SF6 링 메인 유닛(RMUs): 현재 전력 공급 방법, 발전 전망, 금속 피복 스위치기어에 대한 장점 및 결론

현재 SF6 링 메인 유닛을 사용한 전력 공급 방법

그리드 성능 향상을 위해 기존의 SF6 링 메인 유닛(RMUs) 설계가 더욱 최적화되었습니다. 2세대 SF6 RMUs의 주요 특징은 접지된 폐쇄형 에폭시 수지 하우징과 SF6 가스를 절연 매체로 사용하는 것입니다. 두 개의 3위치 부하 스위치와 하나의 3위치 아크 회전 회로 차단기가 단일 밀폐 유닛에 통합되어 압력 해방 안전 밸브가 장착되어 있습니다. 아크 소멸 실패 시 안전 밸브가 케비넷 앞에서 작업자의 안전을 보장하기 위해 하우징 내부의 압력을 방출합니다.

시스템 내 이동 부품이 적고, 작은 밀폐 가스 실, 컴팩트한 구조, 완전한 기능, 낮은 비용 등의 장점으로 인해 이러한 RMUs는 지난 10년 동안 널리 사용되었으며 매우 안정적이고 안전함이 입증되었습니다. 오픈 루프 배전망에서 여러 주요 노드 RMUs를 모니터링하고 원격 제어함으로써 고장 후 몇 분 만에 전력 복구가 가능하여 고장 식별 및 격리 시간을 크게 줄이고 사용자 전력 손실을 최소화할 수 있습니다.

SF6 RMU 전력 공급 방법의 발전 전망

SF6 링 메인 전력 공급은 그리드 기반 전력 배분의 프로토타입 및 초기 단계로서 더 높은 전력 공급 신뢰성을 달성하는 기초를 제공합니다. "그리드 기반" 계획은 도시 관제 상세 계획을 기반으로 하며, 고신뢰성 사용자 요구 사항을 충족하는 새로운 "하향식" 배전망 계획, 건설, 운영, 관리 모델을 대표합니다.

그리드 기반 계획과 변환을 통해 배전 장비의 평균 활용률을 적절히 증가시키고, 그리드 내외에서 방향 전송 능력을 확립하여 하위 그리드가 상위 그리드를 최대한 지원할 수 있습니다. 이는 배전망 건설을 과학적으로 지도하고, 신뢰성 있는 전력 공급을 보장하며, 배전망의 고질적인 발전을 촉진하고, "그리드 기반 레이아웃, 세밀한 보호, 편리한 접근"을 특징으로 하는 강력하고 지능적인 배전망 구축에 중요합니다.

II. 금속 클래드 스위치기어에 비해 SF6 절연 RMUs의 "5개 예방" 잠금 장치의 장점

전력 공급 시스템에서 "5개 예방"(오류 스위칭, 부하 스위칭, 전압하의 접지, 접지 상태에서의 폐쇄, 전기 통신 구역 진입) 잠금 기술은 고압 스위치기어(특히 공기 절연 금속 클래드 스위치기어)에 대해 성숙하고 다양화되었습니다. 방법에는 미리 프로그래밍된 순서를 사용하는 마이크로프로세서 기반 잠금, 기계식 잠금, 기계 순차 잠금 또는 그 조합 등이 포함됩니다. 그러나 실제로 여전히 간과하기 쉬운 몇 가지 문제가 존재합니다:

금속 클래드 스위치기어의 인입 캐비닛에서 접지 스위치의 오작동 예방

일부 금속 클래드 스위치기어는 출입 및 인입 캐비닛 모두에 접지 스위치가 있습니다. 특히 바닥 피딩 스위치기어의 경우 접지 스위치의 오작동 위험이 종종 무시됩니다. 반면, SF6 RMUs는 인입 측의 접지 잠금 및 논리적 잠금으로 인해 본질적으로 이 문제를 피합니다.

전기 변압기 구역의 오작동 예방

컨테이너형 변전소에서 사용되는 금속 클래드 스위치기어의 경우, 운전 전력은 일반적으로 변압기의 저전압 측에서 유래합니다. 변압기 구역이 전기 상태일 때 전자 자석 잠금이 열릴 수 없으며, 구역이 전기를 차단하면 전압 표시기와 전자 자석 잠금 모두 전원이 차단되어 여전히 열리지 않습니다. 이는 수동으로 잠금을 해제하기 위해 해제 키가 필요하며, 안전 위험을 초래합니다.

SF6 RMUs는 전자 자석 잠금을 문 한도 스위치로 교체합니다. 이 스위치의 정상적으로 닫힌 접점은 변압기 캐비닛의 트립 회로와 직렬로 연결되며, 저전압 측에서 전원을 공급받습니다. 변압기 구역 문이 열리면 한도 스위치가 활성화되어 즉시 트립을 발생시켜 전원을 차단하여 전기 상태의 구역 진입을 효과적으로 방지합니다.

요약하자면, SF6 RMUs는 "5개 예방" 잠금 장치의 설계 복잡성을 크게 줄이고, 금속 클래드 스위치기어에서의 간과나 잠금 장치 실패로 인한 개인 피해 위험을 최소화합니다. 고압 전기 부분이 완전히 밀폐되어 접근 불가능한 본질적 특성 덕분에, SF6 RMUs는 금속 클래드 스위치기어보다 전문 및 비전문 유지보수 인원을 보호하는 데 있어 우월성을 더욱 강조합니다.

III. 금속 클래드 스위치기어에 비해 SF6 절연 RMUs의 운영상의 장점

완전 밀폐 절연, 유지 보수 불필요

SF6 RMUs의 모든 주요 전기 부품(예: 부하 스위치, 버스바)은 SF6 가스 실 내에 밀봉되어 습기, 염무, 먼지 등 외부 환경 요인에 영향을 받지 않습니다. 이를 통해 높은 신뢰성과 인원 안전을 보장하며, 진정한 유지 보수 불필요를 실현합니다. 핵심 구성 요소는 20년까지 유지 보수가 필요하지 않으며, 무인 배전실에도 적합합니다.

컴팩트한 구조, 공간 절약

SF6 RMUs는 컴팩트하고 공간 효율적이며, 단일 캐비닛 폭은 325mm(계량 캐비닛의 경우 696mm)에 불과하여 배전실의 면적을 크게 줄입니다. 이는 공간 제약이 있는 위치에 이상적입니다. 스위치기어와 캐비닛은 공장에서 완전히 조립되어 리프팅 러그를 갖추고 있어 현장 설치 시 단순히 캐비닛을 위치시킬 수 있습니다.

전형적인 10kV 배전실 프로젝트(이중 인입선, 6개의 출선, 버스 타이 섹션)를 예로 들어보겠습니다:

• KYN28 금속 클래드 스위치기어 사용: 10개의 장비가 필요, 각각 800mm 폭, 1500mm 깊이, 주체 면적 12㎡; 운영 및 유지 보수 여유 공간(앞쪽 1500mm, 뒤쪽 600mm) 추가 면적 16.8㎡; DC 스크린 면적 약 2㎡; 총 면적 약 30.2㎡.

• SF6 RMUs 사용: 9개의 베이는 필요, 각각 325mm 폭, 750mm 깊이, 주체 면적 2.20㎡; 600mm 앞쪽 유지 보수 여유 공간(검사 통로로도 사용) 추가 면적 1.75㎡; 추가 DC 스크린 필요 없음(자체 전원 보호 장치 이용 가능); 총 면적 약 3.95㎡. 금속 클래드 스위치기어와 비교해 26.25㎡ 절약, 큰 장점을 보여줍니다.

높은 보호 등급, 강한 환경 적응성

SF6 RMUs는 완전 밀폐 구조로, 가열기 필요 없이 결로를 방지합니다. 케이블 종단은 방수 및 밀봉되어 물에 잠겼을 때에도 작동할 수 있습니다. 스위치기어(퓨즈 부싱 포함)의 스테인리스 가스 실은 IP67 보호 등급을 달성했으며, 5m 깊이에서 24시간 전기 작동 국제 테스트를 성공적으로 통과했습니다.

반면, 금속 클래드 스위치기어는 실내 장비로, 회로 차단기와 통합되어 있습니다. 한 장비의 사고가 여러 장비에 영향을 미치고, 심지어는 변전소 전체의 정전으로 확산될 수 있습니다. 최근 6~35kV 수준에서 발생하는 회로 차단기 고장은 주로 습한 환경에서의 절연 저하, 불완전한 밀봉, 부족한 크리핑 거리, 부적절한 재료와 관련이 있습니다. SF6 RMUs는 완전히 밀폐되고 야외 적합한 설계로, 이러한 문제를 자연스럽게 피하고 해안 태풍이나 폭우와 같은 혹독한 조건에서도 신뢰성 있는 전력 공급을 유지하며, 훨씬 뛰어난 환경 적응성을 보여줍니다.

우수한 전기 성능, 높은 기술 파라미터

회로 차단기 캐비닛은 최대 25kA의 단락 회로 차단 용량을 달성할 수 있으며, 부하 스위치의 기계 수명은 5,000회 작동으로, 국가 표준 요구사항인 2,000회 작동을 크게 초과합니다.

결론

링 메인 유닛은 초기 폐쇄 루프 구조에서 개방 루프 구성을 거쳐, 오일 침지형 퓨즈 RMUs에서 오늘날의 고급 SF6 완전 절연 RMUs로 발전해왔습니다. 설계는 지속적으로 최적화되었으며, 안정성은 꾸준히 향상되었습니다. 금속 클래드 스위치기어와 비교하여, SF6 RMUs는 안전, 무인 운영, 공간 절약, 혹독한 환경 적응성, 전기 성능, 기술 파라미터 등에서 중요한 장점을 제공합니다. 이제 시정, 지하철, 건물 전력 공급 시스템에서 널리 사용되고 있습니다.