Kako vakuum tehnologija zamenjuje SF6 u modernim kružnim glavnim jedinicama

Kružne distribucijske jedinice (RMU) koriste se u sekundarnoj distribuciji električne energije, direktno povezujući krajnje korisnike poput stambenih zona, građevinskih lokacija, poslovnih zgrada, autocesta itd.

U stambenoj podstanici, RMU uvodi srednji napon od 12 kV, koji se zatim preko transformatora snižava na niski napon od 380 V. Niska-voltna prekidačka oprema distribuira električnu energiju različitim korisničkim jedinicama. Za distribucijski transformator od 1250 kVA u stambenoj zoni, srednji-naponska kružna distribucijska jedinica obično koristi konfiguraciju sa dva ulazna i jednim izlaznim vodom, ili dva ulazna sa više izlaznih vodova, gde je svaki izlazni vod povezan sa transformatorom. Za transformator od 1250 kVA, struja na strani 12 kV kružne distribucijske jedinice iznosi 60 A. Koristi se kombinovana jedinica prekidnika sa sigurnosnim prekidnikom (FR jedinica), koja se sastoji od prekidnika za opterećenje i sigurnosnog prekidnika. Koristi se sigurnosni prekidnik od 100 A, gde prekidnik za opterećenje kontroluje energiziranje ili de-energiziranje transformatora, a sigurnosni prekidnik pruža zaštitu od kratkog spoja za transformator. Transformator od 1250 kVA isporučuje niski napon od 380 V sa strujom od 2500 A, koji se distribuira putem standardizovane niske-voltnog prekidačkog uređaja Nacionalne mreže.

SF6 gas-insulated RMU su kompaktni, a zajednički rezervoar dizajn još manji i ekonomičniji. Zahvaljujući odličnim svojstvima izolacije i ugasevanja luka SF6 gasa, prekidnici za opterećenje unutar prekidačke opreme koriste SF6 gas za ugasevanje luka, sposobni da prekinu i izolacione i aktivne struje za opterećenje do 630 A.

Za ekološki prihvatljive gas-insulated RMU, zbog nedostatka alternativnog ekološki prihvatljivog gasa koji bi se poklapao sa SF6 u pogledu svojstava izolacije i ugasevanja luka, a kako disjunktori ne mogu prekinuti struju za opterećenje, često se koristi kombinacija disjunktora i vakuumskog prekidnika za opterećenje kako bi se ispuno funkcija koja je prethodno zahtevala samo jedan prekidnik.

Gornji red na slici ispod prikazuje primarnu shemu kruga konvencionalnog SF6 RMU, dok donji red prikazuje primarnu shemu kruga ekološki prihvatljivog gas-insulated RMU.

Može se videti da za F tip ormara sa prekidnicima za opterećenje za ring-in i ring-out, potrebna je izolacija plus vakuumski prekidnik; za FR ormar sa izlaznim vodom transformatora, potrebna je izolacija plus vakuumski prekidnik plus sigurnosni prekidnik, što čini konfiguraciju prekidnika složenijom.

Električki parametri prekidnika za opterećenje kružne distribucijske jedinice su sledeći:
• Nominale struja: 630 A
• Nominale kratkotrajan održavajući struja: 20/4 (25/4*) kA/4 s
• Nominale struja za zatvaranje kratkog spoja: 50 (63*) kA
• Mekhanička otpornost prekidnika za opterećenje: Klasa M1, 5000 radnji
• Mekhanička otpornost zemljinskog prekidnika: Klasa M1, 3000 radnji
• Električna otpornost prekidnika za opterećenje: Klasa E3, 200 radnji

Stoga je Schneider uveo paralelnu metodu ugasevanja luka vakuumom, tj. instalirao vakuumski ugasioc paralelno unutar prekidnika. Tijekom procesa otvaranja, pokretni kontakt vakuumskog ugasioča sinkrono se pokreće, prebacujući luk u vakuumski ugasioc gde se ugasi.

Nakon ugasevanja luka, kontakti vakuumskog ugasioča vraćaju se u zatvorenu poziciju, a tijekom sljedeće radnje zatvaranja prekidnika, vakuumski ugasioc ne djeluje.

Ovaj dizajn zahteva samo jednu mehanizmu, uspoređeno sa dvema odvojenim strukturama disjunktora i vakuumskog prekidnika, što rezultira manjom veličinom i nižom cijenom. Međutim, uspoređeno sa dva nezavisna prekidnika, paralelna mehanizma prekidnika postavlja viša zahtjeva na dizajn, proizvodni proces i pouzdanost kako bi se osigurala tačna radnja prekidnika.

Ovaj tip paralelnog vakuumskog ugasioča prekidnika za opterećenje dolazi u različitim strukturnim formama, ali temeljni princip je isti.

Miniaturizovan vakuumski ugasioc je integriran sa glavnim kontaktima prekidnika, služeći samo za prekid male struje do 630 A.

U skladu sa "Dual Carbon" ciljevima, ekološki prihvatljiva gas-insulated switchgear predstavlja neizbežnu tendenciju. Bez tehnološkog napretka, jednostavno nakupljanje komponenti dovodi do povećanja materijala i resursa, većih gubitaka i sprečava održivi razvoj. Dok se istražuju nove alternative gasa i metode ugasevanja luka, potraga za rješenjima koja pojednostavljaju mehanizme, omogućavaju lakšu upotrebu i poboljšavaju pouzdanost predstavlja isprobani put naprednijim proizvođačima opreme i proizvoda. Klijenti također trebaju birati napredne alternative proizvode kako bi pomogli da se Dual Carbon ciljevi ostvare brže.