SF6 кръгови разпределителни устройства (RMUs): Съвременни методи на захранване с електроенергия, перспективи за развитие, предимства в сравнение с метално-облицованото разпределително оборудване и заключения

Съвременни методи на електропитане с използване на SF6 кольцеви възли

За подобряване на производителността на мрежата, дизайнът на традиционните SF6 кольцеви възли (RMUs) е оптимизиран. Ключова характеристика на второто поколение SF6 RMUs е използването на заземена, облечена в епоксидна смола кутия, с SF6 газ като изолиращ сред. Две трипозиционни бременни ключове и един трипозиционен дугов ротационен прекъсвач са интегрирани в един запечатан модул, оборудван с предпазен клапан за отдаване на налягането. В случай на неуспешно угасяване на дугата, предпазният клапан освобождава вътрешното налягане, осигурявайки безопасността на оператора пред кабинета.

Благодарение на предимствата като по-малко движещи се части в системата, малък обем на запечатаната газова камера, компактен конструкция, пълна функционалност и ниска цена, тези RMUs са широко използвани през последното десетилетие и са доказали висока стабилност и безопасност. Чрез мониторинг и дистанционно управление на няколко ключови RMUs в разтворени разпределителни мрежи, потребителите могат да възстановят електропитането в минути след авария, значително намалявайки времето за идентификация и изолация на аварията и минимизирайки загубата на енергия за потребителите.

Перспективи за развитие на метода на електропитане с SF6 RMU

Електропитането с SF6 кольцеви възли, като прототип и начален етап на мрежово-базираното разпределение, предоставя основа за по-висока надеждност на електропитането. „Мрежово-базираното“ планиране, основано на детайлното градско контролно планиране и с цел да отговаря на изискванията на потребителите за висока надеждност, представлява нова „отдолу нагоре“ модель за планиране, строителство, експлоатация и управление на разпределителните мрежи.

Чрез мрежово-базирано планиране и преобразуване, средната степен на използване на разпределителното оборудване може да бъде подходящо увеличена и могат да бъдат създадени способности за насочено прехвърляне в рамките и между мрежите, което максимизира подкрепата на нижните мрежи към горните. Това е важно за научно-техническо насочаване на строителството на разпределителните мрежи, осигуряване на надеждно електропитане, насърчаване на качественото развитие на разпределителните мрежи и създаване на силна и умна разпределителна мрежа, характеризираща се с „мрежово-базирана конфигурация, прецизна защита и лесен достъп“.

II. Предимства на SF6 изолираните RMUs над металните капаци при „Петте предпазни мерки“

В системите за електропитане, технологията за „Петте предпазни мерки“ (предотвратяване на грешки при свързване, свързване под бреме, заземяване при напрежение, свързване при заземяване и влизане в заредени отделения) за високо напрежение (специално за метално-облечено въздух-изолирано оборудване) е усъвършенствана и разнообразена. Методите включват микропроцесорни предпазни устройства с предварително програмирани последователности, механични предпазни устройства, механични последователни замкове или комбинации от тях. Въпреки това, все още съществуват някои лесно пропуснати проблеми в практиката:

Предотвратяване на грешки при заземяване на входящите кабинети на метално-облечено оборудване

Някои метално-облечени устройства имат заземяващи ключове както в изходящите, така и в входящите кабинети. Особено за устройствата с долното подаване, рискът от грешки при заземяване често се пренебрегва. В сравнение, SF6 RMUs избегват този проблем благодарение на заземяващи и логически предпазни устройства на входящата страна.

Предотвратяване на грешки при заредени трансформаторни отделения

В метално-обличените устройства, използвани в контейнерни трансформаторни станции, оперативната мощност обикновено се извлича от нисконапрегнатата страна на трансформатора. Когато трансформаторното отделение е заредено, електромагнитния ключ не може да бъде отворен; когато отделението е деактивирано, индикаторът за наличието на напрежение и електромагнитния ключ губят мощност, все още предотвратявайки отварянето. Това изисква ръчно отключване с ключ, което създава опасност.

SF6 RMUs заменят електромагнитния ключ с ключ за ограничаване на вратата. Нормално затворените контакти на този ключ са свързани в серия с цепта за отключване на трансформаторната кутия, захранвана от нисконапрегнатата страна. След отварянето на вратата на трансформаторното отделение, ключът за ограничаване активира, веднага задействайки отключване, което прекъсва мощността и ефективно предотвратява влизането в заредени отделения.

Обобщавайки, SF6 RMUs значително намаляват сложността на дизайна на „Петте предпазни мерки“ и минимизират рисковете от лични повреди, причинени от пропуски или събораване на предпазни устройства в метално-облечени устройства. Комбинирано с вродената особеност, че високонапрегнатите живи части са напълно облечени и недостъпни, SF6 RMUs подчертават своето превъзходство в защитата както на професионалния, така и на непрофесионалния персонал в сравнение с метално-облечени устройства.

III. Експлуатационни предимства на SF6 изолираните RMUs над металните капаци

Пълно запечатано изолиране, без обслужване

Всички основни живи компоненти (например, бременни ключове, шини) на SF6 RMUs са запечатани в камера с SF6 газ, невъзприемчиви за външни фактори като влажност, солен мъгла и прах. Това гарантира висока надеждност и безопасност на персонала, наистина постигайки работа без обслужване. Основните компоненти могат да продължат до 20 години без поддръжка, правейки ги подходящи за неприсъстващи разпределителни помещения.

Компактна конструкция, спестяваща пространство

SF6 RMUs са компактни и спестяващи пространство, с ширина на единична кутия само 325 мм (696 мм за кутии за измерване), значително намалявайки площта в разпределителните помещения и правейки ги идеални за места с ограничен пространствен ресурс. Устройствата и кутиите са напълно сглобени в завод, с хапчета за вдигане, позволяващи лесна установка на място чрез просто позициониране на кутията.

Да вземем за пример типичен проект за разпределителна станция на 10 кV (двойно входящо, шест изходящо, секция за свързване на шини):

• Използване на KYN28 метално-облечено оборудване: необходими са 10 единици, всяка с широчина 800 мм и дълбочина 1500 мм, основна площ 12 м²; като се вземе предвид оперативното и поддръжката пространство (1500 мм отпред, 600 мм отзад), допълнителна площ 16.8 м²; площта на DC екрана около 2 м²; общата площ около 30.2 м².

• Използване на SF6 RMUs: необходими са 9 клетки, всяка с широчина 325 мм и дълбочина 750 мм, основна площ 2.20 м²; като се вземе предвид 600 мм отпред за поддръжка (също служеща като проверъчен коридор), допълнителна площ 1.75 м²; няма нужда от допълнителен DC екран (достъпни са самозахранени защитни устройства); общата площ около 3.95 м². В сравнение с метално-обличено оборудване, това спестява 26.25 м², демонстрирайки значително предимство.

Висока степен на защита, силна адаптивност към околната среда

SF6 RMUs разполагат с пълно запечатана конструкция, без нужда от нагреватели и предотвратяване на кондензация. Кабелните завършващи части са водонепроницаеми и запечатани, позволявайки работа дори при потопяване. Неръждаемата газова камера на устройствата (включително фузионните бушони) достига степен на защита IP67 и успешно е преминала международни тестове за 24 часа работещи под напрежение под вода на дълбочина 5 метра.

В сравнение, метално-обличеното оборудване е вътрешно, интегрирано с прекъсвачи. Авария в една единица често влияе на множество устройства и дори може да се разшири до изключване на цялата трансформаторна станция. Недавните аварии на прекъсвачи, особено на ниво 6–35 кV, често са свързани с деконволюция на изолацията в влажни условия, слаба герметизация, недостатъчен пробойен разстояние и неподходящи материали. SF6 RMUs, с техния напълно облечен, подходящ за извъншна употреба дизайн, естествено избягват тези проблеми и поддържат надеждно електропитане дори при сурови условия като крайбрежни тайфуни и силни дъждове, демонстрирайки значително по-голяма адаптивност към околната среда.

Отлични електрически характеристики, високи технически параметри

Кутиите за прекъсвачи могат да постигнат капацитет за прекъсване на късо замыкание до 25 кA; механичният живот на бременни ключове достига 5,000 операции, значително надхвърляйки националните стандарти, които изискват 2,000 операции.

Заключение

Кольцевите възли са эволюирали от първоначалната затворена кольцева структура до разтворена конфигурация, преминавайки през маслено-изолирани фузионни RMUs до днешните напредъквали SF6 напълно изолирани RMUs. Дизайнът е постоянно оптимизиран, а стабилността е последователно подобрена. В сравнение с метално-обличеното оборудване, SF6 RMUs предлагат значителни предимства в безопасност, работа без присъствие, спестяване на пространство, адаптивност към сурова околната среда, електрически характеристики и технически параметри. Те са широко използвани в градски, метрополитенски и сградни системи за електропитане.