24kV Održivački slobodna ekološka plin-insulirana RMU sa pametnim monitorovanjem – Spremna za gradske mreže

U poređenju sa 12kV, 24kV može snabdevati većim količinama električne energije, smanjiti gubitke na linijama i široko se koristi na inozemnim tržištima.

SF₆ je staklenični gas čiji potencijal za iscrpljivanje ozonskog sloja je preko 20.000 puta veći od CO₂. Njegova upotreba mora biti ograničena; zato srednjenskih napona aparatura ne sme koristiti SF₆ kao izolacioni gas.

Za aparaturu, ekološki prihvatljivi gasovi su oni koji ne sadrže SF₆ kao izolacioni ili gas za ugašanje lukovine. Primeri uključuju prirodne gasove (poput azota i ugljičnog dioksida), mešavine gasova i sintetički gasove.

Ključni izazov za ekološki prihvatljivu gasno-izolovanu aparaturu leži u ispunjenju izolacionih zahteva. Dok su 12kV ekološki prihvatljive gasno-izolovane koloturne jedinice (RMUs) prilično razvijene, modeli na 24kV imaju relativno malo razvojnih timova. To je zato što je domaća potražnja za opremom na 24kV niska i njegov dizajn je složeniji—samo nekoliko proizvođača kompletnih sklopova sa izvoznim potrebama razvija takve proizvode.

U suštini, dizajn aparature na 24kV može biti pojednostavljen putem sledećih pristupa:

• Čvrsta kompozitna izolacija: Ovo osigurava da busbar ispuni zahteve za otpornost na napon. Povećanjem razmaka izolacije ili proširenjem veličine rezervoara za gas takođe se mogu ispuniti standardi za otpornost na napon.

• Povećanje tlaka gasa: Podizanje relativnog tlaka sa 0,04MPa na 0,14MPa rešava oba zahteva za izolaciju i otpornost na napon, sa jedinim dodatnim korakom zamene komore za ugašanje lukovine sa onom namenom za 24kV.

Alternativno, može se koristiti C4/C5 sintetički gas mešan sa CO₂, jer njegova izolaciona jakost je slična onoj SF₆. Mali unapređenja izolacionog sistema RMU-a temeljenog na SF₆ mogu omogućiti da ispune zahteve za otpornost na napon na 24kV. Međutim, C4/C5 je takođe staklenični gas—iako je njegov potencijal za globalno zagrevanje (GWP) samo 1/20 onog SF₆. Takođe, nakon ugašenja lukovine dekomponuje se u otrovite gasove, što nije povoljno za održivi razvoj.

Razmak između podnapetih delova prekidača određen je impulsnom otpornosti na napon:

• Za opremu na 24kV, impulsnata otpornost na napon je 125kV, što odgovara vazdušnom razmaku od 220mm (ili 95mm ako se koriste 3M termoskrčivači i BPTM okrugli busbari).

• Za opremu na 12kV, impulsnata otpornost na napon je 75kV, sa vazdušnim razmkom od 120mm (ili 55mm sa istim 3M termoskrčivačima i BPTM busbarima).

Za bočno montirane prekidačne jedinice u RMU-ovima, zahtevi za razmak kod kompozitne izolacije mogu biti u potpunosti ispunjeni.

Najranije 24kV čvrsto-izolovane koloturne jedinice uključuju Eatonove SVS i Xirui proizvode. Zbog toga što su prekidači dizajnirani od strane Xirui za inozemna tržišta dvostruki—što znači da su prekidači ili u položaju zatvoreno ili u položaju zazemljeni—ovaj dizajn nije ispunio zahtev Kine za trostrano operiranje sa postepenim kontrolama, pa je morao biti dodat položaj izolacije između ta dva položaja.

Način na koji se ostvaruje minijaturizacija proizvoda, ekonomičnost i adaptabilnost na okruženje određuje pravac razvoja 24kV ekološki prihvatljivih gasno-izolovanih koloturnih jedinica. Čvrsta kompozitna izolacija ima visoku cenu i još uvek teško rešava problem otpornosti na napon izolacijskih prekidača. Istovremeno, budući da alternativni gasovi poput suhe zrake i azota nemaju dovoljnu izolacionu jakost, razmak prekidača i zemljište moraju biti slični onima za prirodnu zraku, tj. ≥220mm. To dovodi do toga da takvi rotativni trostrani prekidači zahtevaju veliku veličinu, dok linearni prekidači suočavaju određene teškoće bilo u povećanju visinske dimenzije, bilo širine. Uvođenje dvostrukog prekidača za izolaciju i zazemljenje može rešiti problem prevelikih izolacijskih prekidača.

Da bi se pružio pritisak za punjenje gasa, potrebno je rešiti problem čvrstoće kućišta. Upotreba aluminijumsko legirane cilindrične strukture omogućava optimizaciju dimenzija, uniformnost električnog polja i dobru disipaciju toplote. Unutrašnji busbari su raspoređeni u delta (trouglastu) konfiguraciju, a trostrani prekidač i vakuumski prekidač su instalirani vertikalno, što maksimalno iskorišćava prostorne dimenzije i ostvaruje mali oblik i visoku kapacitet snage.