Busbar-Side Grounding vir 24kV Eco-Vriendelike RMUs: Waarom & Hoe

Vaste isolasiehulp saam met droë lugisolering is 'n ontwikkelingsrigting vir 24 kV ringhoofdeenhede. Deur die balans tussen isolasievermoë en kompaktheid te handhaaf, stel die gebruik van vaste hulp-isolasie in staat om isolasietoetse te slaag sonder dat die fase-tot-fase of fase-tot-aarde afmetings beduidend verhoog word. Die inkapseling van die pool kan die isolasie van die vakuumonderbreker en sy verbonden geleiers aanspreek.

Vir die 24 kV uitgaande busbal, met die fase-afstand behou op 110 mm, kan die vulkanisering van die busbaloppervlak die elektriese veldsterkte en die ongelykheidskoëffisiënt van die elektriese veld verminder. Tabel 4 bereken die elektriese veld onder verskillende fase-afstande en busbalisolasiediktes. Dit kan gesien word dat deur die fase-afstand toepaslik te verhoog tot 130 mm en 'n 5 mm epoxy vulkaniseringstoediening aan die ronde busbal toe te pas, die elektriese veldsterkte 2298 kV/m bereik, wat steeds 'n sekere marge het in vergelyking met die maksimum elektriese veldsterkte van 3000 kV/m wat droë lug kan verdra.

Tabel 1 Elektriese veldtoestande onder verskillende fase-afstande en busbalisolasiediktes

Geeënde die lae dielektriese sterkte van droë lug, kan vaste isolasie nie die probleem van spanningsverdraagsaamheid by die isolasiebreek oplos nie. 'n Dubbelbreek-onderbreker maak gebruik van twee gasgappe in reeks om die spanning effektief te verdeel. Elektriese veldskerming en graderingsringe is by plekke met gekonsentreerde elektriese velde, soos die statiese kontakte van die isolator en grondswael, ontwerp om die elektriese veldintensiteit te verminder en die grootte van die lugspas doeltreffend te verminder. Soos in Figuur 1 getoon, bereik die dubbelbreek-meganisme bedryfsstate—werkend, geïsoleer, en gegrond—deur die versterkte rotasie van 'n nylon hoofas. Die graderingsring by die statiese kontakt het 'n diameter van 60 mm en is met epoxy vulkanisering behandel; 'n 100 mm skynsel kan 'n 150 kV bliksemimpuls-spanning verdra.

Ander oplossings, soos 'n liggings-vlakke enkelvoudige faserigting met hoë-sterkte legerslegsel behuise vir elke fase of 'n matige verhoging van die gasdruk, kan ook die 24 kV dielektriese vereistes bevredig. Ringhoofdeenhede (RMUs) vereis egter lae koste, en buitensporig hoë koste is onaanvaarbaar vir gebruikers. Deur middel van geoptimeerde ontwerp en 'n matige verbreding van die RMU-kabinet, is dit moontlik om laekoste en kompak 24 kV omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs te bereik.

Grondswael-opstelling in omgewingsvriendelike gas RMUs

Daar is twee metodes in RMUs om die grondfunksie in die hoofkring te bereik:

• Uitgaande lynsy grondswael (onderste grondswael)

• Busbalsy grondswael (boonste grondswael)

Die busbalsy grondswael kan as Klasse E0 gekies word, wat vereis dat dit tydens operasie met die hoofskakelaar gekoordineer word. Volgens die Genormaliseerde Ontwerpskema vir 12 kV Ringhoofdeenhede (Kasies) uitgereik deur State Grid in 2022, oor drie-posisie skakelaars, spesifiseer die skema dat drie-posisie skakelaars 'n busbalsy-opstelling moet aanneem en herdefinieer hulle as "busbalsy gecombineerde funksionele grondskakelaars."

Kragveiligheidsvoorskrifte stel dat geen skakelaar of veer mag tussen gronddrade, grondskakelaars, en toerusting onder instandhouding verbonden wees nie. As gevolg van toerustingbeperkings, bestaan daar 'n skakelaar tussen die grondskakelaar en die toerusting onder instandhouding, moet maatreëls geneem word om te verseker dat die skakelaar nie kan oopmaak nadat beide die grondskakelaar en die skakelaar gesluit is nie.

Daarom is die lynsy grondskakelaar agter die skakelaar geleë. Dit sluit direk aan by die uitgaande kabel wat gegrond word, wat die vereiste bevredig dat daar geen skakelaar of veer tussen die grondpunt, die grondskakelaar, en die toerusting onder instandhouding bestaan nie. Inteendeel, die busbalsy grondskakelaar is voor die skakelaar geleë. Daar is 'n vakuumskakelaar tussen die grondskakelaar en die uitgaande kabel wat gegrond word—it sluit nie direk aan nie. Aangesien daar 'n skakelaar tussen die grondskakelaar en die toerusting onder instandhouding bestaan, moet maatreëls geïmplementeer word om te voorkom dat die skakelaar oopmaak eenmaal beide die grondskakelaar en die skakelaar gesluit is. Byvoorbeeld, die uitslaan-sirkel van die skakelaar kan via 'n skakelplaat verwyder word, of meganiese middels kan gebruik word om onbedoelde uitslaan te verhoed, daardoor onbedoelde verbindingsverlies van die grondpad vermy word.

Die State Grid Genormaliseerde Ontwerpskema spesifiseer ook interlokvereistes vir die busbalsy gecombineerde funksionele grondskakelaar. Wanneer die gecombineerde funksionele grondskakelaar aan die busbalsy die sluiting van die skakelaar gebruik om die gronding van die kabelsy te bereik, moet dit sowel meganiese as elektriese interlocks insluit om die manuele of elektriese oopmaak van die skakelaar te verhoed.

State Grid neem die busbalsy drie-posisie isolasie/grondskakelaar hoofsaaklik in ag vanweë die kortsluitmaak (sluiting) vermoë. In SF6-geïsoleerde RMUs, baat die grondskakelaar uit die feit dat die dielektriese sterkte van SF6 ongeveer drie keer meer is as van lug en sy boogblusvermoë ongeveer 100 keer meer as van lug, as gevolg van beter boogkoeling. Dus, is die sluitvermoë van die grondskakelaar betroubaar verseker.

Inteendeel, omgewingsvriendelike gasse het geen boogblusvermoë en het laer isolasievermoë. Daarom is 'n baie hoë sluitsnelheid vereis. Egter, RMU-operasie-meganismes het beperkte energie en kan nie genoeg krag lewer vir hoëspoed sluiting nie. Die gebruik van 'n lynsy grondskakelaar sou 'n verhoogde sluitsnelheid en 'n verbeterde boogbestandheid en elektrodinamiese analise van die kontakte vereis, wat potensieel groter operasiekragte en hoër koste kan lei. Die busbalsy grondskakelaar, deur die skakelaar interlock-probleem op te los, kan steeds betroubare gronding verseker terwyl dit 'n sterker maakvermoë bied.

Deur middel van tegniese en produk-analise van SF6 teenoor omgewingsvriendelike gasse, kan gesien word dat 12 kV omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs die isolasie- en temperatuurstyg-vereistes kan bevredig met slegs 'n klein toename in grootte, wat wys op volwasse tegniese oplossings.

Daar is egter min 24 kV omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde produkte beskikbaar. Die kernuitdaging lê in die hoër spanning-gradering, wat tot 'n beduidende toename in grootte lei. Uitgespoorde grootte en hoë prys sal die ontwikkeling van 24 kV omgewingsvriendelike gasgeïsoleerde RMUs beperk. 'n Gebalanseerde benadering wat insulergastipe, vullingsdruk, behuisingvolume, en hulp-isolasiekoste oorweeg, is nodig om laekoste, kompak RMUs te ontwerp. Slegs dan kan 'n werklike SF6-vervanging bereik word—wat nie net heerskappy in die plaaslike mark, maar ook wêreldwye uitvoer bevorder, en China se laekoolstof, omgewingsvriendelike elektriese toerusting wêreldwyd promoveer.