افزایش اهمیت آزمایش اجزا HVDC

تمایلات در مواد عایقی: سر کابل ها
دی ۹, ۱۳۹۹
کلید ایمنی برای ادامه رشد مقره هسته توخالی
اسفند ۱۲, ۱۳۹۹

افزایش اهمیت آزمایش اجزا HVDC

 

جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) بسرعت به یکی از داغترین بحث ها در مبحث انتقال تبدیل شد. از آنجایی که اولین اتصالات HVDC به دهه ۱۹۵۰ بر می گردد، به سختی می شود از آن با عنوان “موضوع جدید” نام برد. ولی نیازمندی های جدید بازار دوباره تکنولوژی را زنده کرده است و بار دیگر آنرا به صف اول بحث در مهندسی قدرت رسانده است. این نیازمندی ها شامل امکان انتقال مقدار بسیار زیادی از قدرت عمده (بالک) در مسافت طولانی، یا بوسیله اتصال از راه دور منابع تجدید پذیر با مراکز جمعیت و یا بوسیله به هم وصل کردن شبکه ملی برای اطمینان بیشتر و تبادل انرژی می باشند. مورد تجاری برای HVDC هم واضح و هم متقاعد کننده است. در واقع، تعداد پروژه های HVDC در سال های اخیر همانند سطوح ولتاژ، به سرعت افزایش یافته است. برای مثال در چین کار بر روی پروژه های UHV DC  ۱۰۰۰ کیلوولت از قبل شروع شده است. بیشتر این پروژه ها برای مسافت های طولانی، اتصالات نقطه به نقطه (point to point connection) می باشند. با وجود این، اگر انرژی های تجدید پذیر نقش بیشتری را در ترکیب انرژی بازی کنند، این نیازمندی که منابع منطقه ای مانند تمامی امکانات تولید باد در دریا شمال را به هم وصل کنیم نیز وجود دارد. شبکه های HVDC برای به انجام رساندن این هدف واق گرایانه بهترینند.  مثال هایی از این به هم وصل کردن ها در سر تا سر جهان همین حالا نیز وجود دارد.

با توجه به  اهمیت آنها رشد و توسعه در اتصالات HVDC منجر به اهمیت پیدا کردن نگرانی ها در رابطه با قابلیت اطمینان نیز پر رنگ تر شده است که این امری کاملا طبیعیست . مسافت های طولانی معمولا طی می شوند و این احتمالا سورپرایز کننده نیست که ۹۰% خطا های سیستم های HVDC در اتصالاتشان رخ می دهد. کیفیت کابل ها و تجهیزات آنها و در نتیجه تست، بهرانی هستند و در نتیجه داده های بخش HVAC نشان می دهند که ۲۰ الی ۳۰% از کبل ها و تجهیزات آنها در ابندا تست های استاندارد را پاس نمی کنند.  اگر خطایی در طول سیستم نقطه به نقطه ای رخ دهد، کم کردن انرژی ایستگاه های مبدل در پایانه ها نسبتا کار راحتی می شود. این قضیه امکان تعمیرات را می دهد و البته به طور موقت کاهش و یا قطعی برق را نیز خواهیم داشت. اگرچه در داخل شبکه، هر بخش از کابلی که دچار خطا شده است باید ایزوله شده تا به اتصالات دیگر اسیبی وارد نکند چرا که منجر به خرابی  و قطعی کل سیستم می شود. در واقع این یک نوع تمرین استاندارد در مدیریت شبکه است که در شبکه های AC عموما بوسیله سیرکت بریکر ها رسیدگی می شود. ولی در اتصالات HVDC اشکالاتی وجود دارد از جمله: افزایش فوقالعاده سریع جریان در هنگام خطای DC و فقدان عبور جریان صفر طبیعی.  همچنین قطع کننده های HVDC نیازمند ترکیبی از تکنولوژی مکانیکی و نیمه رسانایی دارند. متاسفانه این نوع ابزار در عمل وجود ندارند. برای برطرف کردن این نیاز، DNV GL منجر به بوجود آمدن ۳۳ پارتنر در پروژه تحت حمایت اتحاده اروپا، PROMOTION، با هدف افزایش توسعه شبکه های HVDC مش دریایی شده است. علاوه بر این، آزمایشگاه های KEMA وظیفه توسعه و تنظیم تست ها برای سیرکت بریکر های HVDC را در صورت قابل دسترس بودن بر عهده دارند.

تست اجزای HVDC برای آزمایشگاه های که به طور معمول برای امور AC بوده اند همیشه چالش بوده است. آیا امکان تحویل مقدار کافی ولتاژ DC و برق برای فراهم آوردن نیازمندی های مشابه تست های انجام شده بر AC وجود دارد؟ برای مثال، کارهایی تا کنون برای رفع این مشکل انجام شده است مانند پایین آوردن فرکانس ژنراتور در تسهیلات تستی تا ۳/۲ ۱۶ هرتز، فرکانسی که در بازار های آلمان برای خطوط راه آهن استفاده می شد. و این برای اجرای شرایط DC طی پروسه قطع بسیار کوتاه (۱۰ میلی ثانیه)  ناشی از خطای HVDC کافیست در حالی که همچنان مقدار درستی برق و ولتاژ برای تست موثر تحویل داده می شود. تست اجزای HVDC موضوعی نسبتا جدید در صنعت تست آزمایشگاه می باشد. آزمایشگاه های KEMA، برای مثال، به تازگی شروع به انجام تست دی الکتریک بر روی کابل های ۳۲۰ کیلوولتی کرده اند. تست های تابلو برق های عایق گازی DC همچنین برای کمک به صنعت در جهت کاهش سایز و هزینه های زمین های ساحلی، تعبیه شده است. پروژه PROMOTION توسعه رشد تست های سیرکت بریکر های HVDC به عنوان نیازمندی های کلیدی برای پیشرفت در این چنین شبکه های مشی نشان می دهد. اولین تست ها بر روی دستگاه های پروتو تایپ بزودی انجام می شود. چون هنوز استاندارد هایی برای توضیح چگونگی انجام آنها وجود ندارد، تست ها فعلا بر پایه ی مشخصات و نیازمندی های مشتریان انجام می شود. در این رابطه، مشخص کردن عمل و حمایت از کار توسعه تولید بطور عمده هدف قرار خواهد گرفت. در کنار اینها، در جهت اطمینان از کیفیت تولید و قابلیت اطمینان شبکه، صنعت برق نیازمند اینست که برای این تجهیزات حیاتی استاندارد هایی تعریف کند.

بسیاری از صنایع قبلا کار بر روی استاندارد سازی بین المللی را آغاذ کرده اند. اخیرا، مقاله IEEE منتشر شده است در رابطه با چگونگی تست سیرکت بریکر های HVDC.  بطور مشابه، CIGRE بروشوری در رابطه با تابلو برق HVDC منتشر کرد و IEC هم پزنتیشنی بر روی همین موضوع ارائه کرده است. به عنوان متخصصان خصوصی در انجام تست، آزمایشگاه KEMA در تلاش برای حصول اطمینان از اینکه نیازهای همه طرفین در استاندارد نهایی در نظر گرفته شده است هستند. در حقیقت مصاحبه ای با TSO ها و تولید کنندگان تجهیزات در خصوص نظرات بر روی نیازمندی های مناسب تست نیز انجام شد. هدف از انجام تمام اینکا ها تعریف کردن مدارها، شرایط و نیازمندی های لازم برای تست آزمایشگاهی موثر برای قطع کننده های HVDC به عنولن پیشرو قابلیت اطمینان در شبکه ها در آینده می باشد. خیلی کارها مانده و تست های مربوط به نیازمندی های راه حل انتظار می رود که به زودی شروع شوند.

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *