LTB vs DTB vs GIS: Upoređenje visokonaponskih prekidača

Osnovna značajka visokonaponskog prekidača, jednostavno rečeno, jeste da se u normalnim uslovima koristi za otvaranje (prekid, trip) i zatvaranje (zaklop, reclose) krugova, ishoda ili specifičnih opterećenja - poput onih povezanih sa transformatorima ili bankama kondenzatora. Kada dođe do greške u sistemu snabdevanja električnom energijom, zaštitni releji aktiviraju prekidač kako bi prekinuli struju opterećenja ili struju krozkraka, time osiguravajući siguran rad sistema snabdevanja električnom energijom.

Visokonaponski prekidač je vrsta visokonaponskog uređaja za prekid - takođe često nazivana "visokonaponski prekidač" - i jedan od ključnih uređaja u podstanci. Međutim, zbog strogih zahteva za bezbednošću u visokonaponskim podstancama, ljudi obično ne mogu da uđu u podstanicu kako bi se približili ili fizički pristupili ovim uređajima. U svakodnevnici, obično se samo izdaleka vide visokonaponske prenosne linije, a rijetko se dobija prilika da se posmatraju ili diraju takvi prekidači.

Kako onda izgleda visokonaponski prekidač? Danas ćemo kratko raspraviti o uobičajenim klasifikacijama i strukturnim tipovima prekidača. Za razliku od niskonaponskih prekidača s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu - koji obično koriste samo zrak kao medij za gasenje lukovične duge - visokonaponski prekidači zahtevaju izuzetno visoku performansu u pogledu izolacije i prekida struje, stoga zahtevaju posebne medije za gasenje lukovične duge kako bi se osigurala električna bezbednost, integritet izolacije i efektivno gasenje lukovične duge. (Za više detalja o medijima za izolaciju, molimo vas da se obratite našim nadolazećim člancima.)

Postoje dve glavne metode klasifikacije visokonaponskih prekidača:

1. Klasifikacija po mediju za gasenje lukovične duge:

(1) Nafte prekidači: Dalje podeljeni na masovne nafte i minimalne nafte. U oba slučaja, kontakti se otvaraju i zatvaraju unutar nafte, koristeći transformatorsku naftu kao medij za gasenje lukovične duge. Zbog ograničene performanse, ovi tipovi su većinom izbačeni iz upotrebe.

(2) SF₆ ili ekološki prihvatljivi plinovi prekidači: Koriste šestfluorid sumpora (SF₆) ili druge ekološki prihvatljive plinove kao medije za izolaciju i gasenje lukovične duge.

(3) Vakuumski prekidači: Kontakti se otvaraju i zatvaraju u vakuumu, gde se gasenje lukovične duge dešava pod vakuumskim uslovima.

(4) Prekidači sa čvrstim medijem za gasenje: Koriste čvrste materijale za gasenje lukovične duge koji se razlažu pod visokim temperaturama lukovične duge, proizvodeći plin za gasenje lukovične duge.

(5) Prekidači sa kompresovanim zrakom: Koriste visokotlačni kompresovani zrak za ispuštanje lukovične duge.

(6) Magnetni prekidači: Koriste magnetno polje u zraku kako bi se lukovična dugica pomerila u kanal za lukove, gde se istegne, ohladi i ugasi.

Danas, visokonaponski prekidači uglavnom koriste plinove - poput SF₆ ili ekološki prihvatljive alternative - kao medije za izolaciju i gasenje lukovične duge. U srednjem naponu, dominiraju vakuumski prekidači. Vakuumskatehnologija je čak proširena na nivo napona od 66 kV i 110 kV, gde su već razvijeni i implementirani vakuumski prekidači.

2. Klasifikacija po lokaciji instalacije:

Unutrašnji i spoljašnji tip.

Dodatno, na osnovu metode izolacije u odnosu na zemlju, visokonaponski prekidači mogu biti kategorisani u tri strukturna tipa:

1) Živi rezervoar prekidača (LTB):
Takođe jednostavno nazvan LTB. Po definiciji, to je prekidač u kome je komora za prekid smještena unutar omotača izoliranog od zemlje. Strukturno, ima dizajn sa stubastim izolatorom. Komora za prekid je na visokom potencijalu, smještena unutar porcelanskog ili kompozitnog izolatora, i izolirana od zemlje preko nosača izolatora.

Ključne prednosti: Više nivoa napona mogu se postići vezivanjem više jedinica za prekid u seriju i povećanjem visine nosača izolatora. Takođe je relativno niskog troška.

Oprema temeljena na LTB formira zračno izolirano opremu (AIS), a podstancice izgrađene sa AIS-om poznate su kao AIS podstancice. One nude niske investicije i jednostavnu održavanje, ali zahtevaju veliku površinu zemljišta i česte održavanja. Idealne su za ruralne ili planinske regione gdje je prostor obilan, okruženjski uslovi povoljni i budžeti ograničeni.

2) Mrtvi rezervoar prekidača (DTB):
Takođe skraćeno DTB. Definisano kao prekidač u kome je komora za prekid smještena unutar zemljanog metalnog rezervoara. Provodni put izlazi kroz izlazne ulaznice.

Ključna razlika između LTB i DTB leži u zemljanju: kod DTB, rezervoar je na zemljanoj potencijali.

Prednosti uključuju mogućnost direktnog integriranja transformatora struje (CTs) na izlazne ulaznice, kompaktnu strukturu, znatno smanjenu površinu u odnosu na LTB, bolju otpornost na okruženje (pogodan za teške uslove), i niži centar težine - što rezultira boljom seizmičkom performansom. Glavna nedostatak je viša cena.

Oprema temeljena na DTB poznata je kao Hibridna plinsko izolirana oprema (HGIS), a nastala podstancica se naziva HGIS podstancica.

3) Potpuno zatvorena kombinovana struktura - Plinsko izolirana metalna zatvorena oprema, često nazvana GIS (Plinsko izolirana oprema) u visokonaponskim primenama. Ova terminologija široko pokriva takvu opremu. Sam komponenta prekidača može se takođe specifično nazvati GCB (Plinsko izolirani prekidač).

Iako sličan DTB-u u tome što je komora za prekid zatvorena, GIS se razlikuje time što ne samo da integriše prekidač, već i druge ključne komponente podstancice - uključujući disjunktore, uređaje za zemljanje, instrument transformatori, zaštite od prenapona i busbare - sve zapršene unutar zemljanog metalnog omotača punjenog pod pritiskom SF₆ (ili alternativnim plinom za izolaciju). Povezanje sa vanjskim nadzemnim linijama ostvaren je kroz izlazne ulaznice ili posebne plinske komore.

Podstancice izgrađene na taj način poznate su kao GIS podstancice (ili Plinsko izolirane podstancice prema IEEE standardima). GIS je idealan za urbana područja gde je zemljište skupo, ili za ključne objekte poput velikih hidroelektrana ili nuklearnih elektrana koje zahtevaju ultra visoku pouzdanost.

Do sada trebalo bi da su jasne razlike među tipovima visokonaponskih prekidača - LTB, DTB, GCB - i odgovarajućim konfiguracijama podstancica - AIS, HGIS, GIS.