24kV Ατελής Οικολογική Φυσικά Αεριούχη RMU με Έξυπνη Εποπτεία – Προετοιμασμένη για Τοπικό Δίκτυο

Σε σύγκριση με τα 12kV, τα 24kV μπορούν να παρέχουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, να μειώσουν τις απώλειες στη γραμμή και χρησιμοποιούνται ευρέως σε διεθνή αγορές.

Το SF₆ είναι ένας αερίος του θερμοκηπίου, με δυναμικό εξάντλησης του στρωματού του όζοντος πάνω από 20.000 φορές του CO₂. Η χρήση του πρέπει να περιοριστεί· συνεπώς, τα μεσαίας τάσης σενάρια δεν πρέπει να χρησιμοποιούν SF₆ ως αερίο απομόνωσης.

Για τα σενάρια, φιλικά προς το περιβάλλον αέρια αναφέρονται σε εκείνα που δεν περιέχουν SF₆ ως μέσα απομόνωσης ή εξάλειψης της βραδυνής φλογής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν φυσικά αέρια (όπως το αζώτο και το άνθρακας διοξείδιο), μίγματα αερίων και συνθετικά αέρια.

Η κύρια πρόκληση για τα φιλικά προς το περιβάλλον αεριογόνα σενάρια είναι η εκπλήρωση των απαιτήσεων απομόνωσης. Ενώ τα 12kV φιλικά προς το περιβάλλον αεριογόνα RMUs (ring main units) είναι αρκετά ώριμα, τα 24kV μοντέλα έχουν λίγους αναπτυξιακούς. Αυτό συμβαίνει επειδή η εσωτερική ζήτηση για εξοπλισμό 24kV είναι χαμηλή και ο σχεδιασμός της απομόνωσης είναι πιο περίπλοκος—μόνο μερικοί πλήρεις κατασκευαστές με εξαγωγικές ανάγκες αναπτύσσουν τέτοια προϊόντα.

Εν ουσία, ο σχεδιασμός των 24kV σεναρίων μπορεί να απλοποιηθεί μέσω των εξής προσεγγίσεων:

• Στερεή σύνθετη απομόνωση: Αυτή εξασφαλίζει ότι ο ηλεκτροδοτικός στέγαστρος εκπληρώνει τις απαιτήσεις αντοχής στην τάση. Η αύξηση της διαστάσης της απομόνωσης ή η επέκταση της μεγέθους της σφαίρας αερίου μπορεί επίσης να εκπληρώσει τις απαιτήσεις αντοχής στην τάση.

• Αύξηση της πίεσης του αερίου: Η αύξηση της σχετικής πίεσης από 0.04MPa σε 0.14MPa αντιμετωπίζει τόσο τις απαιτήσεις απομόνωσης όσο και τις απαιτήσεις αντοχής στην τάση, με τη μόνη πρόσθετη πράξη να είναι η αντικατάσταση της αίθουσας εξάλειψης της βραδυνής φλογής με μία 24kV-rated.

Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σύνθετο αέριο C4/C5 με CO₂, καθώς η δύναμη απομόνωσής του είναι παρόμοια με εκείνη του SF₆. Μικρές βελτιώσεις στο σύστημα απομόνωσης των RMUs βασισμένων σε SF₆ μπορούν να τα κάνουν να εκπληρώσουν τις απαιτήσεις αντοχής στην τάση 24kV. Ωστόσο, το C4/C5 είναι επίσης ένα αέριο του θερμοκηπίου—αν και η δυναμικός αύξησης της θερμοκρασίας του (GWP) είναι μόνο 1/20 του SF₆. Επιπλέον, αναλύεται σε δηλητηριώδη αέρια μετά την εξάλειψη της βραδυνής φλογής, το οποίο δεν είναι ευνοϊκό για τη βιώσιμη ανάπτυξη.

Η διαστάση μεταξύ των ζωντανών μερών του σεναρίου καθορίζεται από την αντοχή στην τάση ωθητικού:

• Για την εξοπλισμό 24kV, η αντοχή στην τάση ωθητικού είναι 125kV, αντιστοιχώντας σε αεριοδιάσταση 220mm (ή 95mm αν χρησιμοποιηθούν 3M heat-shrinkable sleeves και BPTM round busbars).

• Για την εξοπλισμό 12kV, η αντοχή στην τάση ωθητικού είναι 75kV, με αεριοδιάσταση 120mm (ή 55mm με τα ίδια 3M sleeves και BPTM busbars).

Για τα παρακάμπτη σενάρια σε RMUs, οι απαιτήσεις απομόνωσης για σύνθετη απομόνωση μπορούν να εκπληρωθούν πλήρως.

Τα πρώτα 24kV στερεά αεριογόνα RMUs περιλαμβάνουν τα SVS της Eaton και τα προϊόντα της Xirui. Λόγω του γεγονότος ότι τα σενάρια που σχεδιάστηκαν από την Xirui για τις διεθνείς αγορές είναι διαθέσιμα σε δύο θέσεις—δηλαδή, το σενάριο είναι είτε στη θέση κλεισίματος είτε στη θέση γης—αυτός ο σχεδιασμός απέτυχε να εκπληρώσει την απαίτηση της Κίνας για λειτουργία σε τρεις θέσεις με βήματα, οπότε πρέπει να προστέθηκε μια θέση απομόνωσης μεταξύ των δύο θέσεων.

Πώς να επιτευχθεί η μικροποίηση του προϊόντος, οικονομικότητα και περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα καθορίζει την κατεύθυνση ανάπτυξης των 24kV φιλικών προς το περιβάλλον αεριογόνων RMUs. Η στερεά σύνθετη απομόνωση έχει υψηλό κόστος και δυσκολεύεται ακόμα να λύσει το πρόβλημα της αντοχής στην τάση της απομόνωσης. Επίσης, επειδή εναλλακτικά αέρια όπως ξηρό αέριο και αζώτο έχουν ανεπαρκή δύναμη απομόνωσης, η διαστάση της διακοπής και η διαστάση της γης πρέπει να είναι παρόμοιες με εκείνες που απαιτούνται για φυσικό αέριο, δηλαδή ≥220mm. Αυτό καθιστά τέτοια τριθέσια σενάρια με περιστροφή απαιτητικά μεγάλα, ενώ τα σενάρια με γραμμική κίνηση αντιμετωπίζουν κάποιες δυσκολίες είτε στην αύξηση της διάστασης ύψους είτε της διάστασης πλάτους. Η χρήση διπλής διακοπής απομόνωσης και γης μπορεί να λύσει το πρόβλημα των υπερδιαστατικών σεναρίων απομόνωσης.

Για να παρασχεθεί η πίεση του αερίου, πρέπει να επιλυθεί το πρόβλημα της αντοχής του κάλυμμα. Η χρήση ενός κυλινδρικού κατασκευής από αλουμινίο συνεπάγεται βελτιωμένη διάσταση, ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο και καλή αποδόσεις θερμοκρασίας. Οι εσωτερικοί στέγαστροι διατάσσονται σε δελτοειδή (τριγωνική) διάταξη, και το τριθέσιο σενάριο και ο παρακόπτης κενού χώρου εγκαταστάνται κατακόρυφα, οπότε επιτυγχάνεται η μέγιστη χρήση των διαστάσεων χώρου και επιτυγχάνεται μικρό μέγεθος και μεγάλη δυναμικότητα.