Дизајн на нова 12кВ еколошка пријателна гас-изолирана кружна главна единица

1. Специфичен дизајн

1.1 Концепт на дизајнот

Корпорацијата State Grid of China активно го промовира енергетското заштедување и нискокарбонскиот развој на мрежата за да се постигнат националните цели за врв на емисиите (2030) и неутралитет (2060). Еколошки прифатливи гасни изолирани колецни главни јединици го претставуваат овој тренд. Новинтегрирана 12кВ еколошка гасна изолирана колецна главна јединица беше дизајнирана со комбинирање на технологија на вакуумски прекинувачи со три-позициони прекинувачи и вакуумски прекинувачи. Дизајнот користеше SolidWorks за 3D моделирање со модуларна структура (гасна резервоар, камери за облекшување на притисок, тело на кабинет, инструментска соба). Јединицата се состои од посебни метални затворени компартмани (механизамска соба, соба за прекинувач, соба за кабел, инструментска соба), секој со независни канал за облекшување на притисок. Дизајнот поддржува како независни единици, така и заеднички кутија конфигурации.

1.2 Интеграција на три-позициони прекинувач и вакуумски прекинувач

Интеграцијата на три-позициони прекинувачи и вакуумски прекинувачи е клучен дел од овој дизајн, кој се состои од поврзани горни три-позициони прекинувачи и доњи две-позициони прекинувачи. Три-позициониот прекинувач функционира во земјиште, затворено и изолациони позиции, додека прекинувачот функционира во отворено/затворено состојби. Формата на поддршка на изолациониот нож користи материјал од високопрочен нилон со добро тврдост и топлинска одложност. Мубеа диск пружина технологија обезбедува контактно притисок.

Еднороден покров врз движечки контакти осигурува еднаквост на електричното поле и намалува парцијална дисипација. Изолациони покрови на трифазни бушинги го подобруваат интерфазната изолација. Во текот на тестовите, многу оптимизации осигуриваа правилни механички карактеристики (длабочина на захапување, скок, трифазна синхронизација, оперативна брзина). Вакуумскиот прекинувач има чврсто запечатане столбови сместени со четири винтови.

Терминалот на вакуумскиот прекинувач служи како ротацион центар за ножот на прекинувачот, со Z-образен пластичен левир кој користи принцип на левир за работа. Купре шини со вулканизирана површина ги поврзуваат доњите терминали на прекинувачот. Како што е прикажано на Слика 1, овој интегриран дизајн го признае вакуумскиот прекинувач како основен компонент кој одредува целокупната надежност, со контактна структура и метод за гашење на дуга како критични елементи на дизајнот.

За да се постигне миниатуризација и подобрен надежност, беа применети продолги магнетни полоси со чаша обли контакти со витчици и железна јадра. Зapravo, продолгите полиња зголемуваат преминската стрuja од дифузни на ограничени дуги, што дава минимална електрична износ, продолжена употребна временска перiод и подобрен прекинувачки капацитет. Ротационот магнетно поле генерирано од трифазна AC се комбинира со продолгото поле на чаша обликот контакт за да формира вихри кои намалува напонот на дугата и распределува дугата еднакво по површината на анодот. Овој дизајн го зголемува капацитетот за прекинување на краткосрочниот крш од 20кА до 25кА при идентичен волумен.

1.3 Механизам за управување на прекинувачот

Механизмот за управување на прекинувачот, сместен директно на предницата на изолационата резервоар, ги приводи и вакуумскиот прекинувач и три-позициониот прекинувач преку директни врски со валови без помошни компоненти. Овој дизајн го намалува времето за отварање на вакуумскиот прекинувач за да се спречи ерозија на контактите. Механизмот поддржува како рачко, така и електрично управување со складирање на енергија преку принципот на превртен клуч. Три-позициониот прекинувач користи пружински привод со дизајн на коаксијална ротација кој гарантира трифазна синхронизација и надежна работа на земјиштето. Нејзините две оперативни отвори посебно контролираат функциите на земјиште и изолација.

1.4 Главна кола

Главната кола - состојана од кабелни бушинги, ножови на прекинувач, контакти на вакуумски прекинувач, флексибилни врски и шини - е запечатана во нержавејачка резервоар со уста за динамички делови и O-прстени за статичко запечатување, исполнета со 0.02 MPa азот или сух воздух. Интегрираниот продолги дизајн на три-позициониот прекинувач и вакуумскиот прекинувач овозможува модуларно исхиќување. Разстоянијата помеѓу фазите се одржуваат на 150mm за правилна изолација. Терминалот на вакуумскиот прекинувач служи како ротацион центар за ножот на прекинувачот, со Z-образни пластични левири кои преведуваат движението на механизмот на управување во контактно движение.

1.5 Гасна резервоар и производствена линија

Дизајнот на гасната резервоар даде првенство на прецизно производство и герметичност. Лазерно резење осигурува компоненти од нержавејачка сталь без бурни, додека роботско сварување гарантира целостта на шевовите и механичката јачина. Производството користи линеарна распоредба со возила на трек за превоз помеѓу работни станции за оптимизација на ефикасноста на процесот.

2 Анализа на изолација

2.1 Изолација на три-позициониот прекинувач

Три-позициониот дизајн со ножови прuзвара видливи точки на прекинување и надежно земјиште. Користење на материјал од високопрочен нилон за ротационата оска и алуминиумски еквализациони покрови на главите на ножовите го подобрува еднаквоста на полето. Симулација и тестови го потврдија дека изолационата перформанса може да издрази 90кВ молнијски импулсни напон.

2.2 Общо земјиште изолација

Анализата се фокусирала на критични области: разстояние помеѓу фази и фази-резервоар (минимално 125mm централно разстояние), и изолациони компоненти. Стратегија на поставување на тврда изолација во области со високо поле и гасна изолација во области со ниско поле оптимизира дистрибуцијата на полето. Додатни мерки вклучуваат епоксидна капсула на контакти, подобрен материјал на Z-рамови, влакнени изолациони стапи, и штитни покрови на врските со шини за спречување на концентрација на полето.

3 Заклучок

Новата еколошка пријателски гас-изолирана прстена главна единица комбинира гасење на вакуумска дуга со еколошка пријателска гасна изолација, со карактеристики на потпуну течност, безодржива работа, компактен размер и потпuna изолација. Сите високонапонски компоненти се затворени во нердевестен резервоар, што го прави прифатливо за надворешки и внатрешни применувања, вклучувајќи ја станцијата за преклопување, собата за дистрибуција и кутијастите подстанции. Дизајнирана за трифазна мрежа од 50 Hz, 12kV систем, овозможува надежна дистрибуција на енергија за сточни, трговски, индустријски, транспортни и инфраструктурни применувања, со одлични карактеристики на надежност, прилагодливост на околината и безбедност.