Hogyan helyettesíti a vákuumtechnológia az SF6-t a modern gyűrűs főváltókban

A gyűrű alakú elosztóegységek (RMU-k) használhatók a másodlagos villamosenergia-elosztásban, közvetlenül kapcsolódva végfelhasználói szolgáltatásokhoz, mint például lakossági közösségek, építkező területek, kereskedelmi épületek, autópályák stb.

Egy lakossági alátávirányítóban az RMU bevezeti a 12 kV középfeszültséget, amelyet átalakítók segítségével 380 V alacsony feszültségre csökkentenek. A nyomástartó berendezések ezzel továbbítják az elektromos energiát a különböző felhasználó egységekre. Egy 1250 kVA elosztási transzformátor esetén egy lakossági közösségben a középfeszültségű gyűrű alakú elosztóegység általában két beérkező és egy kimenő vezetékkel, vagy két beérkező és több kimenő vezetékkel van konfigurálva, ahol minden kimenő áramkör egy transzformátortól kap táplálást. Egy 1250 kVA transzformátor esetén a 12 kV gyűrű alakú elosztóegység oldalán a folyam 60 A. Használható egy tömörített szektorral ellátott kapcsoló (FR-egység), amely egy terhelés-törölő kapcsolóból és egy biztosítóból áll. 100 A-os biztosítót alkalmaznak, ahol a terhelés-törölő kapcsoló irányítja a transzformátor behajtását vagy leállítását, míg a biztosító rövidzárlési védelmet nyújt a transzformátor számára. A 1250 kVA transzformátor 380 V alacsony feszültségű folyamatot ad ki 2500 A-ra, amit a Nemzeti Hálózat szabványos nyomástartó berendezései közvetítenek.

Az SF6 gáz meghatározott elosztóegységek kompakt méretűek, és a közös tartály megoldás még kisebb és költséghatékonyabb. Az SF6 gáz kiváló izoláló és ívkioltó tulajdonságai miatt a kapcsoló berendezések belső terhelés-törölő kapcsolói SF6 gázzal törölnek az íveket, képesek arra, hogy akár 630 A-os isoláló és aktív terhelési áramokat is megszakítsanak.

Környezetbarát gáz meghatározott elosztóegységek esetén, mivel nincs olyan alternatív környezetbarát gáz, amely egyaránt felel meg az SF6 izoláló és ívkioltó teljesítményének, és mivel a szektorok nem tudják megszakítani a terhelési áramot, általában egy szektor és egy vakuumterhelés-törölő kapcsoló kombinációját használják annak a funkciók ellátására, amire korábban csak egy kapcsoló volt szükséges.

Az alábbi ábrán a felső sorban a hagyományos SF6 RMU elsődleges áramkör sémája látható, míg az alsó sorban a környezetbarát gáz meghatározott elosztóegység elsődleges áramkör sémája található.

Látható, hogy az F típusú szekrényben, ahol gyűrű alakú beérkező és kimenő terhelés-törölő kapcsolók vannak, szektor és vakuumkapcsoló szükséges; a transzformátor kimenő FR szekrény esetén pedig szektor, vakuumkapcsoló és biztosító is szükséges, ami bonyolultabbá teszi a kapcsolókonfigurációt.

A gyűrű alakú elosztóegység terhelés-törölő kapcsolójának elektromos paraméterei a következők:
• Nominális áramerősség: 630 A
• Nominális rövid idejű kitartó áramerősség: 20/4 (25/4*) kA/4 s
• Nominális rövidzárlési záróáramerősség: 50 (63*) kA
• Terhelés-törölő kapcsoló mechanikai kitartóképessége: M1 osztály, 5000 művelet
• Földelő kapcsoló mechanikai kitartóképessége: M1 osztály, 3000 művelet
• Terhelés-törölő kapcsoló elektrikai kitartóképessége: E3 osztály, 200 művelet

Ezért a Schneider bevezette a párhuzamos vakuum ívkioltó módszert, azaz a kapcsolóba egy vakuummelegenőt helyeznek párhuzamosan. A nyitás során a vakuummelegenő mozgó kapcsolójának összekapcsolása szinkronizáltan hajtja, amely átadja az ívet a vakuummelegenőbe, ahol azt kiholtják.

Az ívkioltás után a vakuummelegenő kapcsolói visszatérnek a bezárt pozícióba, és a kapcsoló következő bezárása során a vakuummelegenő nem lép életbe.

Ez a megoldás csak egy működtető Mechanismust igényel, ami kevesebb anyagot és forrást használ, kevesebb veszteséggel, és a fenntartható fejlődést nehezebben akadályozza, mint a szektor és a vakuumkapcsoló két különálló szerkezetének használata. Azonban két független kapcsolóhoz képest a párhuzamos kapcsoló Mechanizmus magasabb elvárásokat támaszt a tervezésre, a gyártási folyamatra és a megbízhatóságra, hogy pontos kapcsolóműveleteket biztosítson.

Ez a párhuzamos vakuummelegenő terhelés-törölő kapcsoló különböző szerkezeti formákat ölthet, de az alapvető elv mindig ugyanaz marad.

Egy miniaturizált vakuummelegenő integrálva van a fő kapcsoló kapcsolóival, csak 630 A-os kis áramok megszakítására szolgál.

A "Kétkarbon" célok érdekében a környezetbarát gáz meghatározott kapcsolóberendezések egy kivitelezhetetlen trend. A technológiai fejlődés nélkül a komponensek egyszerű összehangolása növeli az anyag- és erőforrás-felhasználást, a veszteségeket, és akadályozza a fenntartható fejlődést. Új alternatív gázok és ívkioltó módszerek kutatásán kívül, a Mechanizmusok egyszerűsítése, a műveletek könnyebbé tétele és a megbízhatóság javítása egy ésszerű útvonal haladó részes berendezékek és termékek számára. A ügyfeleknek is technológiai előrehaladást képviselő alternatív termékeket kell választaniuk, hogy segítsenek a Kétkarbon célkitűzések korai elérésében.