LTB vs DTB vs GIS: Vergelyking van HV-skringbreekers

Die basiese betekenis van 'n hoëspanningskretsverbreker is, kort gesê, dat dit onder normale omstandighede gebruik word om kringe, voerders, of spesifieke laste—soos dié wat aan transformasies of kondensatorkomplekse verbind is—te oop (onderbreek, val) en te sluit (maak, herluk). Wanneer 'n fout in die kragstelsel voorkom, aktiveer beskermingsrele die kretsverbreker om of laastroom of kortsluitstroom te onderbreek, daardeur die veilige werking van die kragstelsel te verseker.

'n Hoëspanningskretsverbreker is 'n tipe hoëspanningskruisendevaisel—ook algemeen as 'n "hoëspanningskruises" verwys—and is een van die sleutelvorrustingstukke in 'n substation. Vanweë die streng veiligheidsvereistes van hoëspanningssubstations, kan personeel gewoonlik nie die substation binnekom om na of fisies by hierdie toestelle te kom nie. In alledaagse lewe sien jy gewoonlik slegs hoëspanningsoorspanningslyne vanaf 'n afstand en seldsaam dat jy sulke kruises sien of raak.

So, hoe lyk 'n hoëspanningskretsverbreker eintlik? Vandag sal ons kortliks die algemene klassifikasies en strukturele tipes van kretsverbrekers bespreek. Anders as die laagspanningskruises waarmee ons in alledaagse lewe in kontak kom—wat tipies slegs lug as die boogblusmedium gebruik—vereis hoëspanningskretsverbrekers uitermate hoë prestasie ten opsigte van isolering en boogonderbreking, en vereis dus spesiale boogblusmedia om elektriese veiligheid, isolering heelheid, en effektiewe boogonderbreking te verseker. (Vir meer besonderhede oor isolerende media, verwys asseblief na ons komende artikels.)

Daar is twee hoof klassifikasie-metodes vir hoëspanningskretsverbrekers:

1. Klassifikasie volgens boogblusmedium:

(1) Oliekretsverbrekers: Verder verdeel in bulk-olie en minimum-olietipes. In albei gevalle maak kontaktes oop en toe binne olie, met transformatorolie as die boogblusmedium. As gevolg van beperkte prestasie, is hierdie tipes grotendeels uitgefaseer.

(2) SF₆ of Groenvriendelike Gas Kretsverbrekers: Gebruik suurluifluoried (SF₆) of ander groenvriendelike gasse as beide isolerende en boogblusmedia.

(3) Vakuumkretsverbrekers: Kontaktes maak oop en toe in 'n vakuum, waar boogonderbreking onder vakuumtoestande plaasvind.

(4) Vaste Blus Kretsverbrekers: Gebruik vaste boogblusmateriaal wat onder die hoë temperatuur van 'n boog dekomposeer, gas produseer om die boog te blus.

(5) Gekompakteerde Lug Kretsverbrekers: Gebruik hoëdruk gekompakteerde lug om die boog weg te blus.

(6) Magnetiese Blus Kretsverbrekers: Gebruik 'n magnetiese veld in lug om die boog in 'n boogkanaal te dryf, waar dit gestrek, gekoel, en geblus word.

Tans gebruik hoëspanningskretsverbrekers hoofsaaklik gasse—soos SF₆ of groenvriendelike alternatiewe—as beide isolerende en boogblusmedia. In die mediumspanningsbereik domineer vakuumkretsverbrekers die mark. Vakuumtegnologie is selfs uitgebrei tot 66 kV en 110 kV spanningsvlakke, waar vakuumkretsverbrekers reeds ontwikkel en ingesit is.

2. Klassifikasie volgens installasielokasie:

Binnenshuistype en buiteshuistype.

Addisioneel, gebaseer op die isolasie-metode relatief tot die grond, kan hoëspanningskretsverbrekers in drie strukturele tipes geklassifiseer word:

1) Lewe-Tank Kretsverbreker (LTB):
Ook eenvoudigweg LTB genoem. Volgens definisie, is dit 'n kretsverbreker waarin die onderbreek-kamer binne 'n insulatiewe omhulling van die grond gehuisves word. Struktureel het dit 'n paal-insulatorontwerp. Die onderbreek is by hoë potensiaal, binne 'n porselein of saamgestelde insulator, en geïnsuleer van die grond deur middel van steuninsulators.

Kernvoordele: Hoër spanningsratings kan bereik word deur meerdere onderbreek-eenhede in reeks te verbind en die hoogte van die steuninsulators te verhoog. Dit is ook relatief goedkoop.

Toerusting gebaseer op LTB vorm Lug-Geïsoleerde Skakelbord (AIS), en substations gebou met AIS staan bekend as AIS substations. Hierdie bied lae beleggings en eenvoudige instandhouding, maar vereis groot grondgebiede en gereelde instandhouding. Dit is goed geskik vir landelike of berggebiede waar ruimte ryklik is, omgewingsvoorwaardes gunstig is, en begrotings beperk is.

2) Dooi-Tank Kretsverbreker (DTB):
Ook afgekort as DTB. Gedefinieer as 'n kretsverbreker waarin die onderbreek-kamer binne 'n geaarde metalen tank gehuisves word. Die geleidende pad word deur middel van busse gelei.

Kernverskil tussen LTB en DTB lê in die gronding: in DTB is die tank by grondpotensiaal.

Voordelige insluit die vermoë om stroomtransformateurs (CTs) direk op die busse te integreer, kompak struktuur, beduidend verminderde voetspoor vergeleke met LTB, beter omgewingsveerkrag (geskik vir swaar voorwaardes), en laer sentrum van swaartekrag—wat beter seismiese prestasie lei. Die hoof nadeel is hoër koste.

Skakelbord gebaseer op DTB staan bekend as HIBG (Hybride Gas-Geïsoleerde Skakelbord), en die resulterende substation word 'n HIBG substation genoem.

3) Volledig Ingemureerde Gebundelde Struktuur – Gas-Geïsoleerde Metale Geslote Skakelbord, algemeen as GIS (Gas-Geïsoleerde Skakelbord) in hoëspanningsaanwendinge. Hierdie term dek breëweg sodanige toerusting. Die kretsverbrekerkomponent self kan ook spesifiek as 'n GCB (Gas-Geïsoleerde Kretsverbreker) genoem word.

Alhoewel soortgelyk aan DTB in die sin dat die onderbreek binne 'n omhulling gehuisves word, verskil GIS daarvan in dat dit nie net die kretsverbreker, maar ook ander noodsaaklike substationkomponente—insluitend skakelaars, aardingsskakelaars, instrumentransformateurs, stormlampers, en busbars—alles binne 'n geaarde metalen omhulling gevul met gepresuuriseerde SF₆ (of alternatiewe insulerende gas) ingesluit. Verbindings met buite-aanhangsel oorhoofplyne word deur middel van busse of spesifieke gaskompartemente gemaak.

Substations gebou op hierdie manier staan bekend as GIS substations (of Gas-Geïsoleerde Substations volgens IEEE-standaarde). GIS is ideaal vir stedelike areas waar grond duur is, of vir kritiese fasiliteite soos groot waterkragtentakels of kernkragtente wat ultra-hoë betroubaarheid vereis.

By hierdie stadium moet die onderskeide tipes hoëspanningskretsverbrekers—LTB, DTB, GCB—and die ooreenkomstige substationkonfigurasies—AIS, HIBG, GIS—duidelik wees.