Optimal Design og Fremme og Anvendelse av en Utendørs Høyspenningsvakuumskjema

Kraftnettet er et viktig grunnlag og sikkerhetsmekanisme for moderne økonomisk utvikling og sosial fremgang. Målet med å bygge et sterk og intelligent kraftnett er å opprette et moderne kraftnetsystem som er trygt, miljøvennlig, effektivt og interaktivt, for å oppnå vitenskapelig utvikling av kraftnettet, og gjøre kraftnettet til en grønn plattform for optimal fordeling av energiresurser, en tjenesteplass for å møte mangfoldige brukerbehov, og en grunnleggende plattform for å sikre nasjonal energisikkerhet.

Høyspenningsbrytere er de viktigste og mest kritiske kontroll- og beskyttelsesenheter i kraftsystemet. Uansett tilstanden til kraftledningen, som f.eks. ubelasted, belasted eller kortslutningsfeil, skal bryteren virke pålitelig når den skal settes i drift, enten ved å lukke eller åpne kretsen. Dens hovedfunksjoner er som følger:

ZW32-12/630-20 utendørs høyspenningsvakuum-bryter er et mye brukt skruvedde i det nåværende 12 kV distribusjonsnett. Den bruker en trefase-støtte-type, fullt forseglet struktur, og har stabilt og pålitelig avbrytingsevne, en enkel og koncis utforming, lett vekt, liten størrelse, og egnethet for montering på stolper. På grunn av dens mange fordeler, har den fått bred anerkjennelse blant kraftbrukere siden den kom på markedet. Vår selskap har også engasjert seg i dets produksjon, med en årlig salgsbeløp over 5 000 enheter. Basert på etterforsalget de siste årene, har vi gjort noen tekniske og teknologiske forbedringer og justeringer av de oftest rapporterte problemene fra brukere, som har blitt godt promosert og anvendt.

1. Designbakgrunn og -prinsipper

Den sentrale fokuseringen i "den tolvte femårsplanen" er transformasjon og oppgradering. Det fremmer bruk av høyteknologi for å transformere tradisjonelle industri, forbedre produktets kjernekonkurranseevne gjennom industritransformasjon og oppgradering, og fremme ordentlig, sunn og rask utvikling av elektriske ingeniørindustrien. På sin arbeidskonferanse i 2005 foreslo Statlige kraftselskap "å fremme standardisert konstruksjon av kraftnettet, enhetlige tekniske standarder for kraftnettkonstruksjon på alle nivåer, fremme bruk av typiske design, optimalisere design, spare investering, og forbedre effektivitet." Derfor, med kunder som fokus, aktivt svare på kundebehov, og fortsette å forbedre og oppgradere produktkvaliteten i tråd med standarder, er akutt oppgaver for høyspenningsbryterindustrien.

Designprinsippene er: sikkerhet og pålitelighet, avansert teknologi, rimelig investering, enhetlige standarder, og effektiv drift. Det forsøkes å oppnå en koordinert enhet av enhet, pålitelighet, fremgang, økonomi, tilpasning, fleksibilitet, tidlighet, og harmoni.

2. Innholdet i det optimale designet

2.1 Designoppsett for isolatorbryter

I eksisterende brytere utstyrt med isolatorbrytere, er isolatorbryterne installert på utgående linjesiden. Dette oppsettet har følgende ulemper:

• Ulempe 1: Isolasjonsbladet er elektrisk koblet til utgående linjekontakten på strømtransformator som er koblet til vakuum-bryter. Uansett om bryteren og isolatorbryteren er i åpen eller lukket tilstand, er alltid inngående linjesiden av bryteren levende, noe som ikke er gunstig for inspeksjon og vedlikehold av bryteren.

• Ulempe 2: Nærheten mellom isolasjonsbladet og strømtransformator forstyrrer installasjon, kablingsarbeid, og daglig vedlikehold av strømtransformator, øker vanskeligheten av dens inspeksjon.

For å løse de nevnte tekniske problemene, har vi valgt følgende tekniske løsning, som vist i figur 1.

1.Brytermekanismeboks 2.Strømtransformator 3.Isolerende støtte 4.Isolatorbryter 5.Isolerende trekkestang 6.Støtteisolator 7.Isolatorbryterstøtte

2. Innholdet i det optimale designet

2.1 Designoppsett for isolatorbryter

Isolatorbryteren er installert på strømsiden av bryteren, og en pålitelig mekanisk lås er satt mellom isolatorbryteren og bryteren.

• Fordele 1: Når både bryteren og isolatorbryteren er i åpen tilstand, dannes det en tydelig isolasjonsavstand mellom dem. Da kan installasjon, vedlikehold, og inspeksjon av bryteren gjøres med tillit, reduserer vanskeligheten av bryterens vedlikehold.

• Fordele 2: Isolatorbryteren og strømtransformator er installert på inngående og utgående linjesider av bryteren henholdsvis, så de vil ikke påvirke hverandre under vedlikehold, forenkler inspeksjon av strømtransformator og isolatorbryter.

2.2 Fleksibel valg av strømtransformatorforhold

Generelt har strømtransformatorer for utendørs stolpe-monterte høyspenningsvakuum-brytere to installasjonsstrukturer: intern og ekstern. På grunn av rombegrensninger har de fleste strømtransformatorer en enkel spole-design, som gjør det vanskelig for brukere å justere forholdet etter lasten i fremtiden. Dette øker investeringen til en viss grad og fører til ressurssløs.

For å løse dette problemet, har vi gjort mange innovasjoner og design i forhold til struktur og prosess-teknologi.

• Løsning 1: Bruk av dobbeltspol-strømtransformatorer for beskyttelse og måling, tilfredsstiller behovene til ulike kraftbrukere.

• Løsning 2: Bruk av fler-tap-strømtransformatorer for overstrømingsbeskyttelse. For eksempel, strømtransformatorer med forhold 200/5, 400/5, og 600/5 er konfigurert. En kontrollboks er plassert på venstre side av boksen, og en CT-forholdskonverteringsbryter er designet på bunnen av kontrollboksen. Dette forenkler betydelig brukernes mulighet til å justere forholdet på stedet basert på den faktiske lasten, som vist i figur 2, 3, og 4.

2.3 Økning av ekstern isolasjonsglideavstand

Glideavstand (lekkasjeavstand) refererer til den korteste avstanden langs isolasjonsflaten mellom to ledere. Fra perspektivet av produktets pålitelighet, er luftisolasjon den mest pålitelige. Så lenge rene isolasjonsavstander mellom ledere av forskjellige fas og mellom ledere og jorden er sikret, kan isolasjonen være garantert.

Utendørs produkter opererer under relativt tøffe forhold og er utsatt for ulike værtype gjennom hele året. Dette gjør at de er utsett for mekaniske eller elektriske problemer, som direkte påvirker strømforsyningens pålitelighet og sikkerhet, samt normal produksjon. Derfor bør denne faktoren bli fullstendig vurdert i design og produksjon for å sikre produktets pålitelighet i ulike miljøer.

I respons til den nevnte situasjonen, for alle isolerende deler av utendørs bryter direkte utsatt for eksternt miljø, inkludert bukser, strømtransformator, isolerende trekkestanger, og støtteisolator, har vi økt tettheten av skjoldkjølnene. Som resultat har glideavstanden nådd 372 mm (som vist i figur 1). Denne forbedringen forbedrer den totale strukturelle isolasjonsytelsen, utvider bruksmiljøet og lokasjonene for denne type vakuum-bryter, lar den bli brukt i miljø med høy støv, høy fuktighet, og tung saltmist, og eliminerer potensielle kortslutningsrisiko forårsaket av isolasjonsproblemer.

1.CT-forholdskonverteringsbryter 2.Kontrollboks Frontvisning av den forbedrede bryteren (Figur 2)

Figur 3 Skisse av CT-forholdskonverteringsbryter Merk: "0"-posisjon indikerer ingen beskyttelse og kortslutning.

Oppgradering til en intelligent bryter

Med den kontinuerlige utvidelsen av automatiseringfeltet i kraftsystemet, har distribusjonsnettets automatiseringsprodukter møtt nye utviklingsmuligheter. Basert på ZW32-12/630-20 modellen, har vårt selskap selv utviklet et nytt produkt: utendørs intelligent høyspenningsvakuum-bryter. Den består hovedsakelig av fire store deler: vakuum-bryterkroppen, en trefaset integrert nullsekvensstrømtransformator, en FDK-type kontroller, og en ekstern spenningstransformator, som vist i figur 5.

Den intelligente bryteren blir mye brukt i 10 kV by- og landlige overhengende slangelinjer. Den kan fungere som en seksjonell isolatorbryter og en bindingbryter, og er en automatisert skruvedde som muliggjør automatisk fordeling av last i slangelinjene. I grenlinjene som forsyner store brukere, kan den fungere som en grensebryter (vanligvis kjent som en "vakt"). I overhengende forsyningsdistribusjonsnett, kan den fungere som en rekloser og en seksjonator.

Grensebryteren har en fjernstyringsmodus, beskyttelseskotrollerfunksjoner, og kommunikasjonsfunksjoner. Den kan pålitelig oppdage og vurdere nullsekvensstrøm i milliampererange og fase-til-fase kortslutningsfeilstrøm innenfor sin grense. Den kan automatisk kutte enfas jordfeil og fase-til-fase kortslutningsfeil, sikrer stabil og pålitelig drift av kraftnettet.

Hovedfunksjoner

• Funksjon 1: Behandling av enfas jordfeil
  Når en enfas jordfeil oppstår i brukerens grenlinje, tripes den intelligente bryteren automatisk. Andre grenbrukere i understasjonen og på forsyningsleden er ikke påvirket av feilen.

• Funksjon 2: Isolering av fase-til-fase kortslutningsfeil
  Ved fase-til-fase kortslutningsfeil i brukerens grenlinje, tripper den intelligente bryteren før utgående linjebeskyttelsesbryteren i understasjonen, isolerer automatisk den defekte linjen uten å forårsake strømtaps for andre grenbrukere på forsyningsleden.

• Funksjon 3: Rask feillokalisering
  Etter at den intelligente bryteren tripper på grunn av en feil i brukerens grenlinje, er det bare ansvarlige brukeren som opplever strømtap. Brukeren meldes aktivt feilinformasjon, som lar strømforsyningsdepartementet raskt sende personell til stedet for feilsøking.

• Funksjon 4: Overvåking av brukerlast
  Den intelligente bryteren kan utstyres med trådløs eller trådbunden kommunikasjonsutstyr for å sende overvåkningsdata til strømovervåknings- og administrasjonssenter, som muliggjør fjern overvåkning av brukerens last i sanntid. Den intelligente bryteren kan trippes via SMS eller en datamaskinbasert baksystem.

Konklusjon

Utendørs høyspenningsvakuum-brytere bruker overhengende koblinger for både inngående og utgående linjer. De har fordelene som lite fotavtrykk, klart oppsett, enkel drift og vedlikehold, få strukturer, og rask konstruksjon og installasjon. Under design- og produksjonsprosessen, bør det gjøres kontinuerlige forbedringer og optimalisering av ulike ytelsesaspekter for å oppnå fremragende, sikre den sikre og pålitelige drift av produktet.