกไฟฟ้าจะไม่เกิดขึ้น AIS ใช้โครงสร้างแบบเปิดและตัวนำแรงดันไฟฟ้า - สูงจะสัมผัสกับอากาศโดยตรง เมื่อปฏิบัติการหรือเข้าใกล้โดยไม่ตั้งใจบุคลากรจะต้องรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยอย่างเคร่งครัด (โดยปกติจะมากกว่าหลายเมตร) มีความเสี่ยงโดยธรรมชาติของการสัมผัสอุปกรณ์ที่มีพลังโดยไม่ตั้งใจและอุปสรรคการแยกทางกายภาพและข้อกำหนดการดำเนินงานจะต้องพึ่งพาการป้องกัน แต่นี่ไม่ได้หมายความว่า AIS นั้นปลอดภัยน้อยกว่าหรือไม่ปลอดภัยเลย ในความเป็นจริง 70% ของสถานีย่อยทั่วโลกประกอบด้วยเทคโนโลยี AIS การทำความสะอาดฉนวนเป็นประจำการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันนกและอุปกรณ์ไอซิ่ง - ยังสามารถรักษาความปลอดภัยได้

4. การขยายสถานีย่อย

เมื่อออกแบบสถานีย่อยวิศวกรมักจะสำรองพื้นที่ที่ดินเพื่อตอบสนองความต้องการของการเติบโตของโหลดในอนาคต ในอากาศ - สถานีย่อยที่หุ้มฉนวน (AIS) การขยายตัวนี้มักจะค่อนข้างตรงไปตรงมาและยืดหยุ่น เนื่องจากอุปกรณ์ AIS (เช่นเบรกเกอร์วงจร, ตัวเชื่อมต่อ, หม้อแปลง, busbars, ฯลฯ ) เปิดการติดตั้งประเภท - พวกเขาส่วนใหญ่อาศัยฉนวนกันความร้อนอากาศและระยะห่างทางกายภาพระหว่างกัน การเพิ่มอ่าวใหม่หรือ busbars ที่ขยายออกมักจะต้องติดตั้งหน่วยอุปกรณ์มาตรฐานใหม่ในพื้นที่ที่สงวนไว้และมั่นใจได้ว่าระยะทางไฟฟ้าที่เพียงพอ มีการพึ่งพาน้อยลงในรุ่นเฉพาะหรือผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เพิ่มเข้ามาใหม่ อุปกรณ์ของแบรนด์หรือรุ่นที่แตกต่างกัน (ตราบใดที่พวกเขาตรงตามข้อกำหนดของพารามิเตอร์) สามารถรวมเข้ากับสถานีที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายหรือทำงานแบบขนาน

อย่างไรก็ตามสำหรับก๊าซ - สถานีย่อยที่หุ้มฉนวน (GIS) การขยายตัวมีความซับซ้อนมากขึ้นและขึ้นอยู่กับผู้ผลิตเฉพาะ นี่เป็นเพราะ GIS รวมส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าสูง - สูงและปิดผนึกไว้ในตัวเรือนโลหะแบบแยกส่วนที่เต็มไปด้วยก๊าซฉนวน (เช่น SF6) การขยายตัวมักจะหมายความว่าจะต้องเพิ่มก๊าซใหม่ที่จับคู่อย่างสมบูรณ์ - โมดูลตัวเว้นวรรคที่ปิดสนิท โมดูลเหล่านี้จะต้องเข้ากันได้อย่างเคร่งครัดกับอุปกรณ์ที่มีอยู่ในแง่ของขนาดอินเทอร์เฟซ (เครื่องจักรกลและไฟฟ้า), ระบบก๊าซ, ตัวเชื่อมต่อภายใน (เช่นปลั๊ก - ในหน้าสัมผัส) การออกแบบที่อยู่อาศัยและระบบตรวจสอบและควบคุม ข้อกำหนดความเข้ากันได้นี้ทำให้เกือบจะจำเป็นที่จะใช้โมดูลโมเดลเฉพาะของผู้ผลิตรายเดียวกันหรือแม้แต่ซีรีส์และยุคการออกแบบเดียวกันกับอุปกรณ์ดั้งเดิมสำหรับการขยายตัวเพื่อให้แน่ใจว่าความสำเร็จของความรุนแรงความน่าเชื่อถือของฉนวนการจับคู่เชิงกลและการรวมระบบ ดังนั้นการวางแผนการขยายตัวของ GIS จึงขึ้นอยู่กับการเลือกอุปกรณ์เริ่มต้นอย่างมากและการสนับสนุนระยะยาว - ของผู้ผลิต

5. การป้องกันสิ่งแวดล้อม

ในแง่ของการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม AIS และ GIS มีข้อได้เปรียบและข้อเสียของตนเอง AIS ใช้ฉนวนกันความร้อนอากาศและไม่เกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เมื่อเทียบกับก๊าซSF₆ที่ใช้ใน GIS มันมีผลกระทบน้อยกว่าต่อสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการควบคุมผลกระทบเรือนกระจก ในเวลาเดียวกันโครงสร้างของ AIS นั้นค่อนข้างง่ายซึ่งทำให้ง่ายต่อการถอดและรีไซเคิลเมื่อเกษียณและมีภาระทางนิเวศวิทยาที่เบากว่า อย่างไรก็ตาม GIS เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในระหว่างการก่อสร้างและการดำเนินงาน มันใช้พื้นที่เล็ก ๆ และเหมาะสำหรับพื้นที่ - พื้นที่ที่มีข้อ จำกัด เช่นเมือง มันมีระยะเวลาการก่อสร้างสั้น ๆ และผลิตฝุ่นน้อยลง โครงสร้างปิดช่วยลดเสียงรบกวนในการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีการรบกวนน้อยกว่ากับสภาพแวดล้อมโดยรอบ ดังนั้นโดยรวมแล้ว AIS เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในขณะที่ GIS ทำงานได้ดีขึ้นในการประหยัดที่ดินลดเสียงรบกวนและผลกระทบการก่อสร้าง ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีก๊าซที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมใหม่ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมของ GIS คาดว่าจะปรับปรุงต่อไปในอนาคต

6. ราคา

ต้นทุนการจัดซื้อของอุปกรณ์ AIS อยู่ที่ประมาณ 30% - 50% ของ GIS ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบด้านราคาหลัก ความดันต้นทุนที่ดินมีความโดดเด่น: ระยะทางความปลอดภัยทางไฟฟ้าที่เพียงพอจะต้องสงวนไว้สำหรับตัวนำที่ถูกเปิดเผยส่งผลให้พื้นที่ขนาดใหญ่ ในเขตเมืองหรือแปลงที่มีมูลค่าสูงค่าใช้จ่ายในการซื้อที่ดินอาจเกินกว่าการลงทุนอุปกรณ์ ตารางต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในการลงทุนการดำเนินงานและค่าบำรุงรักษาเบื้องต้นและต้นทุนวัฏจักรชีวิตทั้งหมดของ AIS และ GIS