スマート、コンパクト、信頼性: 開閉装置と変電所の設計における革新

Nov 16, 2023

新しい開閉装置の設計は、運用のデジタル化と変電所の設置面積の削減に重点を置いています。 ネットワーク拡張において送配電事業者が直面する主な課題の 1 つは、用地 (RoW) の制約です。 この問題に対処するために、電力会社は新しい技術ソリューションをますます採用しています。 ガス絶縁開閉装置 (GIS) は、空気絶縁開閉装置 (AIS) に比べて必要な土地が大幅に少ないため、電力会社での採用が増えています。 GIS と AIS を組み合わせたハイブリッド変電所も、スペース要件を最小限に抑えるための潜在的なソリューションを提供します。 これとは別に、コンパクトで柔軟、信頼性の高いデジタル、インテリジェント、スマートなスイッチギヤの使用が注目を集めています。 モノのインターネット (IoT) のサポートにより、デジタル スイッチギヤは、エラーや誤動作を事前に検出するために使用できるデータ処理を可能にし、それによってシステム障害を防ぎ、エネルギー損失とコストを最小限に抑えます。

GIS: GIS は本質的にコンパクトで金属でカプセル化されており、回路ブレーカーや断路器などの高電圧 (HV) 機器で構成されています。 GIS 変電所では、母線、遮断器、変流器、計器用変圧器、その他の変電所機器を含むすべてのコンポーネントが、六フッ化硫黄 SF6 ガスが充填されたモジュール内に配置されます。 従来、GIS は断熱材として SF6 を使用していました。

インドの送配電部門では、スペースの制約に効果的に対処するために、GIS 変電所の導入が注目を集めています。 GIS 変電所は、AIS 変電所よりも必要なスペースが約 35% 少ないため、メンテナンス コストと停止頻度が低くなります。 GIS 変電所の初期コストは、対応する AIS 変電所よりも約 50% 高くなりますが、全体的な資本コストは同等です。

GIS は、信頼性が高く、メンテナンスの必要性が軽減され、環境への影響が少ない、人口密集地域にとって魅力的な代替手段です。 GIS 変電所は屋内または屋外に配置できます。 これらは中電圧および低電圧サービスに信頼性があり、スペースが限られている工業施設、病院、住宅社会に特に役立ちます。 さらに、GIS 変電所はサイズが小さいため、環境フットプリントを最小限に抑え、生態学的に敏感な地域に最適です。 しかし、GIS の導入の拡大に伴う懸念の 1 つは、絶縁および消弧媒体として SF6 が広範囲に使用されていることです。 SF6 は温室効果ガスとして分類されており、地球温暖化の観点から非常に強力です。

固体絶縁開閉装置:固体絶縁開閉装置 (SIS) では、主 MV 回路は通常、絶縁材料 (エポキシ樹脂など) でカプセル化されます。 基本的に、SIS と AIS の動作に違いはありません。 また、主回路に沿って目に見える通電部分はありません。 ただし、過酷な環境条件では電界変動の問題が発生します。 シールド SIS (2 SIS) は、活電部 (メイン導体、インサート、および真空遮断器。ネットワークに永続的に接続され、電圧変動の影響を受ける)、内部の絶縁を確保する絶縁層の 3 つの同心層を備えたより高度な技術です。あらゆる動作条件に対応し、電気的導通と効果的なアース接続を保証する導電層。 2SIS テクノロジーには、インフラの老朽化がない、三相または二相の故障がない、内部アークの影響がないなど、さまざまな利点があります。

ハイブリッド開閉装置:電力会社は、AIS と SF6 GIS テクノロジーのコンポーネントを組み合わせたハイブリッド開閉装置をますます採用しています。 コンパクトなモジュール設計は、改修や拡張が必要で現在 AIS 開閉装置を使用している変電所に特に役立ちます。 ハイブリッド開閉装置は、土地が高価な地域、または土地が限られている地域で特に有益です。 ハイブリッド変電所では、バスバーは空気絶縁されており、回路ブレーカー、ブッシング、バスダクト、接続要素、断路器、変流器、センサーなどの他のすべての機器はガス絶縁されています。 ハイブリッド変電所は、さまざまな機能を 1 つのモジュールに組み合わせたコンパクトなモジュール設計が特徴です。 ハイブリッド変電所の初期コストは AIS の初期コストよりも約 20% 高く、これらの変電所には適度な広さの土地が必要です。