Dərs vəsaitində elektrik stansiyaların və yarımstansiyaların əsas avadanlıqları: güc transformatorları, cərəyan və gərginlik transformatorları, açarlar, reaktorlar, ayırıcılar, ayıranlar vəqısaqapayanlar nəzərdən keçirilir

MÜHAZİRƏ 9

3.7. YÜKSƏKGƏRGINLIKLI KOMMUTASIYA APARATLARININ VƏZIYYƏTI VƏ INKIŞAF PERSPEKTIVI

Keçən əsrin 80-ci illərinin başlanğıcında yüksəkgərginlikli kommutasiya apparatlarının texnologiyasında keyfiyyət dönümü başladı: yağ və havanı açarlarında izoləedici və qövssöndürücü mühit olaraq vakuum və altıflüorlu kükürd – eleqaz əvəz etməyə başladı. 1975 – 1999- cu illərdə orta gərginlikli (6-35 kV) müxtəlif tipli açarlara tələbat cədvəl 3.4-də göstərilir.

Cədvəl 3.4

Açarların tipi	İllər üzrə dünya bazarında tələbat, %
	1975	1980	1985	1999
Yağ	85	75	40	6
Hava	13	6	6	6
Eleqaz	-	6	24	33
Vakuum	2	13	30	55

Yüksək, ifratyüksək və ultrayüksək (110 – 1150 kV) açarlara qaldıqda isə texniki inkişaf etmiş ölkələrdə eleqaz açarlar praktiki olaraq digər tip aparatları tam əvəz etmişlər.

Qeyd etməliyik ki, kommutasiya aparatlarının inkişafının iki böyük problemi vardır – yeni daha müasir konstruksiyaların yaradılması və uzun müddət istismarda olan (çox vaxt köhnəlmiş) aparatların taleyinin təyini. Dünyada kommutasiya avadanlıqlarının müasir vəziyyəti bu problemlərin həlli ilə aydınlaşır.
Vakuum və eleqaz aparatlarının intensiv tətbiqi onunla əlaqədardır ki, qövs söndürülməsinin eleqazla və ya vakuumla müqayisədə effektiv üsulu hələ tapılmamışdır. Elektroizoləedici, qövssöndürücü və istismar xassələrinə görə eleqaz və ya vakuumdan üstün olan yeni növ dielektrik alınmamışdır.
Eleqaz avadanlıqlarının əsas üstünlükləri eleqzın unikal fiziki-kimyəvi xassələri ilə təyin olunur: atmosfer təzyiqində eleqazın elektrik möhkəmliyi havadan 2-3 dəfə çoxdur, 0,3-0,4 MPa təzyiqdə isə onun elektrik möhkəmliyi transformator yağından çoxdur; eleqaz açarlarının açma qabiliyyəti, eyni şəraitdə, hava açarlarından iki tərtib yüksəkdir.
Eleqaz açarları yığcam olur, yoxlamalar arasındakı vaxt çoxdur- bəzən tam istismar müddətinə qədər, nominal gərginlik diapazonu genişdir (6-1150 kV), yanğın təhlükəsizliyinə qulluq təhlükəsizliyinə malikdir .

Vakuum aparatları aralığın (15 mm) maksimal elektrik möhkəmliyi ilə, cərəyan kəsildikdə elektrik möhkəmliyinin maksimal sürətlə bərpa olunması ilə, hərəkətli hissələrin minimal kütləsi vvə minimal intiqal enerjisi ilə, aparatın minimal qabariti və kütləsi ilə, maksimal resursla xarakterizə olunur.

Artıq firmalar praktiki olaraq tamamilə eleqaz izolyasıyalı komplekt paylayıcı qurğular (KPQE) və 110 kV və daha çox açıq paylayıcı qurğular üçün (APQ) eleqaz açarları və 6-35 kV gərginlikli vakuum açarlarının istehsalına keçmişlər.
Orta sinif gərginlikli eleqaz və ya vakuum aparatlarının tətbiqi həm texnoloji bazaların yaradılması üçün tarixi şəraitlərlə, həm də istehsalda və istismarda texniki-iqtisadi göstəricilərlə təyin olunur. Göstərilən avadanlıqların hər biri özünəməxsus üstünlüklərə malikdir. Əgər vakuum açarlarıaz güclü intiqal tələb edir və adətən böyük kommutasiya resursuna malikdirsə, eleqaz açarları kommutasiyalarda az ifratgərginlik yaradır və müvafiq olaraq digər elektrik avadanlıqlarının izolyasıyasının işini yüngülləşdirir. Vakuum açarlarında açılmada cərəyanın kəsilməsi səbəbindən ifrat gərginliyi azaltmaq üçün xüsusi ifratgərginlik məhdudlaşdırıcıları tətbiq edilir. Orta sinif eleqaz avadanlıqlarına ənənəvi olaraq Fransa, İtaliya, Skandinaviya ölkələrində və İspaniyada, vakuum avadanlıqlarına isə Almaniya, Böyük Britaniya,Yaponiyada üstünlük verilir.
Eleqaz və ya vakuum aparatları seçilərkən onların iş şəraitininnəzərə alınması mühüm əhəmiyyətə malikdir. Məsələn, eleqaz aparatlarının məhdud güclü elektrik mühərrikləri olan , birləşdirici kabellərin uzunluğunu nisbətən az olduğu dövrələrdə, həmçinin yük açarları ( ocümlədən KPQE tərkibində) kimi tətbiqi məqsədəuyğundur. Vakuum açarları tez-tez kommutasıya və böyük resurs olan yerlərdə xüsusilə səmərəlidir.
Bütövlükdə hesab etmək olar ki, dwnya bazarında orta sinif gərginlik üçün eleqaz avadanlığı bütün kommutasiya aparatlarının 20-30%-ni təşkil edir. Nominal gərginliyə görə vakuum açarlarının məhdud tətbiqindən başqa eleqaz və vakuum açarlarının tətbiqini məhdudlaşdıran digər səbəbləri yoxdur.
Kommutasiya aparatları sahəsində işləyən firmalar periodik olaraq öz məhsullarının nomenklaturasını təzələyir, onların etibarlığını və resursunu artırmaq, qabaritini və material sərfini azaltmaq üçün yeni nəsil aparatları yaradırlar.
Hazırda ən yaxşı vakuum açarlarının resursu nominal cərəyan kommutasiyasında və 100 nominal açılma cərəyanı əməliyyatında 40-50 min-ə çatır. Bu halda əsas parametrlərin saxlanması və etibarlığın artması şərti daxilində aparatların qabariti və material sərfi azalır. Buna şəkil 3.9-da göstərilən ən geniş yayılmış gərginliyi 10 kV və açılma cərəyanı 20 kA olan vakuum qövssöndürücü kameranın diametrinin və kütləsinin dəyişmə qrafiki timsalında baxaq. Kontakt sisteminin konstruksiyasının təkminləşməsi nəticəsində kameranın diametri 2,5 dəfə, kütləsi isə 3 dəfə azalmışdır.

Şəkil 3.9. Müxtəlif nəsil vakuum qövssöndürücü kameranın diametri və kütləsi (gərginlik 10 kV, açılma cərəyanı 20 kA)
Son vaxtlar eleqazın mümkün ekoloji təhlükəsi həyacana səbəb olmuşdur. Bununla əlaqədar olaraq, qeyd edilməlidir ki, eleqaz tətbiqinə görə qadağan olunan və ya məhdudlaşdırılan maddələrin siyahisinə salınmamışdır. Bundan başqa eleqazın atmosferin parnik effektindəki payı 0,2 %-dən çox deyil (elektrotexniki avadanlıqlarda isə daha azdır).
Eleqaz və vakuum aparatlarının aydın üstünlüyünə baxmayaraq, onların istifadisinə tam keçid üçün bir neçə onillik də azlıq edir. Müasir aparatların daima tətbiqı ilə yanaşı istismarda hələ də çox köhnə aparatlar vardır. Şəlil 3.10-da dünyada 63 kV və daha çox gərginlikli açar parkının tərkibi, həmçinin onun dəyişmə dinamikası göstərilir. Vakuum açarları əsasən orta sinif gərginliklərdə istifadə edilir, ona görə onların sayı azdır.
Son 10 ildə dünyada 63 kV və daha yüksək gərginlikdə praktiki olaraq yalnız eleqaz açarları tətbiq edilmişdir. Əgər yaşı 10-dan 20-yə qədər olan açarları müqayisə etsək, onların arasında eleqaz açarlar açarları üstünlük təşkil edəcək (eleqaz açarlarından başqa son onillikdə təxminən 30% az həcmli yağ açarları da tətbiq edilmişdir). Yalnız yaşı 20-dən 30 ilə qədər olan açarlar arasında eleqaz açarları az həcmli yağ və hava açarlarına nisbətən azdır, amma çox həcmli yağ açarlarına nisbətdə çoxdur.

Şəkil 3.10. Müxtəlif ölkələrdə ayrılıqda (1) və paylayıcı qurğularda olan (2) eleqaz açarlarının sayı
Rusiyada açarların tipi üzrə paylanma dünya tendensiyasına uyğun gəlmir. Belə ki, 63 kV və daha yüksək gərginlikdəki açarlar içərisində çən yağ açarları çoxluq təşkil edir, eleqaz açarlar isə 1%-dən azdır (şəkil 3.11). Rusiya enerji sistemində açarların tipinə görə paylanması dünyada yaşı 30-dan çox olan açarların paylanmasına bənzəyir.


Şəkil 3.11. 63 kV və daha yüksək gərginlikli açarların qövssöndürmə üsuluna görə paylanması: 1 – Rusiya enerji sistemindəki açarlar ; 2 – yaşı 30-dan çox olan açarlar

Beləliklə, diaqramları müqayisə etdikdə belə nəticəyə gəlmək olar ki, müasir açarların təchizatına görə Rusiya enerji sistemləri xaricdən təxminən 30 il geri qalır. Hətta istismarda konstruksiyası çox köhnə olan hava açarları, çən yağ açarları vardır.

Köhnə açarlar və onların təminat sistemi boyük istismar xərcləri tələb edir. Bu problem yağ və hava açarlarından istifadə edən enerji sistemləri üçün xüsusilə aktualdır.
Köhnəlmiş açarların istismarı böyük risklə, yüksək qəza təhlükəsi ilə, ekoloji və s. problemlərin yarana bilməsi ilə əlaqədardır.
Dünya bazarında eleqaz və vakuum açarlarına ciddi alternativin yoxluğuna baxmayaraq kommutasiya aparatlarının təkminləşməsi üzrə işlər davam edir. Qövssöndürücü qurğular yaxşılaşır, qövssöndürmənin effektliyini artırmaq üçün yeni təkliflər qəbul edilir. Eleqaz açarlarında qövsün sönmə üsullarının kombinasıyasından istifadə edilir.
Eleqazın digər qazlarla və onun başqa qazlarla qarışığı ilə əvəzlənməsi ilə əlaqədar işlər aparılır.
Axtarış istiqamətlərdən biri də digər izoləedici qövssöndürücü mühitlərdən istifadə edilməsidir. Bu baxımdan yarımkeçirici texnologiya perspektivli sayılır. Belə texnologiya kommutasiya aparatlarına verilən tələbləri lazımi dərəcədə ödəməsə də bu istiqamətdə axtarışlar davam edir.