Pagsasara sa Linya ng Busbar para sa 24kV Eco-Friendly RMUs: Bakit at Paano

Ang kombinasyon ng solid na insulasyon at dry air insulation ay isang direksyon ng pag-unlad para sa 24 kV ring main units. Sa pamamagitan ng pagbalanse ng kakayahan sa insulasyon at kompakto, ang paggamit ng solid auxiliary insulation ay nagpapahintulot na makatapos ng mga pagsusulit sa insulasyon nang hindi lubhang lumaking ang phase-to-phase o phase-to-ground dimensions. Ang encapsulation ng pole ay maaaring tugunan ang insulasyon ng vacuum interrupter at ang mga konektadong conductor.

Para sa 24 kV outgoing busbar, na may phase spacing na itinuturing na 110 mm, ang vulcanizing ng ibabaw ng busbar ay maaaring bawasan ang lakas ng elektrikong field at ang coefficient ng hindi pantay na elektrikong field. Ang Table 4 ay nagkalkula ng elektrikong field sa iba't ibang phase spacings at busbar insulation thicknesses. Makikita na sa pamamagitan ng pagtaas ng phase spacing hanggang 130 mm at ang pag-apply ng 5 mm epoxy vulcanization treatment sa round busbar, ang lakas ng elektrikong field ay umabot sa 2298 kV/m, na may tiyak na margin kumpara sa maximum na 3000 kV/m na kayang tanggapin ng dry air.

Table 1 Kondisyon ng elektrikong field sa iba't ibang phase spacings at busbar insulation thicknesses

Dahil sa mababang dielectric strength ng dry air, ang solid insulation ay hindi maaaring lutasin ang problema ng voltage withstand sa isolation break. Ang double-break disconnector ay gumagamit ng dalawang gas gaps sa serye upang mabawasan ang voltage. Ang electric field shielding at grading rings ay disenyo sa mga lugar na may mahigpit na nakonsentrado ang electric field, tulad ng stationary contacts ng isolator at grounding switch, upang mabawasan ang lakas ng elektrikong field at mabawasan ang laki ng air gap. Tulad ng ipinapakita sa Figure 1, ang double-break mechanism ay nagpapatupad ng operational states—working, isolated, at grounded—sa pamamagitan ng enhanced rotation ng nylon main shaft. Ang grading ring sa stationary contact ay may diameter na 60 mm at binigyan ng epoxy vulcanization; ang 100 mm clearance ay maaaring tanggapin ang 150 kV lightning impulse voltage.

Iba pang mga solusyon, tulad ng longitudinal single-phase arrangement gamit ang high-strength alloy enclosures para sa bawat phase o ang moderate na pagtaas ng gas pressure, ay maaari ring matugunan ang 24 kV dielectric requirements. Gayunpaman, ang ring main units (RMUs) ay nangangailangan ng mababang cost, at ang sobrang mataas na cost ay hindi tanggap ng mga user. Sa pamamagitan ng optimized design at moderate widening ng RMU cabinet, maaari itong makamit ang mababang cost at compact 24 kV environmentally friendly gas-insulated RMUs.

Grounding Switch Arrangement in Eco-Friendly Gas RMUs

Mayroong dalawang paraan sa RMUs upang matugunan ang grounding function sa main circuit:

• Outgoing line-side earthing switch (lower earthing switch)

• Busbar-side earthing switch (upper earthing switch)

Ang busbar-side earthing switch ay maaaring pumili ng Class E0, na nangangailangan ng coordination kasama ang main switch sa panahon ng operasyon. Ayon sa Standardized Design Scheme for 12 kV Ring Main Units (Boxes) na inilabas ng State Grid noong 2022, tungkol sa three-position switches, ang scheme ay nagsasaad na ang three-position switches ay dapat magamit ang busbar-side arrangement at inirerekumenda silang "busbar-side combined functional earthing switches."

Ang power safety regulations ay nagsasaad na walang circuit breaker o fuse ang dapat ikonekta sa pagitan ng grounding wires, earthing switches, at equipment under maintenance. Kung dahil sa limitasyon ng equipment, may circuit breaker sa pagitan ng earthing switch at equipment under maintenance, kinakailangang magkaroon ng mga hakbang upang siguruhin na ang circuit breaker ay hindi mabubuksan pagkatapos na closed ang earthing switch at circuit breaker.

Kaya, ang line-side earthing switch ay naka-locate sa downstream ng circuit breaker. Ito ay direktang konektado sa outgoing cable na grounded, na nasasatisfy ang requirement na walang circuit breaker o fuse sa pagitan ng grounding point, earthing switch, at equipment under maintenance. Sa kabilang banda, ang busbar-side earthing switch ay naka-locate sa upstream ng circuit breaker. May vacuum circuit breaker sa pagitan ng earthing switch at outgoing cable na grounded—it does not connect directly. Dahil may circuit breaker sa pagitan ng earthing switch at equipment under maintenance, kinakailangang magkaroon ng mga hakbang upang i-prevent ang circuit breaker mula bumukas kapag closed na ang earthing switch at circuit breaker. Halimbawa, ang trip circuit ng circuit breaker ay maaaring idisconnect sa pamamagitan ng link plate, o ang mechanical means ay maaaring gamitin upang i-prevent ang accidental tripping, upang maiwasan ang unintended disconnection ng grounding path.

Ang State Grid Standardized Design Scheme ay nagsasaad din ng interlocking requirements para sa busbar-side combined functional earthing switch. Kapag ang combined functional earthing switch sa busbar side ay ginagamit ang closure ng circuit breaker upang maabot ang grounding ng cable side, ito ay dapat magkaroon ng both mechanical at electrical interlocks upang i-prevent ang manual o electric opening ng circuit breaker.

Ang State Grid ay sumasang-ayon sa busbar-side three-position isolation/grounding switch sa pangunahing pag-consider ng short-circuit making (closing) capability. Sa SF6-insulated RMUs, ang earthing switch ay nakikinabang sa dielectric strength ng SF6 na humigit-kumulang tatlong beses mas mababa kaysa sa air at ang arc-quenching capability nito ay humigit-kumulang 100 beses mas mababa kaysa sa air dahil sa superior arc cooling. Kaya, ang closing capacity ng earthing switch ay reliably ensured.

Sa kabilang banda, ang eco-friendly gases ay kulang sa arc-quenching capability at may mas mababang insulation performance. Kaya, kinakailangan ng napakataas na closing speed. Gayunpaman, ang RMU operating mechanisms ay may limitadong energy at hindi maaaring magbigay ng sapat na puwersa para sa high-speed closing. Ang paggamit ng line-side earthing switch ay magdudulot ng pagtaas ng closing speed at improvement sa arc resistance at electrodynamic analysis ng contacts, na maaaring magresulta sa mas malaking operating forces at mas mataas na cost. Ang busbar-side earthing switch, sa pamamagitan ng pag-solve ng circuit breaker interlock issue, ay maaari pa rin na matiyak ang reliable grounding habang nagbibigay ng mas malakas na making capacity.

Sa pamamagitan ng teknikal at product analysis ng SF6 versus eco-friendly gases, makikita na ang 12 kV eco-friendly gas-insulated RMUs ay maaaring matugunan ang insulation at temperature rise requirements na may kaunting paglaki ng laki, na nagpapakita ng mature technical solutions.

Gayunpaman, may kaunti lamang na 24 kV eco-friendly gas-insulated products na available. Ang pangunahing hamon ay nasa mas mataas na voltage rating, na nagreresulta sa significantly increased dimensions. Ang sobrang laki at mataas na presyo ay magpapahirap sa pag-unlad ng 24 kV eco-friendly gas-insulated RMUs. Kinakailangan ng balanced approach sa pag-consider ng insulating gas type, filling pressure, enclosure volume, at auxiliary insulation cost upang makalikha ng mababang cost, compact RMUs. Tanging sa ganito, maaari tayong makamit ang tunay na SF6 replacement—na nagpapahintulot sa domestic market dominance at global export, at nagpapromote ng China's low-carbon, environmentally friendly electrical equipment sa buong mundo.