Deseño óptimo e promoción e aplicación dun interruptor de vacío de alta tensión para exterior

A rede eléctrica é unha base e salvagarda crucial para o desenvolvemento económico moderno e o progreso social. O obxectivo de construír unha rede eléctrica forte e intelixente é crear un sistema moderno de rede eléctrica que sexa seguro, amigable co medio ambiente, eficiente e interactivo, para lograr o desenvolvemento científico da rede eléctrica, e facer da rede eléctrica unha plataforma verde para optimizar a asignación de recursos enerxéticos, unha plataforma de servizos para satisfacer as diversas demandas dos usuarios, e unha plataforma fundamental para garantir a seguridade energética nacional.

Os interruptores de alta tensión son os dispositivos de control e protección máis importantes e críticos no sistema eléctrico. Independentemente do estado da liña eléctrica, como sen carga, con carga ou con fallo de curto circuito, cando se require a súa operación, o interruptor debe actuar de maneira fiable, xa sexa cerrando ou abrindo o circuito. As súas funcións principais son as seguintes:

O interruptor de vacío de alta tensión ZW32 - 12/630 - 20 para exterior é un dispositivo de conmutación ampliamente utilizado na actual rede de distribución de 12 kV. Adóptase unha estrutura de tipo poste trifásico totalmente selada, e caracterízase por un rendemento de interrupción estable e fiable, un aspecto simple e conciso, peso leve, tamaño pequeno e adecuado para instalación en postes. Debido ás súas numerosas vantaxes, gañou unha gran aceptación entre os usuarios de enerxía desde a súa introdución no mercado. A nosa empresa tamén se dedica á súa produción, con un volume de vendas anual superior a 5.000 unidades. Basándonos no servizo posventa nos últimos anos, realizamos algunhas melloras técnicas e tecnolóxicas nas cuestións comunmente informadas polos usuarios, que foron ben promovidas e aplicadas.

1. Antecedentes e principios de deseño

O punto clave do "Décimo Segundo Plan Quinquenal" é a transformación e a actualización. Aboga por usar tecnoloxías de alta tecnoloxía para transformar industrias tradicionais, aumentando a competencia central dos produtos a través da transformación e actualización industrial, e promovendo o desenvolvemento ordenado, saudable e rápido da industria de enxeñaría eléctrica. Na súa conferencia de traballo de 2005, a Corporación Estatal de Rede Eléctrica propuxo "promover a construción estándar da rede eléctrica, unificar os estándares técnicos da construción de proxectos de rede eléctrica a todos os niveis, promover a aplicación de diseños típicos, optimizar diseños, economizar investimento e aumentar a eficiencia." Polo tanto, tomando aos clientes como o foco de atención, responder activamente ás necesidades dos clientes e mellorar continuamente a calidade dos produtos de acordo cos estándares son tarefas urgentes para a industria de interruptores de alta tensión.

Os principios de deseño son: seguridade e fiabilidade, tecnoloxía avanzada, investimento razonable, estándares unificados e operación eficiente. Trátase de lograr unha unidade coordinada de uniformidade, fiabilidade, avance, economía, adaptabilidade, flexibilidade, oportunidade e harmonía.

2. Contido do deseño óptimo

2.1 Disposición do deseño do interruptor de separación

Nas interruptores existentes equipados con interruptores de separación, estes están instalados todos no lado da liña de saída. Esta disposición ten as seguintes desvantaxes:

• Desvantaxe 1: A lâmina de separación está conectada electricamente ao contacto de saída do transformador de corrente ligado ao interruptor de vacío. Independentemente de que o interruptor e o interruptor de separación estean en estado aberto ou pechado, o extremo de entrada do interruptor está sempre electrificado, o que non é conveniente para a inspección e mantemento do interruptor.

• Desvantaxe 2: A proximidade da lâmina de separación ao transformador de corrente interfere na instalación, cableado e mantemento diario do transformador de corrente, aumentando a dificultade da súa inspección.

Para resolver os problemas técnicos mencionados, adoptámos a seguinte solución técnica, como se mostra na Figura 1.

1.Caixa do mecanismo do interruptor 2.Transformador de corrente 3.Pilar aislante 4.Interruptor de lâmina de separación 5.Vara aislante 6.Aislante de pilar 7.Soporte do interruptor de separación

2. Contido do deseño óptimo

2.1 Disposición do deseño do interruptor de separación

O interruptor de separación está instalado no lado de alimentación do interruptor, e estabelecese un bloqueo mecánico fiable entre o interruptor de separación e o interruptor.

• Vantaxe 1: Cando o interruptor e o interruptor de separación están ambos en estado aberto, forma-se unha brecha de separación evidente entre eles. Nese momento, pode realizar a instalación, mantemento e inspección do interruptor con confianza, reducindo a dificultade do mantemento do interruptor.

• Vantaxe 2: O interruptor de separación e o transformador de corrente están instalados respectivamente nos lados de entrada e saída do interruptor, polo que non se afectan mutuamente durante o mantemento, facilitando a inspección do transformador de corrente e do interruptor de separación.

2.2 Selección flexible da relación do transformador de corrente

Xeralmente, os transformadores de corrente dos interruptores de vacío de alta tensión para poste de exterior teñen dúas estructuras de instalación: interna e externa. Debido ás limitacións de espazo, a maioría dos transformadores de corrente teñen un deseño de bobina única, o que dificulta aos usuarios ajustar a relación de acordo coa carga futura. Isto aumenta o investimento nunha certa medida e causa un desperdicio de recursos.

Para resolver este problema, fixemos moitas innovacións e deseños en termos de estrutura e tecnoloxía de proceso.

• Solución 1: Utilízanse transformadores de corrente de dobre bobina para protección e medida, satisfacendo as necesidades de diferentes usuarios de enerxía.

• Solución 2: Utilízanse transformadores de corrente de múltiples bornes para protección contra sobrecorrente. Por exemplo, configúranse transformadores de corrente con relacións de 200/5, 400/5 e 600/5. Estableceuse unha caixa de control no lado esquerdo da carcasa, e diseñouse un interruptor de conversión da relación CT na parte inferior da caixa de control. Isto facilita enormemente aos usuarios axustar a relación no local de acordo coa carga real, como se mostra nas Figuras 2, 3 e 4.

2.3 Aumento da distancia de rampa de aislamento externo

A distancia de rampa (distancia de fuga) refírese á distancia máis curta ao longo da superficie aislante entre dous conductores. Desde a perspectiva da fiabilidade do produto, o aislamento aéreo é o máis fiable. Basta asegurar as distancias netas de aislamento entre conductores de diferentes fases e entre conductores e o terreo para garantir o aislamento.

Os produtos de exterior operan en condicións relativamente adversas e están expostos a varias condicións climáticas ao longo do ano. Isto fállesos propensos a problemas mecánicos ou eléctricos, que afectan directamente a fiabilidade e a seguridade do suministro de enerxía e a produción normal. Polo tanto, este factor debe considerarse plenamente no deseño e fabricación para garantir a fiabilidade do produto en varios entornos.

En resposta á situación mencionada, para todas as partes aislantes do interruptor de exterior expostas directamente ao entorno externo, incluíndo tubos, transformadores de corrente, varas aislantes e aislantes de pilar, aumentamos a densidade das faldas. Como resultado, a distancia de rampa alcanzou 372 mm (como se mostra na Figura 1). Esta mellora aumenta o rendemento aislante da estrutura global, expande o entorno e as ubicacións de uso deste tipo de interruptor de vacío, permitindo que se use en entornos con alto nivel de polvo, humidade e salpicadura de sal, e elimina os riscos potenciais de cortocircuito causados por problemas de aislamento.

1.Interruptor de conversión da relación CT 2.Caixa de control Vista frontal do interruptor mellorado (Figura 2)

Figura 3 Esquema do interruptor de conversión da relación CT Nota: A posición "0" indica ausencia de protección e cortocircuito.

Actualización a un interruptor intelixente

Con a expansión continua do campo de automatización no sistema eléctrico, os produtos de automatización de redes de distribución teñen novas oportunidades de desenvolvemento. Basándonos no modelo ZW32 - 12/630 - 20, a nosa empresa desenvolveu independentemente un novo produto: o interruptor de vacío de alta tensión intelixente para exterior. Está composto principalmente por catro partes importantes: o corpo do interruptor de vacío, un transformador de corrente trifásico integrado de secuencia cero, un controlador do tipo FDK, e un transformador de voltaxe externo, como se mostra na Figura 5.

Este interruptor intelixente empregase ampliamente en liñas de rede en anel aéreas urbanas e rurais de 10 kV. Pode actuar como interruptor de separación de sección e interruptor de conexión, e é un dispositivo de conmutación automatizado que permite a asignación automática de carga nas liñas de rede en anel. Nas liñas de ramal que suministran a grandes usuarios, pode utilizarse como interruptor de límite (conhecido comúnmente como "vigilante"). Na rede de distribución aérea, pode funcionar como reconector e seccionador.

O interruptor de límite presenta un modo de xestión remota, funcións de protección e control, e funcións de comunicación. Pode detectar e xulgar de maneira fiable correntes de secuencia cero no rango de miliamperios e correntes de fallo de cortocircuito entre fases dentro do seu límite. Pode cortar automaticamente fallos de aterramento monofásico e fallos de cortocircuito entre fases, garantindo a operación estable e fiable da rede eléctrica.

Funcións principais

• Función 1: Xestión de fallos de aterramento monofásico
  Cando ocorre un fallo de aterramento monofásico na liña de ramal do usuario, o interruptor intelixente salta automaticamente. Os outros usuarios de ramal na subestación e na liña de alimentación non se ven afectados polo fallo.

• Función 2: Aislamento de fallos de cortocircuito entre fases
  En caso de un fallo de cortocircuito entre fases na liña de ramal do usuario, o interruptor intelixente salta antes do interruptor de protección de saída da subestación, aislando automaticamente a liña defectuosa sen causar cortes de enerxía para os outros usuarios de ramal na liña de alimentación.

• Función 3: Localización rápida de fallos
  Despois de que o interruptor intelixente salte debido a un fallo na liña de ramal do usuario, só o usuario responsable experimenta un corte de enerxía. O usuario informa activamente a información do fallo, permitindo ao departamento de suministro de enerxía despachar persoal rapidamente ao sitio para solucionar o problema.

• Función 4: Monitorización da carga do usuario
  O interruptor intelixente pode estar equipado con accesorios de comunicación con fio ou sen fio para transmitir datos de monitorización ao centro de monitorización e xestión de enerxía, permitindo a monitorización de datos en tempo real remota da carga do usuario. O interruptor intelixente pode ser saltado mediante SMS ou a través dun sistema de backend baseado en computadora.

Conclusión

Os interruptores de vacío de alta tensión para exterior usan conexión aérea tanto para a liña de entrada como para a de saída. Ofrecen vantaxes como ocupar pouco espazo, dispoñer dunha disposición clara, ser fáciles de operar e manter, ter menos estructuras e permitir unha construción e instalación rápidas. Durante os procesos de deseño e fabricación, deben realizarse melloras e optimizacións continuas en diversos aspectos de rendemento para lograr a excelencia, garantizando a operación segura e fiable do produto.