Kako vakuumskatehnologija nadomešča SF6 v modernih glavnih kolonah

Krožne enote (RMU) se uporabljajo v sekundarnem razdelilniku električne energije, kjer so neposredno povezane z končnimi uporabniki, kot so naselja, gradbišča, poslovni objekti, avtoceste itd.

V preobrazovalnici za stanovanjsko skupnost RMU uvede srednji napon 12 kV, ki je nato preko transformatorjev spremenjen v nizki napon 380 V. Nizkonaponska odsevnica distribuira električno energijo na različne uporabniške enote. Za distribucijski transformator 1250 kVA v stanovanjskem naselju se tipično uporablja konfiguracija z dvema vhodnima priključkoma in enim izhodnim priključkom ali dvema vhodnima priključkoma z več izhodnimi priključki, kjer vsak izhodni tok pripada transformatorju. Pri transformatorju 1250 kVA je tok na strani RMU 12 kV 60 A. Uporablja se kombinirana enota lučkov in varlo (FR enota), sestavljena iz prekinitve obremenitve in varla. Uporablja se 100 A varlo, kjer prekinjalnik obremenitve nadzori napajanje ali odnapajanje transformatorja, medtem ko varlo zagotavlja zaščito pred kratkimi zapori pri transformatorju. Transformator 1250 kVA izvaja nizki napon 380 V z tokom 2500 A, ki se distribuira preko standardizirane nizkonaponske odsevne opreme državnega omrežja.

SF6 plinsko izolirane krožne enote so kompaktnih dimenzij, značilen model s skupnim rezervoarjem pa je še manjši in ekonomičnejši. Zaradi odličnih lastnosti SF6 plina glede izolacije in ugasnitve loka se znotraj odsevne opreme uporabljajo prekinitve obremenitve, ki uporabljajo SF6 plin za ugasnitev loka, sposobne prekiniti tok do 630 A za obeh izolacijo in aktivno obremenitev.

Za okolju prijazne plinsko izolirane krožne enote, zaradi pomanjkanja alternativnega okolju prijaznega plina, ki bi se ujemal s SF6 glede izolacije in ugasnitve loka, in ker prekinitve ne morejo prekiniti obremenitvenega toka, se pogosto uporablja kombinacija prekinitve in vakuumskih prekinitve obremenitve, da bi izpolnili funkcijo, ki je prej zahtevala le eno preklopno enoto.

V zgornjem vrsticu slike je prikazan primarni shema običajne SF6 krožne enote, v spodnjem vrsticu pa je prikazan primarni shema okolju prijazne plinsko izolirane krožne enote.

Lahko se opazi, da za F tip škatle z prekinitvami obremenitve za vklop in izklop kroga, potrebujemo izolacijo plus vakuumski preklop; za FR škatlo za izhod transformatorja, potrebujemo izolacijo plus vakuumski preklop plus varlo, kar naredi preklopno konfiguracijo bolj kompleksno.

Električni parametri prekinitve obremenitve krožne enote so naslednji:
• Nominirani tok: 630 A
• Nominirani kratkotrajan prenosni tok: 20/4 (25/4*) kA/4 s
• Nominirani tok za zapiranje pri kratkem zaporu: 50 (63*) kA
• Mehanska trdnost prekinitve obremenitve: Razred M1, 5000 delovanj
• Mehanska trdnost prekinitve zemljenja: Razred M1, 3000 delovanj
• Električna trdnost prekinitve obremenitve: Razred E3, 200 delovanj

Torej je Schneider vpeljal paralelni način ugasnitve loka z vakuumom, torej namestitev vakuumnega prekidnika v paralelo znotraj preklopnika. Med postopkom odpiranja se gibanje stikov vakuumnega prekidnika usklajeno gonilo, kar prenese lok v vakuumni prekidnik, kjer se ugasne.

Po ugasnitvi loka se stiki vakuumnega prekidnika vračajo v zaprto stanje, med tem pa pri naslednjem zapiranju preklopnika vakuumni prekidnik ne deluje.

Ta dizajn zahteva le en mehanizem za delovanje, v primerjavi z dvema ločenima strukturama prekinitve in vakuumnega preklopnika, kar pomeni manjšo velikost in nižje stroške. Vendar pa v primerjavi z dvema samostojnima preklopnikoma, paralelni preklopnik zahteva višje zahteve glede dizajna, proizvodnega procesa in zanesljivosti, da se zagotovi natančno delovanje preklopnika.

Ta vrsta paralelnega vakuumnega prekidnika prekinitve obremenitve pride v različnih strukturah, vendar je podlegla princip isti.

Miniaturiziran vakuumni prekidnik je integriran z glavnimi stiki preklopnika, ki služi le za prekinitev majhnih tokov do 630 A.

V skladu s cilji "Dual Carbon" predstavljajo okolju prijazne plinsko izolirane odsevne opreme neizbežno trend. Brez tehnološkega napredka, samo nakopičevanje komponent poveča porabo materialov in virov, višje izgube in ovira trajnostni razvoj. Med raziskovanjem novih alternativnih plinov in metod ugasnitve loka, iskanje rešitev, ki poenostavljajo mehanizme, omogočajo lažje delovanje in izboljšajo zanesljivost, je možna pot napredujočim proizvajalcem in izdelkom. Stranke bi morale tudi izbirati tehnološko napredne alternative, da pomagajo hitreje doseči cilje Dual Carbon.