Ringmainüksuste kasutamine jaotussüsteemides

Pideva majanduslik areng ja elektritöö mõju inimeste elule, eriti linnades suure laadimise tihedusega, on elektritarnete usaldusväärsus eriti kriitiline. Ringverkustikul põhineva jaotussüsteemi loomine võib tõhusalt parandada elektritarnete usaldusväärsust, tagada tarnete jätkuvust ning vähendada jaotusehitiste katkemiste ja hoolduskatkestuste mõju. Ringverkuringi üks olulisemaid seadmeid, ringverkuühik (RMU), on laialdaselt kasutusel jaotusettevõtetes ja kompaktsetes ettevõtetes laadikeskustes, nagu linnapiirkonnad, kõrgete hooneid, suuri avalikke ehitisi ja tööstussektoreid, tänu selle lihtsale konstruktsioonile, kompaktilisele suurusele, madalatele kuludele ja võimekusele parandada elektritarneparametreid, jõudlust ja ohutust.

1. Ringverkuühikute tüübid

Jaotussüsteemides kasutatav varustus, mis suudab täita ringverkufunktsioone, hõlmab peamiselt ringverkuühikutega varustatud kaabeli harjukastmeid ja RMU-sid. Ringverkuühikutega varustatud kaabeli harjukastmed on odavamad ja nende paigutus on paindlikum. Nad on eriti eelistatud tihedates linnapiirkondades, kus on raske saada ruumi jaotusruumile (mis on RMU-de jaoks vajalik), näitades oma paindlikkust. Kuid võrreldes RMU-dega on ringverkuühikutega varustatud kaabeli harjukastmete suurimad puudused madalam ohutuspära (eriti eksitusohutuse osas), halvemad töötingimused ja mõned riskid. Kui tingimused lubavad, soovitab autor esmastal kohal kasutada RMU-sid ringverkukonfiguratsioonides. RMU-id saab klassifitseerida kasutatava laadilüliti tüübi järgi: õhupüstidega RMU-d, pistooniga RMU-d, vakuum-RMU-d ja SF6 RMU-d. Nendest on õhupüstidega ja pistooniga RMU-d peaaegu välja vananenud nende laadilüliti fataalse puudujäägi ja madala usaldusväärsuse tõttu. Vakuum-RMU-d ja SF6 RMU-d on laialdaselt kasutusel jaotussüsteemides nende kõrge jõudluse, usaldusväärse töö ja hoolduse tõttu.

1.1 Vakuumringverkuühikud

Aastatepikkune vakuumkatkeseade ja vakuumlülitusringide tootmine ja kasutamine on teinud vakuumtehnoloogia Hiinas suhteliselt kinniseks. Kodumaal arendatud vakuum-RMU-d on näidanud kõrget jõudlust tüüpiproovidel, kuid nende laialdasemat kasutamist ei ole veel toimunud. Peamiselt selle tõttu, et tööseadme jõudlus on alahindlemisväärsus. Vakuumlülituse tööseadmete disain on suhteliselt keeruline, ja kuna kodumaal kasutatavate raavarite, töötlemismeetodite ja kvaliteedikontrolli taseme tõttu, ei ole kodumaal toodetud tööseadmete kvaliteet veel täielikult vastanud nõuetele. Töö ja hooldus on raske, ja vakuum-RMU-sid hoolduses vakuumtase mõõtmise viis on suur väljakutse.

1.2 SF6 ringverkuühikute eelised ja puudused

SF6 RMU-de kasutamine jaotussüsteemides on peamiselt imporditud toodete valdkond. Nad on laialdaselt teretulnud elektritarnete ametlikest poolt nende väga hea jõudluse, usaldusväärse töö, täisisolatsiooniga sulgliku disaini ja hooldusvaba eeliste tõttu. Tüüpilised SF6 RMU-d hõlmavad Schneideri RM6, ABB-i SafeRing ja Siemensi 8DJ20. Siiski on nende kasutamisel ka mõned puudused.

1.2.1 SF6 RMU-de eelised:

(1) Kõrge jõudluse spetsifikatsioonid: SF6 RMU-d suudavad korraldada ja katkestada kuni 100 korda aktiivset laadi. Nad omavad ka hea katkestamisvõimet ja suudavad kannatada suuri voolusid.

(2) Lihtne hooldus: Kaabiku disain on kasutajale sõbralik. Paneelil olev selge joonte diagramm annab juhiseid tööle. Mõned tooted märgivad isegi kaabiku pinnal ettevaatusabinõusid, mis vähendavad operaatoriga seotud vigade sagedust. Enamus RMU tooteid on varustatud seadmete, mis suudavad tuvastada peamise tsirgiliini live staatust, andes vihjeid live staatuse kohta ja, kombineritud elektromagnetiliste lukkudega, takistab kätese ukse sulgemist live asendis, vähendades eksitusi. Lisaks on esimese ukse akna kaudu see läbipaistev akrylaküla, mis võimaldab otse näha lülituse avatud/suletud staatust, mis on väga mugav.

(3) Suur paindlikkus: Modernsed RMU-d suudavad väga paindlikult rahuldada erinevate jaotusnetti disainide nõudmisi ja neid saab vabalt kombineerida tegelike olude järgi. Lisaks on kaabe ühendamise meetodid väga paindlikud, lubades kohaneda isegi ebaregliliste maapindade korral ilma osaliselt lahknemiseta.

1.2.2 SF6 RMU-de puudused:

(1) Paindmatu konfiguratsioon: Neid saab valida ainult tootja pakutud piiratud arvust skeeme, mis muudab raskeks rahuldada mitmesuguseid kasutajate spetsiifilisi vajadusi.

(2) Ei saa laiendada: Pärast lülituse paneku kasutusele, ei ole tavaliselt võimalik seda laiendada.

(3) Spetsiaalsete lisavahendite vajadus: Nendele on vaja spetsiaalsete lisavahendite, nagu konkreetsete kaabe terminatsioonide, mis võivad olla kallid.

(4) Rangeid paigaldusnõuded: Kui paigaldusnõuded ei ole täidetud, ei saavuta need ühikud oma mõeldud jõudlust.

Täissegletud SF6 RMU-de paindmatu konfiguratsiooni tõttu on kasutusel kasvanud laiendatavad pool-segletud SF6 RMU-d. Pool-segletud RMU-del on iga ühiku jaoks sõltumatud gaasi ruumid, mis muudab neid lihtsaks laiendamiseks, paigaldamiseks ja vahetamiseks. Praegu laialdaselt kasutatav RMU hõlmab Schneideri SM6, ABB-i Uniswitch ja Siemensi 8DH10. Kui kodumaal toodetud SF6 laadilüliti tehnoloogiat kontrollivad, siis kodumaal toodetud SF6 RMU-de kogus ja kvaliteet on pidevalt paranemas. Kuid praegu 10kV ja 20kV SF6 RMU turu domineerivad endiselt välisettevõtted (nagu Schneider või ABB).

2. SF6 ringverkuühikute probleemid

2.1 Niiskuse sisaldus SF6 gaasis

SF6 RMU-del ei tavaliselt ole niiskuse sisalduse testiaruandeid. Kuna varustuse operaatorina, elektritarnete ettevõtted ei saa sageli mõõta niiskuse sisaldust ise. SF6 gaasi niiskuse taseme mõju selle lõhkemisjõudlusele ja varustuse ohutule tööle on otsustav. Aastateks töötanud SF6 RMU-de lõhkemisjõudluse seisundi hindamine on väljakutse.

2.2 SF6 gaasi lekke probleemid

SF6 RMU-del võivad olla seglemisprobleemid, mis viivad gaasi lekkimiseni. Praktiline kogemus näitab, et kuigi importitud varustus tavaliselt omab head seglemisomadusi, siis lekkeid ikkagi esineb. Kuna enamik ühikuid ei oma gaasi monitorimise seadmeid, kasutajad võivad olla lekkeid teadmata, mis võib luua peidetud ohte. See on eriti murettekitav, kui on küsimus RMU jõudlusest (eraldus, lülitus jne) nullbaromeeter rõhul ja selle võimet vältida sisemist lõhkemist. Paljud neist toodetest kasutavad käsitöö mehhanismi, ja operaatorid töötavad lähedal. Õnnetus võib põhjustada tõsiseid tagajärgi. Praegu on rõhupiirangu seadme lisamine muutunud kohustuslikuks nõudluseks, mis on pool-segletud RMU-de jaoks vajalik lisavahend.

2.3 Mehhanismi probleemid

Jaotustransformatori kaitse korral on tavaline kombinatsioonüksus, mis kasutab laadilüliti pluss katkestuse. Laadilülitus katkestab laadivoolu, ja katkestus katkestab lühikese ühenduse ja ülekoormuse voolu. Hebei jaotusnetis ilmnesid täissegletud RMU-dega seotud juhud, kus katkestus langes, kuid laadilülitus ei avanud usaldusväärsesti, mis takistas vigastatud transformaatorit lahti püstitamast ja põhjustas tugevat kahju. Põhjus oli, et lülituse mehhanismi tripp-joone liiglane matka takistas katkestuse lööklipinna mõjujõudu edukalt laadilülituse tripp-mehhanismi aktiveerimisest. Selle puuduse saab lahendada tripp-joone ja mutterebe tiivuse korrigeerimisega. Lisaks on transformaatori vooleviidud üksuste katkestuse simulatsioon lisatud kohustuslikuks eel-kasutuse testiks.

2.4 Võrdleva kaitse materjalide probleem

Pool-segletud RMU-del ei saa tavaliselt kasutada puutumatavaid kaabe terminatsioone. Võrdlevaid kaitseid kasutatakse sageli kaabe terminatsioonide ühenduspunktide phase-to-phase vahemaaga. Kuid alumine võrdlev kaitse on väga tundlik niiskuse suhtes. Isegi kui kasutatakse niiskuse vastaseid kütteelemente, nende tõhusus niisketes tingimustes on piiratud. 20kV jaotusnetites on näidatud tugevat korrutamist. Pindade raukasus ja valged pruuniste korrodatsioonitooded häiritsevad kaitse pinna elektrivälja ühtlust, tühistades võrdleva mõju. Kuna kaitse ümber on väike phase-to-phase vahemaa, kombineeritud päeviku temperatuurimuutustega, tekib kondensatsioon gassiruumi põhjas ja võib vooluda tagasi kaitse alale, luues lahknemise tee. Gassiruumi põhja insuleeriva barjääri epoksi materiaal võib kannatada tugeva elektrilise korrodatsiooni, mis lõpuks viib phase-to-phase lahknemisele ja lõplikult pinna insuleerimise purunes. Kogu lahknemisprotsess on järk-järguline. Kondensatsiooniga võitlemiseks võivad elektritarnete ettevõtted muuta RMU võrdleva kaitse, kasutades silikoonekummilist insuleerivat kaabe lõpetust. Need lõputused kasutavad sisemises semikonduktorite kihti, mis suudab endiselt pakkuda võrdlevat mõju. Parandatud RMU disain on läbinud kondensatsioon- ja vastupidavusproovide ja on planeeritud proovikasutuseks jaotusnetis.

3. Soovitused SF6 RMU valimiseks

(1) Valige laiendatavad RMU-d: Nende paindlik konfiguratsioon, lihtne paigaldus ja laiendamise lihtsus esindavad SF6 RMU kasutamise tulevikusuunda.

(2) Hoolduse kaalutlused: Ideaalsel juhul peaks SF6 laadilülitus olema varustatud seadmega, mis suudab jälgida SF6 rõhut. Muul juhul peaks see olema läbinud nullbaromeeter rõhu lülitusproovi.

(3) Kliima ja asukoht: Valige tooted, mis on läbinud kondensatsiooniproovide. Väikeste ringverkuühikute, nagu lõppüksuste, kus tulevikus ei kavatseta laiendada, kasutamine täissegletud RMU-sid võib oluliselt vähendada kondensatsiooni mõju varustusele.

Kokkuvõte

Aastatepikkune praktika näitab, et erinevatest RMU tüübidest on SF6 RMU-d kõrge jõudluse, usaldusväärsuse, kompaktse suuruse, väikese ruumi nõudluse ja minimaalse hooldusega, mis on viinud nende laialdasemale kasutamisele. Arvestades mitmeid tegureid, nagu hoolduskulud, teised investeeringud ja usaldusväärsus, soovitatakse, kui tingimused lubavad, eelistada SF6 RMU-sid jaotusnetti renoveerimise ja ehitamise projektides. Planeerimisel ja ehitamisel tuleks anda piisavat tähelepanu automaatse varustuse integreerimisele ja turvaliste, usaldusväärsete ja arenenud varustuse kasutamisele, et tõsta jaotustasemet, muutes jaotusnetti usaldusväärsemaks ja turvalisemaks.