Hava yalıtımlı şalt (AIS), arazi müsait olduğunda genellikle en esnek ve ekonomik seçimdir. Gaz yalıtımlı şalt (GIS) ise alan, kirlilik direnci veya kapalı bir kurulumun ilk ekipman maliyetinden daha önemli olduğu durumlarda tercih edilir. Hibrit gaz yalıtımlı şalt (HGIS) ise bu ikisi arasında yer alır: ana fider fonksiyonlarını kompakt bir gaz yalıtımlı modülde toplarken, hava yalıtımlı baraları veya harici bağlantıları korur.
Doğru seçim sadece gerilim değerine göre belirlenmez. Mühendisler; arazi ve bina maliyetleri, çevresel maruziyet, kesinti stratejisi, gelecekteki genişleme imkanları, bakım kapasitesi, yalıtım ortamı düzenlemeleri ve devre dışı kalma maliyeti dahil olmak üzere tüm trafo merkezi düzenini karşılaştırmalıdır.
Bu kılavuz, hiçbir teknolojinin evrensel olarak üstün olduğunu varsaymadan AIS, GIS ve HGIS'i karşılaştırmak için yapılandırılmış bir yöntem sunar.
AIS, GIS ve HGIS: Hızlı Karşılaştırma
| Seçim faktörü | AIS | GIS | Hibrit şalt (HGIS) |
|---|---|---|---|
| Tam ad | Hava yalıtımlı şalt cihazı | Gaz yalıtımlı şalt cihazı | Hibrit gaz yalıtımlı şalt cihazı |
| Birincil yalıtım düzenlemesi | Ortam havası ve fiziksel açıklıklar harici yalıtımı sağlar | Ana akım taşıyan bileşenler, yalıtkan bir gaz veya gaz karışımı içeren topraklanmış metal bölmeler içinde muhafaza edilir | Ana bölme fonksiyonları gaz yalıtımlı ve kapalıdır; bara veya harici bağlantılar hava yalıtımlı kalır |
| Tipik fiziksel kaplama alanı | En büyük | En küçük | AIS ve GIS arasında; normalde benzer bir AIS hücresinden çok daha küçüktür |
| İlk ekipman maliyeti | Genellikle en düşük | Genellikle en yüksek | Genellikle AIS ve GIS arasında, ancak projeye özeldir |
| Toz, tuz, nem ve vahşi yaşama maruz kalma | En yüksek | Kapalı birincil parçalar için en düşük | Kapalı fonksiyonlar için AIS'den daha düşük, ancak hava yalıtımlı arayüzler açık kalır |
| Rutin görsel erişim | Doğrudan ve anlaşılır | Sınırlı, çünkü birincil parçalar kapalıdır | Karma: kapalı modül artı erişilebilir harici bağlantılar |
| Bakım karakteri | İnceleme ve temizlik için daha fazla açıkta kalan parça | Daha az maruziyet, ancak gaz sistemi ve muhafaza çalışmaları özel prosedürler gerektirir | Tam GIS'e kıyasla daha az gaz yalıtımlı kapsama sahip, azaltılmış açık ekipman |
| Saha montajı | Daha fazla münferit ekipman ve ara bağlantı | Fabrika montajlı bölmeler veya nakliye üniteleri, ardından saha montajı ve gaz/arayüz çalışmaları | Yüksek düzeyde entegre edilmiş, fabrikada test edilmiş bölme modülleri saha çalışmalarını azaltabilir |
| Gelecekteki genişletme | Genellikle en kolayı | GIS arayüzleri, üretici tasarımı ve kesinti gereksinimleri etrafında planlanmalıdır | Mevcut bir AIS trafo merkezini genişletmek veya küçültmek için genellikle faydalıdır |
| En uygun ortam | Yeterli araziye ve yönetilebilir kirlilik seviyesine sahip sahalar | Kentsel, yeraltı, iç mekan, kıyı, endüstriyel veya alan kısıtlaması olan diğer sahalar | Kahverengi alan genişletmeleri, kısıtlı dış mekan sahaları, deniz üstü uygulamalar ve daha hızlı hücre kurulumu gerektiren projeler |
| Temel tasarım ödünleşimi | Daha fazla arazi kullanımı ve çevresel etkilere maruz kalma | Daha yüksek sermaye karmaşıklığı ve kapalı sistem tasarımına daha güçlü bağımlılık | Kompaktlık ile geleneksel AIS arayüzleri arasındaki uzlaşma |
Bunlar mühendislik eğilimleridir, garanti edilen değerler değildir. Anlamlı bir karşılaştırma; aynı tek hat şeması, anma gerilimi, kısa devre kapasitesi, bara düzeni, yedeklilik gereksinimi, saha koşulları ve proje ömrü kullanılarak yapılmalıdır.
AIS, GIS ve HGIS nedir?
Hava Yalıtımlı Şalt Cihazı (AIS) nedir?
Hava yalıtımlı şalt cihazları, enerjili iletkenleri topraklanmış yapılardan ve diğer fazlardan yalıtmak için atmosferik havayı ve belirlenmiş açıklıkları kullanır. Yüksek gerilimli bir AIS trafo merkezinde; kesiciler, ayırıcılar, topraklama ayırıcıları, ölçü transformatörleri, parafudrlar ve baralar genellikle açıkta kalan iletkenlerle birbirine bağlanan ayrı ekipman parçaları olarak kurulur.
AIS, açık ve korumasız bir kurulumla aynı şey değildir. Ekipman yine izolatörler, topraklanmış yapılar, kilitleme sistemleri, çitler, koruma röleleri ve tanımlanmış elektriksel açıklıklar kullanır. Belirleyici özellik, ana canlı parçalar arasındaki dış yalıtımın sızdırmaz gaz yalıtımlı metal bir mahfaza yerine esas olarak hava ile sağlanmasıdır.
AIS; modüler olması, görsel olarak denetlenebilir olması, genişletilmesinin nispeten kolay olması ve geniş bir tedarikçi ve hizmet tabanı tarafından desteklenmesi nedeniyle cazibesini korumaktadır. Temel dezavantajı ise kapladığı alandır. Gerekli faz-faz ve faz-toprak açıklıkları, anma gerilimi ve yalıtım koordinasyonu gereksinimleri ile arttığından, trafo merkezinin kapladığı alan önemli ölçüde büyüyebilir.
Gaz Yalıtımlı Şalt Cihazı (GIS) nedir?
Gaz yalıtımlı şalt cihazları, temel yüksek gerilim fonksiyonlarını topraklanmış metal mahfazaların içine yerleştirir. Yalıtım, yalnızca atmosferik hava ile değil, en azından kısmen basınçlı bir yalıtkan gaz veya gaz karışımı ile sağlanır.
Bir GIS hücresi; devre kesiciyi, ayırıcıları, topraklama ayırıcılarını, akım ve gerilim ölçümünü, bara bölümlerini ve kablo veya hat arayüzlerini kompakt bir montajda birleştirebilir. Topraklanmış mahfaza, canlı parçaların toza, tuza, neme, yaban hayatına ve kazara temasa maruz kalmasını sınırlar. Bu durum, GIS'i özellikle arazinin pahalı olduğu, trafo merkezinin bir bina içine veya yeraltına kurulması gerektiği ya da çevresel kirlenmenin açık yalıtımın bakımını zorlaştırdığı yerlerde oldukça kullanışlı kılar.
GIS, otomatik olarak SF6 şalt cihazı ile eş anlamlı kabul edilmemelidir. Kükürt heksaflorür, tarihsel olarak birçok GIS tasarımında baskın yalıtım ve anahtarlama ortamı olmuştur, ancak üreticiler artık vakumlu kesme ve temiz hava veya diğer gaz karışımlarına dayalı alternatif yalıtım sistemleri de sunmaktadır. Önerilen ekipman için kesin ortam, küresel ısınma potansiyeli, sızıntı gereksinimleri, geri kazanım süreci ve bölgesel uyumluluk durumu doğrulanmalıdır.
Hibrit Gaz Yalıtımlı Şalt Cihazı Nedir?
Hibrit gaz yalıtımlı şalt cihazı, AIS ve GIS unsurlarını tek bir trafo merkezi hücresinde birleştirir. Devre kesici, ayırma ve topraklama fonksiyonları ve bazen ölçü transformatörleri, topraklanmış gaz yalıtımlı bir modüle entegre edilir. Modül daha sonra geleneksel hava yalıtımlı baralara, transformatörlere, hatlara veya diğer dış mekan ekipmanlarına bağlanır.
Bu mimari, tam bir GIS kurulumunda olduğu gibi tüm bara sistemini mahfaza içine almadan, ayrı destek yapılarının, temellerin, iletkenlerin ve sahada monte edilen arayüzlerin sayısını azaltır. Bu nedenle, tanıdık hava yalıtımlı trafo merkezi bağlantılarını korurken bir AIS hücresinin kapladığı alanı azaltabilir.
HGIS, özellikle mevcut bir AIS sahasının ek bir hücreye ihtiyaç duyduğu ancak geleneksel bir AIS genişletmesinin gerektirdiği açıklıkları sağlayamadığı durumlarda önem kazanır. Ayrıca inşaat süresinin, fabrikada test edilmiş taşınabilir modüllerin veya açıkta kalan anahtarlama bileşenlerinin sayısının azaltılmasının önemli proje değeri taşıdığı durumlarda da faydalıdır.
PASS Nereye Uyar?
PASS, evrensel bir IEC şalt cihazı kategorisi değildir. Hitachi Energy'nin hibrit şalt cihazı ailesinin adıdır ve açılımı şöyledir: Plug and Switch System (Tak ve Çalıştır Anahtarlama Sistemi). PASS, HGIS'in pratik bir örneğidir: yüksek gerilim fider fonksiyonları gaz yalıtımlı bir mahfaza içine alınırken, hava yalıtımlı baralar modülü trafo merkezinin geri kalanına bağlar.
Bu ayrım teknik şartnamelerde önemlidir. Bir ihale; gerekli fonksiyonları, değerleri, arayüzleri, yalıtım ortamını, standartları, servis koşullarını ve performansı tanımlamalıdır. Tüm hibrit şalt cihazlarının genel tanımıymış gibi özel bir ürün ailesi adı kullanılmamalıdır.
Genel hiyerarşi şöyledir:
- AIS: hava yalıtımlı trafo merkezi mimarisi.
- GIS: Gaz yalıtımlı metal mahfazalı şalt tesisi mimarisi.
- HGIS veya hibrit şalt tesisi: Hava yalıtımlı harici bağlantılarla birleştirilmiş entegre gaz yalıtımlı fider fonksiyonları.
- PASS: Bir üreticinin hibrit şalt tesisi uygulaması.
Önemli Mühendislik Farklılıkları
1. Kapladığı Alan ve İnşaat İşleri
AIS, açık havada elektriksel açıklıklara ihtiyaç duyar ve bu nedenle normalde en fazla araziyi kaplar. Ayrıca daha fazla münferit temel, destek yapısı, kablo kanalı ve sahada monte edilen ara bağlantılar gerektirebilir.
GIS, anahtarlama ve bara fonksiyonlarını metal mahfazalı bölmelerde sıkıştırır. Normalde en küçük şalt sahası ayak izini sağlar ve iç mekan, yeraltı veya şehir içi trafo merkezlerini teknik olarak uygulanabilir kılar. Ancak, şalt sahası ayak izi, toplam trafo merkezi ayak izi ile aynı değildir. Transformatörler, reaktörler, kablo başlıkları, erişim yolları, yangın bölmeleri, havalandırma ve yardımcı sistemler hala alan gerektirir.
HGIS, münferit fiderlerin ayak izini azaltır ancak genellikle tam gaz yalıtımlı bara sisteminin kompaktlığına ulaşamaz. İnşaat avantajı, genellikle tam bir GIS binasının orantısız olacağı ancak geleneksel bir AIS fiderinin sığmayacağı bir AIS genişletme projesinde en belirgindir.
Karar kuralı: Katalog fider boyutlarını değil, komple saha yerleşimlerini karşılaştırın.
2. Çevresel Maruziyet
AIS izolatörleri ve enerjili bağlantılar saha ortamına maruz kalır. Tuz serpintisi, endüstriyel kirlilik, toz, nem, buz, kuşlar ve küçük hayvanlar, denetim ve temizlik gereksinimlerini artırabilir veya yalıtım tasarımını etkileyebilir. Daha yüksek rakım, harici hava yalıtımının dielektrik performansını da değiştirir ve düzeltilmiş açıklıklar gerektirebilir.
GIS, birincil parçaları topraklanmış mahfazalar içinde koruyarak dielektrik performanslarının dış kirlilikten daha az etkilenmesini sağlar. Harici buşingler, sonlandırmalar ve yardımcı ekipmanlar hala çevresel bir değerlendirmeye ihtiyaç duyar, ancak ana devre ortam koşullarından büyük ölçüde izole edilmiştir.
HGIS, entegre anahtarlama fonksiyonlarını korurken hava yalıtımlı bara işlerini ve ekipman arayüzlerini açıkta bırakır. Bu nedenle, tamamen açık bir AIS fiderine kıyasla çevresel dayanıklılığı artırır, ancak harici yalıtım çalışmasını ortadan kaldırmaz.
Karar kuralı: Kirlilik şiddeti, hava koşullarına maruz kalma, rakım kısıtlamaları veya harici ark atlamasının sonuçları arttıkça GIS değer kazanır.
3. Denetim, Bakım ve Onarım
AIS, bakım ekiplerine çoğu ana ekipmana doğrudan görsel erişim sağlar. Bileşenler genellikle ayrı ayrı denetlenebilir, test edilebilir, temizlenebilir veya değiştirilebilir. Bunun karşılığında, açıkta kalan yalıtım, mekanizmalar, bağlantılar ve yapılar daha fazla rutin ilgi gerektirebilir.
GIS, çevresel maruziyeti ve ana bileşenlerin rutin temizliğini azaltır. Ancak, dahili arızalar, gaz alarmları, mahfaza çalışmaları ve büyük onarımlar; özel prosedürler, eğitimli personel, uyumlu taşıma ekipmanı ve yalıtım ortamının dikkatli kontrolünü gerektirir. Onarım erişimi ve kesinti etkisi, büyük ölçüde bölümlendirmeye ve hizmet sürekliliği tasarımına bağlıdır.
HGIS, açıkta kalan anahtarlama cihazlarının sayısını azaltırken, gaz yalıtımlı ekipman miktarını sınırlar. Bakım karma bir yapıdadır: teknisyenlerin hem geleneksel dış mekan trafo merkezi yetkinliğine hem de entegre modül için ürüne özel bilgiye sahip olmaları gerekir.
Karar kuralı: Bakım yükünü ve onarım sonrası toparlanmayı ayrı ayrı değerlendirin. Düşük rutin bakım, otomatik olarak basit arıza onarımı anlamına gelmez.
4. Güvenilirlik ve Kullanılabilirlik
Güvenilirlik sadece yalıtım teknolojisine dayandırılamaz. Tek hat düzenine, bileşen tasarımına, kurulum kalitesine, çevresel koşullara, bölme sınırlarına, koruma sistemine, bakım programına, yedek parça stratejisine ve operatör yetkinliğine bağlıdır.
GIS, ana devre kapalı olduğu için kirlenme ve kazara temas kaynaklı arızaları azaltabilir. AIS, kusurların gözlemlenmesini ve münferit bileşenlerin izole edilmesini veya değiştirilmesini kolaylaştırabilir. HGIS, bir fider içindeki harici arayüzleri azaltır ancak yine de açıkta kalan trafo merkezi bağlantılarını kullanır.
Kritik bir proje için, kullanılabilirliği doğrudan etkileyen soruları sorun:
- Bir bara bölümü, fider veya gaz bölmesi, bitişik devreler kapatılmadan izole edilebilir mi?
- Arızalı bir devre kesici, ayırıcı, buşing veya gaz bölmesi için onarım süresi nedir?
- Yedek modüller, mekanizmalar, contalar, yoğunluk monitörleri ve uzman teknisyenler yerel olarak mevcut mu?
- Trafo merkezi, genişletme veya bakım çalışmaları sırasında çalışmaya devam edebilir mi?
- Bara düzeni, gerekli operasyonel yedekliliği sağlıyor mu?
Karar kuralı: Sadece “yüksek güvenilirlik” demek yerine, gerekli servis sürekliliğini ve ortalama onarım süresini belirtin.”
5. Kurulum ve Devreye Alma
AIS kurulumu; münferit parçaların montajı ve hizalanması, yapıların dikilmesi, iletken bağlantılarının yapılması ve saha açıklıklarının doğrulanmasını içerir. Bu bilindik bir çalışma olsa da, saha montajı miktarı yüksek olabilir.
GIS, fabrikada test edilmiş bölmeler veya taşıma üniteleri halinde teslim edilir; ancak saha birleşim yerleri, gaz bölgeleri, kablo arayüzleri, koruma kablolaması, mahfaza topraklaması ve yüksek gerilim testleri hala kontrollü prosedürler gerektirir. Yapı toleransları ve taşıma limitleri, modül boyutunu ve kurulum sırasını etkileyebilir.
HGIS modülleri, fabrikada monte edilmiş ve test edilmiş birkaç bölme fonksiyonu ile gelebilir. Bu durum, saha çalışmasını kısaltabilir ve dış mekanda monte edilen yüksek gerilim bağlantılarının sayısını azaltabilir. Bu avantaj; mevcut tesislerdeki kesintiler, uzak sahalar ve kısıtlı inşaat sürelerine sahip projeler için değerlidir.
Karar kuralı: Sadece fabrika teslim süresini değil; inşaat hazırlığı, nakliye, montaj, test, kesintiler ve enerjilendirme dahil olmak üzere tüm kurulum programını karşılaştırın.
6. Genişleme ve Teknoloji Bağımlılığı
AIS, fiziksel arayüzleri görünür ve geleneksel olduğu için genellikle genişletilmesi en kolay mimaridir. Arazi, açıklıklar, bara değerleri, koruma bölgeleri ve kesinti düzenlemeleri izin verdiği sürece, farklı projelerden gelen ekipmanlar genellikle daha esnek bir şekilde entegre edilebilir.
GIS genişletmeleri, kurulu tasarımla detaylı koordinasyon gerektirir. Gaz bölmesi arayüzleri, mahfaza boyutları, bara düzeni, kontrol sistemleri, tip testli sınırlar ve ürünün eskimesi, orijinal üreticiye veya uyumlu bir halef platforma olan bağımlılığı artırabilir.
HGIS, yeni bölmeyi sıkıştırırken geleneksel harici bağlantıları kullandığı için AIS'yi genişletmek adına etkili bir köprü olabilir. Bununla birlikte, entegre modülün kendisi ürüne özel kalmaya devam eder.
Karar kuralı: Teknolojiden bağımsız olarak, orijinal proje sırasında fiziksel alan ayırın ve gelecekteki arayüz gereksinimlerini tanımlayın.
7. Sermaye Maliyeti ve Yaşam Döngüsü Maliyeti
AIS genellikle en düşük ekipman maliyetine sahiptir, ancak daha fazla arazi ve daha büyük inşaat işleri gerektirebilir. GIS genellikle daha yüksek ekipman ve uzman kurulum maliyetlerine sahiptir, ancak pahalı arazi edinimini önleyebilir veya kompakt bir kentsel projeyi mümkün kılabilir. HGIS, özellikle büyük saha genişletmelerini önlediğinde veya kesinti süresini azalttığında, genellikle bu ikisi arasında yer alır.
Bir yaşam döngüsü karşılaştırması şunları içermelidir:
- Şalt cihazları ve koruma ekipmanları.
- Arazi, bina, temeller, yapılar ve kablo güzergahları.
- Nakliye, montaj, saha testleri ve devreye alma.
- Yalıtım ortamı yönetimi ve yasal yükümlülükler.
- Planlı denetim, temizlik, test ve uzman bakımı.
- Yedek parçalar, eğitim, aletler ve üretici desteği.
- Genişletme ve güçlendirme hükümleri.
- Beklenen kesinti maliyeti ve onarım süresi.
- Devre dışı bırakma, gaz geri kazanımı, geri dönüşüm ve bertaraf.
Karar kuralı: Toplam kurulu maliyeti ve yaşam döngüsü maliyetini aynı fonksiyonel şartnameye göre hesaplayın. Sadece satın alma fiyatı karşılaştırması eksiktir.
8. Çevresel ve SF6 Hususları
Geleneksel GIS ve bazı hibrit ekipmanlar, dielektrik ve ark kesme özellikleri nedeniyle SF6 kullanır. Çevresel dezavantajı, yüksek küresel ısınma etkisidir. Yönetmelikler, tedarik politikaları, raporlama görevleri ve kullanım ömrü sonu gereklilikleri, sonuç olarak SF6 tabanlı tasarımların ekonomisini ve kabul edilebilirliğini değiştirmektedir.
IEC 62271-203:2022 standardı artık 52 kV üzerindeki GIS sistemleri için hem SF6 hem de alternatif gazları ele almakta ve sızdırmazlık gereksinimlerini gazın küresel ısınma potansiyeline göre farklılaştırmaktadır. Avrupa Birliği'nde, (AB) 2024/573 sayılı Tüzük, florlu sera gazları kullanan elektrik şalt cihazlarını etkileyen kademeli kısıtlamalar getirmekte olup, kapsam ve tarihler gerilim seviyesine ve teknik koşullara bağlı olarak değişmektedir.
Her GIS veya HGIS ihalesi için şunları doğrulayın:
- Her bölmede kullanılan yalıtım ve kesme ortamları.
- Gazın küresel ısınma potansiyeli ve toplam kurulu kütlesi.
- Sızıntı izleme ve alarm gereksinimleri.
- Dolum, geri kazanım, geri dönüşüm ve teknisyen sertifikasyon prosedürleri.
- Kurulum tarihinde yürürlükte olan yönetmelikler kapsamında ürünün temin edilebilirliği.
- Beklenen varlık ömrü boyunca yedek gaz ve kullanım ömrü sonu stratejisi.
Karar kuralı: “GIS” belirtmeyin ve çevresel profili varsaymayın. Gerçek yalıtım teknolojisini belirtin ve değerlendirin.
AIS, GIS veya HGIS: Hangisini Seçmelisiniz?
| Proje koşulu | Tercih edilen başlangıç noktası | Neden ilk değerlendirmeyi hak ediyor |
|---|---|---|
| Yeterli araziye sahip kırsal bölge trafo merkezi (Greenfield) | AIS | Düşük ekipman maliyeti, bilinen bakım süreçleri ve kolay gelecekteki genişletme imkanı |
| Yoğun kentsel veya yeraltı trafo merkezi | GIS | Minimum switchgear footprint and enclosed primary equipment |
| Kıyı, çöl, maden veya yoğun kirliliğe sahip saha | GIS veya HGIS | Kritik anahtarlama fonksiyonlarının kirliliğe maruz kalmasının azaltılması |
| Mevcut AIS trafo merkezine bir ek fider ihtiyacı | HGIS | Kompakt fider, tüm sahayı GIS'e dönüştürmeye gerek kalmadan mevcut hava yalıtımlı baraya bağlanabilir |
| Projenin planlanan kesinti süresi çok kısa | HGIS veya modüler GIS | Fabrika entegreli montajlar, saha bağlantılarını ve kurulum süresini azaltabilir |
| Trafo merkezi bir bina içine kurulmalıdır | GIS; alanın uygun olduğu durumlarda iç mekan AIS | GIS, elektriksel açıklıklar için gereken bina hacmini en aza indirir |
| En düşük ilk yatırım maliyeti baskın kısıtlamadır | AIS | Arazi ve saha koşulları uygun olduğunda genellikle en düşük ekipman maliyeti |
| Gelecekte çok aşamalı genişleme muhtemeldir | Genişletme için özel olarak tasarlanmış AIS veya GIS | AIS genellikle daha esnektir; GIS ise disiplinli bir arayüz ve kesinti planlaması gerektirir |
| Açık deniz veya alanı oldukça kısıtlı yenilenebilir enerji bağlantısı | GIS veya uygulamaya özel HGIS | Kompaktlık, çevresel koruma ve modüler teslimat, sermaye maliyetinden daha ağır basabilir |
| Florlu gazlar üzerinde sıkı kısıtlamalar | SF6 içermeyen GIS, SF6 içermeyen hibrit çözüm veya AIS | Teknoloji, kullanılan yalıtım ortamı ve yerel mevzuat takvimine göre değerlendirilmelidir |
Bu tablo bir başlangıç noktasıdır, sistem çalışmalarının yerini tutmaz. Nominal gerilim, sürekli akım, kısa süreli dayanım akımı, yalıtım seviyesi, bara şeması, sismik yük, ortam koşulları, iç ark gereksinimleri ve şebeke güvenilirliği kriterleri sonucu değiştirebilir.
Beş Adımlı Seçim Çerçevesi
Adım 1: Elektriksel Gereksinimleri Sabitleyin
Tek hat şemasını, nominal gerilim ve frekansı, normal akımı, kısa devre akımı ve süresini, yalıtım seviyelerini, anahtarlama görevlerini, bara düzenini, ölçü transformatörü gereksinimlerini, koruma bölgelerini ve topraklama konseptini tanımlayın. Farklı elektriksel kapsamları karşılaştırmak yanıltıcı bir teknoloji kararına yol açacaktır.
Adım 2: Saha Kısıtlamalarını Nicelleştirin
Ön AIS, GIS ve HGIS yerleşimlerini geliştirin. Emniyet mesafelerini, erişimi, transformatörleri, kablo başlıklarını, kontrol odalarını, yangın bölgelerini, yolları, kaldırma yollarını ve gelecekteki fiderleri dahil edin. “Kompakt” yapıyı soyut bir fayda olarak ele almak yerine, arazi ve bina farklılıklarını proje maliyetine dönüştürün.
Adım 3: Kullanılabilirlik Gereksinimini Tanımlayın
İzin verilen kesinti süresini, planlı bakım pencerelerini, N-1 işletme gereksinimlerini, hizmet sürekliliği beklentilerini, bölme izolasyonu ihtiyaçlarını ve onarım hedeflerini belirtin. Önerilen bara düzeninin ve ekipman bölümlendirmesinin bu hedefleri karşılayıp karşılamadığını gözden geçirin.
Adım 4: Çevresel ve Düzenleyici Riskleri İnceleyin
Rakım, kirlilik derecesi, tuz, nem, sıcaklık, buzlanma, rüzgar, sismik koşullar, sel seviyesi ve iç veya dış mekan kurulum bilgilerini kaydedin. Gaz yalıtımlı ekipmanlar için yalıtım ortamını, sızıntı yönetimini, geçerli F-gaz kurallarını, teknisyen yetkinliğini ve kullanım ömrü sonu geri kazanımını değerlendirin.
Adım 5: Yaşam Döngüsü Maliyetini ve Teslim Edilebilirliği Karşılaştırın
Karşılaştırılabilir tedarikçi teklifleri isteyin ve bunları ekipman maliyeti, inşaat işleri, takvim, bakım, yedek parçalar, eğitim, genişletme, kesinti riski, düzenleyici riskler ve hizmetten çıkarma kriterlerine göre puanlayın. Temel arayüzlerin veya gelecekteki işlerin hariç tutulması yoluyla daha düşük bir teklifin kazanmaması için varsayımları kaydedin.
Standartlar ve Şartname Sınırları
IEC 62271 serisi, orta ve yüksek gerilim AC şalt cihazları ve kontrol donanımları için temel uluslararası çerçeveyi sağlar:
- IEC 62271-1:2017 ve Değişiklik 1:2021 1 kV üzerindeki AC şalt cihazları ve kontrol donanımları için ortak teknik özellikleri sağlar.
- IEC 62271-200:2021 ve Değişiklik 1:2024 1 kV üzeri ve 52 kV dahil olmak üzere prefabrik metal mahfazalı AC şalt cihazları için geçerlidir. Hava yalıtımlı ve sıvı dolu bölmeleri içerebilir.
- IEC 62271-203:2022 52 kV üzeri gaz yalıtımlı metal mahfazalı AC şalt cihazları için geçerlidir.
- IEC 62271-100 AC devre kesicileri kapsar.
- IEC 62271-102 AC ayırıcıları ve topraklama anahtarlarını kapsar.
Kesin standart listesi; gerilim seviyesine, bileşenlere, kurulum tipine, bölgesel kabullere ve alıcı şartnamesine bağlıdır. HGIS, teknolojileri birleştirdiği için bileşen veya montaj gerekliliklerinden muaf değildir. Her bir entegre fonksiyon ve komple düzenleme, ilgili standart kapsamı dahilinde belirtilmeli ve doğrulanmalıdır.
Bu makale öncelikli olarak trafo merkezi teknolojisi seçimine odaklanmaktadır. IEC 61439 kapsamındaki alçak gerilim panosu seçimi ile karıştırılmamalıdır. Bu ayrı konu için VIOX'un ilgili içeriğine bakınız. IEC 61439 alçak gerilim şalt cihazı tasarım kılavuzu. Terminoloji sınırının kendisi belirsizse, şununla başlayın: Pano vs Güç Dağıtım Panosu.
Yaygın Spesifikasyon Hataları
PASS'ı HGIS için Genel İsim olarak ele almak
PASS bir ürün ailesidir, HGIS veya hibrit şalt cihazı ise genel teknoloji tanımıdır. Rekabetçi şartnamelerde işlevsel ve performans gereksinimlerini kullanın.
Kurulu Maliyet Yerine Ekipman Fiyatını Karşılaştırmak
Arazi, bina boyutu, inşaat işleri ve kesinti kısıtlamaları dahil edilene kadar GIS pahalı görünebilir. Tersine, AIS'in sığdığı ve kirlenmenin yönetilebilir olduğu durumlarda kompakt bir saha otomatik olarak GIS'i haklı çıkarmaz.
GIS'in Her Zaman SF6 Anlamına Geldiğini Varsaymak
Pazar artık alternatif gaz ve temiz hava çözümlerini içermektedir. İzin verilen yalıtım ortamlarını ve çevresel kriterleri açıkça belirtin.
Kapalı Ekipmanların Bakım Gerektirmediğini Varsaymak
GIS maruziyeti ve rutin temizliği azaltır, ancak izleme, işletme mekanizmaları, yardımcı devreler, gaz sistemleri ve ürüne özel denetimler hala gereklidir.
Gelecekteki Genişlemeyi Göz Ardı Etmek
Bugün için uygun olan bir trafo merkezi, gelecekteki bara arayüzleri, alan, koruma bölgeleri ve kesinti sıraları planlanmadığı takdirde genişletilmesi zor bir hale gelebilir.
Kullanılabilirliği Tanımlamadan Önce Teknolojiyi Belirlemek
Bara düzeni, bölme sınırları, onarım stratejisi ve yedek parça planı, hizmet sürekliliğini genellikle AIS/GIS etiketinden daha doğrudan etkiler.
Nihai Seçim Özeti
Seçmek AIS Arazi müsait olduğunda, çevresel maruziyet yönetilebilir olduğunda, geleneksel bakım erişimi tercih edildiğinde ve gelecekteki genişleme esnekliği önem taşıdığında.
Seçmek GIS Alanın ciddi şekilde kısıtlı olduğu, birincil ekipmanın kirlenmeye karşı korunması gerektiği veya iç mekan, yeraltı ya da kentsel kurulumların daha yüksek seviyede muhafaza ve sistem entegrasyonunu gerektirdiği durumlarda.
Seçmek HGIS Bir projenin GIS'in kompaktlık ve fabrika entegrasyonu özelliklerinin çoğuna ihtiyaç duyduğu ancak yine de hava yalıtımlı baralardan ve geleneksel trafo merkezi arayüzlerinden faydalandığı durumlarda. AIS genişletmeleri, kısıtlı dış mekan sahaları ve kısa inşaat süreleri için genellikle güçlü bir seçenektir.
Nihai karar; ortak bir elektrik kapsamına ve toplam kurulum maliyeti, kullanılabilirlik, çevresel koşullar, genişletme stratejisi, yasal yükümlülükler ve yaşam döngüsü desteğinin belgelenmiş bir karşılaştırmasına dayanmalıdır.
SSS
AIS ve GIS arasındaki temel fark nedir?
AIS, enerjili parçalar arasında ana dış yalıtım olarak atmosferik havayı ve fiziksel açıklıkları kullanır. GIS ise ana canlı bileşenleri, yalıtkan bir gaz veya gaz karışımı içeren topraklanmış metal bölmeler içinde muhafaza eder. Bu durum GIS'i daha kompakt ve kirlenmeye karşı daha az maruz kalır hale getirirken, AIS'in incelenmesi, değiştirilmesi ve genişletilmesi genellikle daha kolaydır.
HGIS, GIS ile aynı mıdır?
Hayır. Tam GIS, normalde anahtarlama fonksiyonlarını ve bara sistemini gaz yalıtımlı metal bölmeler içinde muhafaza eder. HGIS ise birkaç fider fonksiyonunu entegre bir modül içinde birleştirir ancak trafo merkezinin geri kalanı için hava yalıtımlı baralar veya harici bağlantılar kullanır.
Şalt cihazlarında PASS ne anlama gelir?
PASS, Plug and Switch System (Fiş ve Anahtar Sistemi) anlamına gelir. Hitachi Energy'nin hibrit yüksek gerilim şalt cihazları için kullandığı ürün ailesi adıdır. PASS, bir HGIS örneğidir; her hibrit şalt cihazı tasarımı için kullanılan genel bir isim değildir.
GIS her zaman AIS'den daha mı güvenilirdir?
Her zaman değil. GIS kirliliğe ve hava koşullarına daha az maruz kalır, ancak genel güvenilirlik aynı zamanda ekipman tasarımına, kurulum kalitesine, bölmelendirmeye, bara düzenine, bakıma, yedek parçalara ve onarım kabiliyetine bağlıdır. Güvenilirlik ve onarım süresi ayrı ayrı değerlendirilmelidir.
Hangisi daha maliyetlidir, AIS mi yoksa GIS mi?
AIS normalde daha düşük bir ilk ekipman maliyetine sahiptir. GIS genellikle ekipman olarak daha maliyetlidir ancak arazi, bina ve bazı inşaat gereksinimlerini azaltabilir. Doğru karşılaştırma, aynı trafo merkezi işlevi için toplam kurulum ve yaşam döngüsü maliyetidir.
Tüm gaz yalıtımlı şalt cihazları SF6 kullanır mı?
Hayır. SF6 yaygın olarak kullanılmıştır, ancak modern GIS artık alternatif gaz karışımları, temiz hava ve vakumlu kesme teknolojilerini de kullanabilmektedir. Gerçek yalıtım ve kesme ortamı, üreticinin teknik dokümantasyonundan doğrulanmalıdır.
Hangi şalt cihazının genişletilmesi daha kolaydır?
AIS, geleneksel ve erişilebilir arayüzleri sayesinde genellikle daha kolay genişletilebilir. GIS genişletilebilir, ancak arayüz uyumluluğu, gaz bölmeleri, üretici tasarımı, koruma değişiklikleri ve gerekli kesintiler dikkatlice planlanmalıdır. HGIS, mevcut bir AIS trafo merkezine kompakt bir fider eklerken faydalı olabilir.
GIS için hangi IEC standardı geçerlidir?
52 kV üzerindeki AC GIS için temel montaj standardı IEC 62271-203:2022'dir. 1 kV üzeri ve 52 kV'a kadar olan metal mahfazalı AC şalt cihazları, IEC 62271-200:2021 ve Değişiklik 1:2024 kapsamına girer. IEC 62271-1 ortak teknik özellikleri sağlarken, münferit bileşenler IEC 62271 serisinin diğer bölümleri tarafından kapsanmaktadır.
