Anvendelse af ringhovedenheder i fordelingsnet

Med den kontinuerlige økonomiske udvikling og den stigende indflydelse af elektricitet på menneskers liv, især i byområder med høj belastningsdensitet, er pålideligheden af strømforsyningen særligt vigtig. At etablere en distributionsnetværk baseret hovedsageligt på en ringstruktur kan effektivt forbedre strømforsyningens pålidelighed, sikre uafbrudt levering og minimere indvirkningen af fejl og vedligeholdelsesstop i distributionsudstyr. Som et nøglesæt i ringdriftsmodellen bruges Ring Main Unit (RMU) bredt i distributionsanlæg og kompakte anlæg i belastningscentre som bybebyggelser, høje bygninger, store offentlige bygninger og industrielle anlæg, takket være dets fordele som enkel konstruktion, kompakt størrelse, lav kostpris og evnen til at forbedre strømforsyningsparametre, ydeevne og sikkerhed.

1. Typer af Ring Main Units

I distributionsystemer inkluderer udstyr, der kan udføre ringfunktioner, hovedsageligt ringtype kabelgrebsskranker og RMUs. Ringtype kabelgrebsskranker er billigere og har mere fleksible installationssteder. De er især fordelagtige i bebyggede byområder, hvor det er svært at opnå plads til et distributionsrum (som er nødvendigt for RMUs), hvilket viser deres fleksibilitet. Imidlertid har ringtype grebsskranker i forhold til RMUs de største ulemper i form af dårligere sikkerhedsydeevne (især angående beskyttelse mod fejloperationer), utilfredsstillende driftsbetingelser og visse risici. Hvis betingelserne tillader, anbefaler forfatteren, at man prioriterer brugen af RMUs i ringkonfigurationer. RMUs kan inddeles i flere typer baseret på typen af lastskifter, der anvendes: luftblæser RMUs, pister-type RMUs, vakuum RMUs og SF6 RMUs. Af disse er luftblæser- og pister-type RMUs for det meste blevet erstattet på grund af dødelige fejl og lav pålidelighed i deres lastskifter. Vakuum RMUs og SF6 RMUs anvendes bredt i distributionsystemer på grund af deres høje ydeevne, pålidelig drift og vedligeholdelse.

1.1 Vakuum Ring Main Units

År med domestic produktion og brug af vakuum kredsløbsbrydere og vakuum skruer har gjort vakuumteknologi relativt moden i Kina. Domestic udviklede vakuum RMUs har demonstreret høj ydeevne i typeprøver, men er ikke blevet bredt anvendt. Den primære årsag er underperformance af driftmekanismen. Designet af driftmekanismer for vakuumskruer er relativt komplekst, og på grund af nivået af domestic råmaterialer, bearbejdningsteknologi og kvalitetskontrol har kvaliteten af driftmekanismer produceret af domestic virksomheder endnu ikke rigtigt opfyldt kravene. Drift og vedligeholdelse er vanskelige, og hvordan man måler vakuumgraden i vakuum RMUs er en stor udfordring i vedligeholdelsen.

1.2 Fordele og ulemper ved SF6 Ring Main Units

Anvendelsen af SF6 RMUs i distributionsystemer er hovedsageligt domineret af importerede produkter. De er bredt velkomne af strømforsyningsafdelinger på grund af deres fremragende ydeevne, pålidelig drift, fuldt isoleret tætheddesign og vedligeholdelsesfri fordele. Typiske SF6 RMUs inkluderer Schneider's RM6, ABB's SafeRing og Siemens' 8DJ20. Dog findes der også nogle ulemper under drift.

1.2.1 Fordele ved SF6 RMUs:

(1) Høje ydeevnespecifikationer: SF6 RMUs har en høj driftsfrekvens, kan åbne og lukke op til 100 gange på den aktive belastning. De har også god brydningsevne og kan klare høje strømme.

(2) Bequem vedligeholdelse: Kabinetoverfladen er brugervenlig designet. Klare ledningsdiagrammer på panelet giver vejledning til drift. Nogle produkter noterer endda forholdsregler på kabinetoverfladen, hvilket yderligere reducerer forekomsten af operatørfejl. De fleste RMU-produkter er udstyret med enheder, der kan opdage levestatus for hovedkredsløbet, giver indikation af leveforhold og, når kombineret med elektromagnetiske låse, forhindrer, at håndtagdøren kan lukkes, når der er strøm, hvilket reducerer fejloperationer. Desuden gør en transparent akrylobservatorvindue på frontdøren det meget bekvemt at se direkte status for skruens åben/lukket status.

(3) Stærk fleksibilitet: Moderne RMUs kan meget fleksibelt møde kravene for forskellige distributionsnetværk og kan kombineres vilkårligt ifølge de faktiske forhold. Desuden er kabelforbindelsesmetoder også meget fleksible, der muliggør adaptable forbindelser selv på ulige jordoverflader uden at forårsage partielle udladninger.

1.2.2 Ulemper ved SF6 RMUs:

(1) Ubøjelig konfiguration: De kan kun vælges fra et begrænset antal skemaer, der er leveret af fabrikanten, hvilket gør det svært at imødekomme forskellige brugerspecifikke behov.

(2) Uevne til udvidelse: Efter at skruer er sat i drift, er udvidelse generelt ikke mulig.

(3) Krav om specialiserede tilbehør: De kræver specialiserede tilbehør som specifikke kabelterminereringer, som kan være dyre.

(4) Stramme installationskrav: Hvis installationskrav ikke opfyldes, kan enhederne muligvis ikke opnå deres ønskede ydeevne.

På grund af den ubøjelige konfiguration af fuldt tætte SF6 RMUs er brugen af udvidelige halvtætte SF6 RMUs i distributionsnetværk steget. Halvtætte RMUs har uafhængige gasafsnit for hver enhed, hvilket gør dem lette at udvide, installere og erstatte. I øjeblikket anvendes RMUs bredt som Schneider's SM6, ABB's Uniswitch og Siemens' 8DH10. Da domestic virksomheder gradvist overvinder SF6 lastskifterteknologi, er kvantitet og kvalitet af domesticproducerede SF6 RMUs støt forbedrede. Dog er markedet for domestic 10kV og 20kV SF6 RMUs stadig hovedsageligt domineret af udenlandske virksomheder (som Schneider eller ABB).

2. Problemer med SF6 Ring Main Units

2.1 Fugtindhold i SF6-gas

SF6 RMUs kommer sjældent med fugtindholdstestrapporter. Som udstyrsovervåger kan strømforsyningsvirksomheder ofte ikke måle fugtindholdet selv. Fugtniveauet i SF6-gassen påvirker direkte dens arkudslukningsevne og sikker driftsydeevne. For SF6 RMUs, der har været i drift i år, er det en udfordring at vurdere deres arkudslukningskapacitetsstand.

2.2 SF6-gaslekkageproblemer

SF6 RMUs kan have tæthedsproblemer, der fører til gaslekkager. Praktisk erfaring viser, at selvom importerede udstyr generelt har god tæthed, finder lekkagehændelser stadig sted. Da de fleste enheder mangler gasovervågningsenheder, kan brugere være uvidende om lekkager, hvilket potentielt kan skabe skjulte farer. Dette er særdeles bekymrende med hensyn til RMU's ydeevne (isolering, skruing osv.) ved nultryk og evnen til at modstå interne arkfejl. Mange af disse produkter bruger manuelle driftsmekanismer, og operatører arbejder tæt på. En ulykke kunne have alvorlige konsekvenser. I øjeblikket er inklusion af et trykindicatoren blevet en obligatorisk krav, inkluderet som et nødvendigt tilbehør for halvtætte RMUs.

2.3 Mekanisme-problemer

I distributions-transformatorbeskyttelse er kombinationsenheder, der bruger lastskifter plus sikring, almindelige. Lastskifteren afbryder belastningsstrømmen, og sikringen afbryder kortslutnings- og overbelastningsstrømme. I Hebei's distributionsnetværk fandt der hændelser sted med fuldt tætte RMUs, hvor sikringen sprang, men lastskifteren kunne ikke åbne pålideligt, hvilket forhindrede, at den defekte transformator blev de-energiseret og forårsagede alvorlige skader. Årsagen var en for høj rejse i trip-tråden for driftsmekanismen styret for tripning, hvilket forhindrede, at slagspindets slagkraft fra sikringen kunne aktivere lastskifterens tripningsmekanisme. Denne defekt kan løses ved at justere trip-tråden og spændingen på møtrerne. Desuden er simulering af sikringsdrift for transformeringsfedere blevet inkluderet som en obligatorisk prøve før indkørsel.

2.4 Materialeproblem med ligeudfordelingsskjold

Halvtætte RMUs kan typisk ikke bruge berøringsbare kabelterminereringer. Ligeudfordelingsskjold bruges ofte for at løse problemet med utilstrækkelig fase-faseafstand ved kabelterminereringernes forbindelsespunkter. Dog er aluminium ligeudfordelingsskjold højst følsomme over for fugtige miljøer. Selv når de bruges sammen med anti-kondensationsvarmere, er deres effektivitet i fugtige forhold begrænset. I 20kV distributionsystemer er alvorlig korrosion af disse skjold observeret. Overfladeuhelhed og hvidt pulveragtigt korrosionsprodukt forstyrrer elektriske feltets ligevægt på skjoldoverfladen, hvilket neutraliserer ligeudfordelingseffekten. På grund af de små fase-faseafstande omkring skjoldene, kombineret med daglige temperaturvariationer, dannes kondensation nederst i gasafsnittet og kan flyde tilbage til skjoldområdet, skaber en udladningssti. Epoxy-materialen i isoleringsbarriererne nederst i gasafsnittet kan opleve alvorlig elektrisk korrosion, hvilket sidst ender med at skabe interphase udladningsstier og endelig overflade-isolering nedbrydning. Denne hele udladningsproces er gradvis. For at løse kondensationsproblemer kan strømforsyningsvirksomheder modificere RMUs ligeudfordelingsskjold, skifte til silicone gummi-isolerende kabellendekappe. Disse kapper bruger intern semilediringslag, som stadig kan give ligeudfordelingseffekt. Den forbedrede RMU-design har passerede kondensations- og stande-spændingsprøver og er planlagt for prøvebetjening i distributionsnetværket.

3. Anbefalinger for SF6 RMU-valg

(1) Vælg udvidelige RMUs: Deres fleksible konfiguration, nem installation og let udvidelse repræsenterer fremtidens retning for SF6 RMU-brug.

(2) Overvej vedligeholdelse: Ideelt set bør SF6 lastskifter være udstyret med en enhed til at overvåge SF6-tryk. Ellers bør det have passerede prøver på nultryk-skruing.

(3) Overvej klima og placering: Vælg produkter, der har passerede kondensationsprøver. For små ringmain-enheder, som terminalenheder, hvor fremtidig udvidelse ikke er overvejet, kan brugen af fuldt tætte RMUs betydeligt reducere indvirkningen af kondensation på udstyret.

Sammenfatning

År med driftspraksis viser, at blandt de forskellige typer RMUs, tilbyder SF6 RMUs høj ydeevne, pålidelighed, kompakt størrelse, lav pladsbehov og minimal vedligeholdelse, hvilket fører til deres mest udbredte anvendelse. Med hensyn til forskellige faktorer som vedligeholdelseskostnader, sekundære investeringer og pålidelighed, anbefales det, hvor betingelserne tillader, at man prioriterer brugen af SF6 RMUs i distributionsnetværksrenovering og -opbygning. Under planlægning og opførelse bør der gives tilstrækkelig hensyn til integration af automatiske enheder og anvendelse af sikre, pålidelige og avancerede udstyr for at forbedre distributionsniveauer, gør distributionsnetværket mere pålideligt og sikkert.