Soluzione Complessiva di Applicazione per Unità a Anello Principalmente Isolata con Aria Pura Ambientalmente Amichevole

Contesto del progetto e sfide tecniche

Con l'avanzamento della transizione energetica globale e degli obiettivi di picco di carbonio e neutralità, le attrezzature per reti di distribuzione a media tensione stanno accelerando l'aggiornamento verso lo sviluppo non fluorurato, ecologico, compatto e intelligente. Le unità principali ad anello isolate con SF₆ tradizionali affrontano restrizioni ambientali rigorose e costi elevati in termini di acquisto, operazione e manutenzione, smaltimento e riciclo a causa del loro alto Potenziale di Riscaldamento Globale (GWP). Gli interruttori a isolamento d'aria convenzionale presentano difetti intrinseci come un margine di isolamento ridotto, vulnerabilità all'umidità e alla condensa, livello di protezione debole e ingombro elevato. Non riescono più a soddisfare i requisiti fondamentali delle reti di distribuzione urbana, stanze sotterranee di distribuzione dell'energia, parchi industriali, stazioni di energia rinnovabile e reti elettriche estere per affidabilità elevata, funzionamento senza manutenzione e sviluppo verde a basso contenuto di carbonio.

Principali sfide tecniche affrontate dalle attuali applicazioni di rete di distribuzione:

• Le esigenze di conformità ambientale sono sempre più rigide, risultando in costi elevati di gestione del ciclo di vita completo e procedure di smaltimento complesse per l'SF₆.
• Lo spazio è limitato nelle aree urbane centrali, nei progetti di ristrutturazione delle comunità vecchie e nelle sottostazioni sotterranee, creando una domanda urgente per attrezzature compatte.
• La stabilità dell'isolamento non può essere garantita in ambienti aspri con alta umidità, forte spruzzo salino, alta polvere e alta altitudine.
• L'attrezzatura tradizionale manca di funzioni di monitoraggio dello stato intelligente e si basa su ispezioni regolari per la manutenzione passiva.
• I progetti di rinnovazione della rete di distribuzione richiedono interfacce compatibili, distribuzione efficiente e commutazione dell'energia senza interruzioni.

Architettura complessiva della soluzione

Rivolgendosi al sistema di distribuzione a media tensione da 12kV, questa soluzione fornisce un insieme completo di soluzioni per unità ad anello rispettose dell'ambiente che utilizzano l'aria secca pura (Pure Air) come unico mezzo di isolamento. Adottando un design di campo elettrico ottimizzato, una camera di gas completamente chiusa e sigillata, un meccanismo integrato e tecnologie di misurazione e controllo intelligenti primario-secondario, stabilisce un sistema di alimentazione affidabile che integra l'alimentazione della rete ad anello, il controllo del carico, l'isolamento dei guasti e il monitoraggio dello stato, realizzando l'unificazione delle prestazioni ambientali, della sicurezza operativa ed economia ingegneristica.

Principio tecnico centrale

Viene adottata come mezzo di isolamento l'aria pura filtrata, essiccata e pressurizzata, senza l'uso di SF₆ o altri gas alternativi. Viene applicato un design di struttura elettroda ottimizzata e omogeneizzazione del campo elettrico per migliorare il coefficiente di utilizzo dell'isolamento. Una camera di gas completamente saldata e sigillata e tecnologie di sigillaggio a lungo termine garantiscono la secchezza e la stabilità interna a lungo termine, evitando fondamentalmente guasti come condensa, umidità e flashover. Sostenuta da un meccanismo di funzionamento integrato e da un'unità di misurazione e controllo intelligente, l'attrezzatura realizza un funzionamento rapido, una protezione precisa e una percezione dello stato in tempo reale.

Parametri tecnici chiave

Scenari di applicazione tipici

• Aggiornamento e rinnovo della rete di distribuzione urbana: stanze di distribuzione sotterranee, vecchi complessi residenziali e sistemi di distribuzione di energia per complessi commerciali.
• Sistema di distribuzione di energia industriale: parchi industriali, centri di dati e impianti di manifattura di alto livello.
• Sistema di supporto per energie rinnovabili: stazioni di trasformazione in scatola per fotovoltaico, energia eolica e stazioni di accumulo di energia.
• Applicazioni in ambienti difficili: aree costiere con nebbia salina, regioni umide e piovose, aree alpine e ad alta quota.
• Progetti di reti elettriche all'estero: regioni con requisiti di accesso ambientale rigorosi, inclusi l'UE, il Sud-est asiatico, il Medio Oriente e l'Australia.

Implementazione e distribuzione ingegneristica

• Indagine sul campo e progettazione della soluzione: formulare schemi di configurazione e installazione in base alla topologia di distribuzione dell'energia, alle condizioni spaziali e alle caratteristiche del carico.
• Fornitura integrata modulare: consegnata come unità complete assemblate in fabbrica con integrazione pre-commissionata per ridurre il carico di assemblaggio sul sito.
• Installazione con interfaccia standardizzata: compatibile con le interfacce di fondazione e cavi delle unità principali a anello tradizionali per una costruzione comoda.
• Rinnovo senza interruzioni di energia: supporta la sostituzione in loco con impatto minimo sulla fornitura di energia agli utenti.
• Debugging di sistema e accettazione: completare il test funzionale, il test di isolamento, la verifica di protezione e la messa in servizio congiunta della comunicazione.

Valore e benefici del progetto

Valore ambientale

• L'adozione dell'isolamento a aria naturale consente di ottenere emissioni zero di gas serra senza pressione di riciclo e smaltimento, rispettando pienamente i requisiti delle reti elettriche verdi e dello sviluppo a basso contenuto di carbonio.

Valore operativo

• La camera a gas completamente chiusa e asciutta mantiene stabile la prestazione di isolamento, riducendo notevolmente l'incidenza di guasti di isolamento e migliorando l'affidabilità della fornitura di energia delle reti di distribuzione.

Valore economico

• La struttura compatta riduce gli investimenti in lavori civili e nello spazio; non è necessario riempire di aria, ispezionare le perdite o trattare il gas, riducendo il costo di gestione e manutenzione nel ciclo di vita completo.

Valore gestionale

• Supporta il monitoraggio dello stato dell'equipaggiamento online e l'avviso anticipato dei guasti, promuovendo la trasformazione del modello di manutenzione dalla manutenzione programmata alla manutenzione basata sullo stato.

Norme e specifiche applicabili

• GB/T 11022, Specifiche comuni per apparecchiature di alta tensione e dispositivi di comando
• GB/T 3906, Armadi metallici chiusi per corrente alternata da 3,6 kV a 40,5 kV
• GB/T 28547, Requisiti tecnici per apparecchiature di alta tensione ecologiche
• IEC 62271-1, Apparecchiature e dispositivi di comando ad alta tensione - Parte 1: Specifiche comuni
• IEC 62271-200, Apparecchiature ad alta tensione per corrente alternata

Riepilogo della soluzione

Con le caratteristiche chiave di protezione ambientale non fluorurata, isolamento ad alta affidabilità, integrazione compatta e operazione e manutenzione intelligenti, la soluzione dell'unità principale a anello isolata a aria pura può sostituire completamente le attrezzature isolate con SF₆ e quelle isolate con aria normale. È ampiamente applicabile alla costruzione di reti di distribuzione urbane, alla fornitura di energia industriale, alle infrastrutture di supporto per le energie rinnovabili e ai progetti di aggiornamento delle reti elettriche all'estero, agendo come soluzione tecnica di mainstream per lo sviluppo verde e intelligente delle reti di distribuzione a media tensione.