진공 기술이 현대 링 메인 유닛에서 SF6를 대체하는 방법

링 메인 유닛(RMUs)은 주거 지역, 건설 현장, 상업용 건물, 고속도로 등 최종 사용자에게 직접 연결되는 2차 전력 배전에 사용됩니다.

주거용 변전소에서 RMU는 12 kV 중압을 도입하고, 이를 변압기를 통해 380 V 저압으로 낮춥니다. 저압 스위치기어는 전기를 다양한 사용자 단위로 분배합니다. 주거 지역의 1250 kVA 배전 변압기에 대해 중압 링 메인 유닛은 일반적으로 두 개의 수신 피더와 하나의 송신 피더, 또는 두 개의 수신 피더와 여러 개의 송신 피더 구성이 채택되며, 각 송신 회로는 변압기에 연결됩니다. 1250 kVA 변압기의 경우 12 kV 링 메인 유닛 측의 전류는 60 A입니다. 부하 차단 스위치와 퓨즈로 구성된 퓨즈 스위치 조합 장치(FR unit)가 사용되며, 100 A 퓨즈가 사용됩니다. 여기서 부하 차단 스위치는 변압기의 전원 공급을 제어하고, 퓨즈는 변압기의 단락 보호를 제공합니다. 1250 kVA 변압기는 380 V 저압 전류 2500 A를 출력하며, 이는 국가 그리드의 표준화된 저압 스위치기어를 통해 분배됩니다.

SF6 가스 절연형 RMU는 크기가 작으며, 공통 탱크 설계는 더 작고 비용 효율적입니다. SF6 가스의 우수한 절연 및 아크 소멸 특성 덕분에 스위치기어 내부의 부하 차단 스위치는 SF6 가스를 사용하여 아크 소멸을 수행하며, 최대 630 A까지의 격리 및 활성 부하 전류를 차단할 수 있습니다.

환경 친화적인 가스 절연형 RMU의 경우, SF6와 같은 절연 및 아크 소멸 성능을 가진 대체 환경 친화적인 가스가 없으며, 분리기는 부하 전류를 차단할 수 없으므로, 분리기와 진공 부하 차단 스위치의 조합이 일반적으로 이전에는 한 개의 스위치로 수행되었던 기능을 담당합니다.

아래 그림의 위쪽 행은 일반적인 SF6 RMU의 일차 회로 구성을 보여주고, 아래쪽 행은 환경 친화적인 가스 절연형 RMU의 일차 회로 구성을 보여줍니다.

링 인과 링 아웃 부하 차단 스위치가 있는 F형 캐비닛의 경우, 분리기와 진공 스위치가 필요하며, 변압기 송신 FR 캐비닛의 경우, 분리기와 진공 스위치, 그리고 퓨즈가 필요하여 스위칭 구성이 더 복잡해집니다.

링 메인 유닛 부하 차단 스위치의 전기 파라미터는 다음과 같습니다:
• 정격 전류: 630 A
• 정격 단시간 내구 전류: 20/4 (25/4*) kA/4 s
• 정격 단락 폐쇄 전류: 50 (63*) kA
• 부하 차단 스위치의 기계적 내구성: M1 클래스, 5000 회 동작
• 접지 스위치의 기계적 내구성: M1 클래스, 3000 회 동작
• 부하 차단 스위치의 전기적 내구성: E3 클래스, 200 회 동작

따라서 Schneider는 병렬 진공 아크 소멸 방법을 도입했습니다. 즉, 스위치 내부에 진공 중단기를 병렬로 설치하는 것입니다. 열림 과정에서 진공 중단기의 이동 접점 연동 장치는 동시에 구동되어 아크를 진공 중단기로 전송하여 소멸시킵니다.

아크 소멸 후, 진공 중단기의 접점은 폐쇄 위치로 돌아가고, 스위치의 다음 폐쇄 동작 중에는 진공 중단기가 작동하지 않습니다.

이 설계는 분리기와 진공 스위치의 두 개의 별도 구조보다 한 개의 작동 기구만 필요로 하므로, 크기가 작고 비용이 적게 듭니다. 그러나 두 개의 독립된 스위치보다 병렬 스위칭 메커니즘은 설계, 제조 공정, 신뢰성에 더 높은 요구사항을 가짐으로써 정확한 스위치 동작을 보장해야 합니다.

이 종류의 병렬 진공 중단기 부하 차단 스위치는 다양한 구조 형태가 있지만, 기본 원리는 동일합니다.

소형화된 진공 중단기는 주 스위치 접점과 통합되어, 최대 630 A까지의 소 전류를 차단하기 위한 역할만 합니다.

"듀얼 카본" 목표에 따라 환경 친화적인 가스 절연형 스위치기어는 불가피한 추세입니다. 기술 발전 없이 단순히 구성 요소를 쌓는 것은 재료와 자원 소모를 증가시키고, 손실을 높이며, 지속 가능한 발전을 방해합니다. 새로운 대체 가스와 아크 소멸 방법을 연구하면서, 메커니즘을 간소화하고, 조작을 용이하게 하고, 신뢰성을 향상시키는 해결책을 추구하는 것은 고급 장비 제조업체와 제품을 위한 실현 가능한 길입니다. 고객들은 또한 더 빠르게 듀얼 카본 목표를 달성하기 위해 기술적으로 진보된 대체 제품을 선택해야 합니다.