Czym jest odporność nowoczesnych jednostek rozdzielczych sieci energetycznych
Odporność sieci staje się obecnie kluczowym elementem planowania operatorów energetycznych na całym świecie, zwłaszcza w sytuacji nasilających się ekstremalnych zjawisk pogodowych oraz rosnących zagrożeń cyberfizycznych, a także w kontekście rosnącego zapotrzebowania na nieprzerwaną dostawę energii. Na pierwszej linii tej walki znajdują się jednostki rozdzielcze – transformatory i stacje transformatorowe – które kończą połączenie między siecią przesyłową wysokiego napięcia a odbiorcami końcowymi. Gdy uderza huragan lub gdy infrastruktura rozdzielcza staje się celem ataku cybernetycznego, właśnie odporność takich urządzeń rozdzielczych decyduje o tym, czy społeczności pozostaną podłączone do sieci, czy też zostaną odcięte od zasilania. Cechy odporności są projektowane w Jiangsu Ryan Electric na podstawie dziesięcioleci doświadczenia inżynierskiego oraz technologii opracowanych we wspólnym przedsiębiorstwie z Eatonem – w każdej jednostce dostarczanej operatorom energetycznym w ponad 80 krajach.
Pierwszy poziom odporności sieci na zakłócenia to wytrzymałość fizyczna. Istniejące jednostki rozdzielcze muszą być w stanie wytrzymać skutki oddziaływań, które zniszczyłyby ich poprzedników – wiatry o sile huraganu, trzęsienia ziemi, pożary lasów oraz powodzie. Spowoduje to konieczność zmiany paradygmatu w zakresie projektowania obudów, materiałów oraz wewnętrznych podpór.
Ryan Electric rozwiązuje te wyzwania poprzez różne inżynierskie podejścia. W transformatorach umieszczanych na podstawie (pad-mounted), przeznaczonych do zastosowań w sektorze mieszkaniowym i komercyjnym, dążymy do stosowania obudów wykonanych z blachy stalowej o dużej grubości oraz sprzętu zapobiegającego manipulacjom oraz charakteryzującego się większą odpornością na korozję – cechy szczególnie istotne w rejonach przybrzeżnych. Małe transformatory podstacji są wyposażone w zmodyfikowane konstrukcyjne elementy nośne, które nie ulegają uszkodzeniu w przypadku oddziaływania sejsmicznego w strefie zagrożenia trzęsieniami ziemi. W naszych projektach przeznaczonych dla obszarów narażonych na pożary, takich jak tereny zagrożone pożarami lasów, ograniczamy potencjalne źródła zapłonu oraz stosujemy materiały trudnopalne. Każda obudowa jest wyposażona w system zarządzania temperaturą, który umożliwia bezpieczną pracę obudowy nawet w sytuacjach maksymalnego obciążenia sieci oraz przy najbardziej niekorzystnych temperaturach otoczenia dla standardowych rozwiązań konstrukcyjnych. Ta fizyczna odporność zapewnia, że nasze jednostki rozdzielcze będą gotowe do działania w momencie nadchodzącej burzy i będą funkcjonować bez przeszkód.
Obecne środowisko wymaga dodatkowej odporności sieci, której nie można osiągnąć wyłącznie poprzez odporność fizyczną. Jednostki dystrybucyjne dzisiaj muszą być inteligentne; muszą być w stanie samodzielnie monitorować swój stan techniczny, przewidywać potencjalne awarie oraz komunikować się z operatorami sieci jeszcze przed tym, jak kryzysy wyjdą spod kontroli.
Ryan Electric zintegrował najnowocześniejsze systemy czujników i monitoringu w naszych transformatorach rozdzielczych oraz stacjach rozdzielczych. W uzwojeniach zainstalowano czujniki temperatury światłowodowe, umożliwiające obserwację w czasie rzeczywistym obszarów o najwyższej temperaturze (tzw. hot-spots), co pozwala operatorom dynamicznie regulować obciążenie w oparciu o rzeczywiste temperatury. Czujniki analizy gazów rozpuszczonych (DGA) w urządzeniach zanurzanych w oleju wykrywają potencjalne usterki tygodnie lub miesiące przed ich wystąpieniem i spowodowaniem awarii. W naszych suchych transformatorach z odlewem żywicznym stosujemy monitoring częściowych wyładowań w celu wykrycia degradacji izolacji jeszcze przed jej całkowitą utratą skuteczności. Dane są przesyłane do pomieszczeń sterowniczych operatorów sieci energetycznych przy użyciu wbudowanych protokołów komunikacyjnych, co umożliwia przeprowadzanie konserwacji predykcyjnej w celu zapobiegania przestojom, a nie tylko ich usuwania. Gdy klienci korzystający z infrastruktury krytycznej – tacy jak centra danych czy szpitale – dysponują tego typu inteligentnymi rozwiązaniami, mogą być pewni, że będą w stanie przewidywać niektóre problemy i podejmować działania zapobiegawcze jeszcze przed ich wystąpieniem i wywołaniem jakichkolwiek negatywnych skutków.
Niezależnie od warunków pogodowych, awarii sprzętu lub innych czynników zewnętrznych powodujących przerwy w dostawie energii, szybkość przywracania zasilania będzie najważniejszym parametrem. Tradycyjne projekty sieci energetycznych z dużymi, dedykowanymi transformatorami lokalnymi zwykle skutkują długotrwałymi przerwami w dostawie energii, ponieważ zamienniki specjalnego przeznaczenia muszą zostać wyprodukowane i zainstalowane. Obecnie nie można już radzić sobie z mocnymi sieciami w ten sam sposób.
Jednostki rozdzielcze Ryan Electric opierają się na zasadach modularności i wymienialności jako podstawowych zasadach projektowania. Wymiary oraz punkty połączeń naszych transformatorów stacji wnętrzowych są standaryzowane i mogą być łatwo przekształcone w zapasowe jednostki gotowe do natychmiastowej instalacji. W przypadku transformatorów umieszczanych na betonowych fundamentach, stosowanych w zastosowaniach mieszkaniowych, oferujemy szereg konstrukcji zacisków oraz wielkości mocowań w kV, obejmujący całą gamę produktów, dzięki czemu operator sieci może tymczasowo zainstalować transformator o większej mocy, aż do wykonania stałej wymiany. Ta filozofia „podłącz i działaj” dotyczy również naszych miniaturyzowanych stacji, w których moduły można wymieniać bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu lub dokonywania skomplikowanych przebudów. Efektem końcowym jest skrócenie czasu przywracania zasilania do kilku godzin zamiast dni, co ogranicza zakłócenia w funkcjonowaniu społeczności oraz straty gospodarcze wynikające z przerw w dostawie energii.
Odporność nie jest założeniem; musi zostać udowodniona poprzez rygorystyczne testy i weryfikację zgodnie z najwyższymi światowymi standardami. Obecnie jednostki rozdzielcze muszą wykazać swoje możliwości nie tylko w warunkach fabrycznych, ale także w rzeczywistych warunkach pracy.
Ryan Electric wspiera koncepcję odporności dzięki kompleksowym badaniom przeprowadzanym w naszych dwóch laboratoriach zatwierdzonych przez CNAS, pracujących przy napięciach 35 kV, 110 kV i 200 kV. Wszystkie projekty przechodzą badania rutynowe, typowe oraz specjalne – o znacznie wyższej rygorystyczności niż wymagają normy IEC, IEEE oraz normy krajowe. Posiadamy certyfikaty UL, ASTA, CSA, CE oraz DEKRA, co – w połączeniu z naszym własnym, niezależnym certyfikowaniem – gwarantuje, że nasze produkty spełniają wymagania operatorów sieci energetycznych we wszystkich krajach świata. W przypadku zastosowań wymagających bardziej szczegółowych właściwości odpornościowych – np. certyfikacji sejsmicznej lub eksploatacji w warunkach bardzo wysokich lub bardzo niskich temperatur – nasz własny zespół badań i rozwoju opracowuje rozwiązania specjalne, które poddawane są odpowiednim procedurom testowym. To zobowiązanie do spełniania norm opiera się na historii naszej wspólnej przedsiębiorstwa z Eatonem: gdy operator sieci energetycznej inwestuje w jednostki dystrybucyjne Ryan Electric, inwestuje w niezawodność potwierdzoną najbardziej rygorystycznymi testami branżowymi – niezawodność zapewniającą bezprzerwową dostawę energii do społeczności przez kolejne lata, mimo wszelkich trudności.
EN
