SF6 Ring Main Units (RMUs): Bieżące metody zasilania Rozwój perspektywy Zalety nad metalowymi szafami rozdzielczymi i wnioski

Obecna metoda zasilania przy użyciu jednostek pierścieniowych SF6

Aby poprawić wydajność sieci, projekt tradycyjnych jednostek pierścieniowych SF6 (RMU) został dalej zoptymalizowany. Kluczową cechą drugiej generacji RMU SF6 jest zastosowanie obudowy z epoksydowej żywicy, ziemskiej i zamkniętej, z gazem SF6 jako izolującym medium. Dwa przełączniki obciążenia o trzech pozycjach i jeden przerywacz obrotowy łuku o trzech pozycjach są zintegrowane w jednym szczelnym module, wyposażonym w zawór bezpieczeństwa odciążający. W przypadku niepowodzenia gaszenia łuku, zawór bezpieczeństwa uwalnia ciśnienie wewnątrz obudowy, zapewniając bezpieczeństwo operatora przed frontonem szafy.

Ze względu na zalety takie jak mniejsza liczba ruchomych części w systemie, mała objętość szczelnej komory gazu, zwarta struktura, kompleksowa funkcjonalność i niski koszt, te RMU były szeroko stosowane w ciągu ostatniej dekady i okazały się bardzo stabilne i bezpieczne. Poprzez monitorowanie i zdalne sterowanie kilkoma kluczowymi węzłami RMU w otwartych sieciach dystrybucyjnych, użytkownicy mogą mieć przywrócone zasilanie w ciągu minut po awarii, znacznie redukując czas identyfikacji i izolacji awarii oraz minimalizując utratę zasilania przez użytkowników.

Perspektywy rozwoju metody zasilania RMU SF6

Zasilanie pierścieniowe SF6, jako prototyp i początkowy etap dystrybucji opartej na sieci, dostarcza podstawy do osiągnięcia wyższej niezawodności zasilania. Planowanie "oparte na sieci", bazujące na szczegółowym planowaniu kontrolnym miast i mające na celu spełnienie wymagań użytkowników o wysokiej niezawodności, reprezentuje nowy model "od dołu" dla planowania, budowy, eksploatacji i zarządzania siecią dystrybucyjną.

Przez planowanie i transformację oparte na sieci, średnie wykorzystanie sprzętu dystrybucyjnego można odpowiednio zwiększyć, a także ustanowić możliwości kierunkowego transferu w obrębie i między sieciami, maksymalizując wsparcie niższych sieci dla wyższych sieci. Jest to istotne dla naukowego kierowania budową sieci dystrybucyjnej, zapewnienia niezawodnego zasilania, promowania wysokiej jakości rozwoju sieci dystrybucyjnej i budowy silnej i inteligentnej sieci dystrybucyjnej charakteryzującej się "układem opartym na sieci, precyzyjną ochroną i łatwym dostępem".

II. Zalety RMU z izolacją SF6 nad metalowymi szafami przełączników w zakresie pięciu zabezpieczeń

W systemach zasilania technologia zabezpieczeń "pięciu ochron" (zapobiegających błędnej zmianie stanu, zmianie obciążenia, ziemniowaniu pod napięciem, zamykaniu z ziemniowaniem i wchodzeniu do skrzynek pod napięciem) dla wysokonapięciowych szaf przełączników (szczególnie szaf powietrzno-izolowanych w metalowej obudowie) jest dojrzała i różnorodna. Metody obejmują mikroprocesorowe zabezpieczenia oparte na uprzednio zaprogramowanych sekwencjach, mechaniczne zabezpieczenia, mechaniczne zabezpieczenia sekwencyjne lub ich kombinacje. Jednak w praktyce nadal występują pewne łatwo pomijane problemy:

Zapobieganie błędnym operacjom przełączników ziemniowych w szafach wejściowych metalowych szaf przełączników

Niektóre metalowe szafy przełączników mają przełączniki ziemniowe zarówno w szafach wychodzących, jak i wchodzących. Szczególnie dla szaf z dolnym zasilaniem, ryzyko błędnego działania przełącznika ziemniowego często jest pomijane. W przeciwieństwie do tego, RMU SF6 unikają tego problemu dzięki zabezpieczeniom ziemniowym i logicznym zabezpieczeniom po stronie wejściowej.

Zapobieganie błędnym operacjom w skrzynkach transformatorów pod napięciem

W metalowych szafach przełączników używanych w kontenerowych stacjach transformatorowych, energia robocza jest zwykle pobierana ze strony niskiego napięcia transformatora. Gdy skrzynka transformatora jest pod napięciem, zamek magnetyczny nie może być otwarty; gdy skrzynka jest bez napięcia, wskaźnik napięcia i zamek magnetyczny tracą zasilanie, co nadal uniemożliwia otwarcie. Wymaga to klucza do ręcznego odblokowania, tworząc zagrożenie bezpieczeństwa.

RMU SF6 zastępują zamek magnetyczny przełącznikiem końca drzwi. Kontakt normalnie zamknięty tego przełącznika jest połączony szeregowo z obwodem wyłączania skrzynki transformatora, zasilanym ze strony niskiego napięcia. Po otwarciu drzwi skrzynki transformatora, przełącznik końcowy aktywuje się, natychmiast wyzwalając wyłączenie, aby przerwać zasilanie, efektywnie zapobiegając wchodzeniu do skrzynek pod napięciem.

Podsumowując, RMU SF6 znacznie zmniejszają złożoność projektu zabezpieczeń "pięciu ochron" i minimalizują ryzyko obrażeń osobistych spowodowanych przeoczeniami lub awariami zabezpieczeń w metalowych szafach przełączników. Połączone z naturalną cechą pełnego zamknięcia i niedostępności części wysokonapięciowych, RMU SF6 jeszcze bardziej podkreślają swoją przewagę w ochronie zarówno profesjonalnych, jak i nieprofesjonalnych personelu obsługi w porównaniu do metalowych szaf przełączników.

III. Operacyjne zalety RMU z izolacją SF6 nad metalowymi szafami przełączników

Pełna izolacja szczelna, bez konserwacji

Wszystkie główne części pod napięciem (np. przełączniki obciążenia, tory) RMU SF6 są zamknięte w komorze gazowej SF6, odpornością na czynniki środowiskowe takie jak wilgoć, mgła solna i kurz. Zapewnia to wysoką niezawodność i bezpieczeństwo personelu, rzeczywiście osiągając działanie bez konserwacji. Kluczowe komponenty mogą działać do 20 lat bez konserwacji, co sprawia, że są one odpowiednie dla nieobsadzonych sal dystrybucyjnych.

Zwarta struktura, oszczędzająca miejsce

RMU SF6 są zwarte i oszczędzające miejsce, z szerokością pojedynczej szafy tylko 325 mm (696 mm dla szaf pomiarowych), znacznie zmniejszając obszar zajmowany w salach dystrybucyjnych i będąc idealnym rozwiązaniem dla miejsc o ograniczonej przestrzeni. Przełączniki i obudowy są w pełni montowane w fabryce z uchwytami do podnoszenia, co umożliwia łatwe montaż na miejscu poprzez proste ustawienie obudowy.

Na przykładzie typowego projektu sali dystrybucyjnej 10 kV (podwójne linie wejściowe, sześć linii wychodzących, sekcja wiązania busów):

• Używając metalowych szaf przełączników KYN28: wymagane 10 jednostek, każda o szerokości 800 mm i głębokości 1500 mm, powierzchnia korpusu 12 m²; uwzględniając przestrzeń operacyjną i konserwacyjną (1500 mm z przodu, 600 mm z tyłu), dodatkowa powierzchnia 16,8 m²; powierzchnia ekranu DC około 2 m²; całkowita powierzchnia około 30,2 m².

• Używając RMU SF6: wymagane 9 sekcji, każda o szerokości 325 mm i głębokości 750 mm, powierzchnia korpusu 2,20 m²; uwzględniając przestrzeń konserwacyjną z przodu 600 mm (także jako przejście inspekcji), dodatkowa powierzchnia 1,75 m²; nie potrzeba dodatkowego ekranu DC (dostępne urządzenia ochronne z własnym zasilaniem); całkowita powierzchnia około 3,95 m². W porównaniu do metalowych szaf przełączników, to oszczędza 26,25 m², demonstrując znaczną przewagę.

Wysoka ocena ochrony, silna adaptacja do środowiska

RMU SF6 mają pełną strukturę szczelną, eliminującą potrzebę grzewarek i zapobiegającą kondensacji. Zakończenia kabli są wodoszczelne i szczelne, umożliwiając działanie nawet podczas zanurzenia. Stalowa komora gazowa przełącznika (w tym bushingi zbezpieczników) osiąga ocenę ochrony IP67 i pomyślnie przeszła międzynarodowe testy 24-godzinnej pracy pod napięciem pod wodą na głębokości 5 metrów.

W porównaniu, metalowe szafy przełączników to sprzęt wewnętrzny, zintegrowany z przerywaczami. Wypadek w jednej jednostce często wpływa na wiele urządzeń i może nawet eskalować do awarii całej stacji transformatorowej. Ostatnie awarie przerywaczy, szczególnie na poziomie 6-35 kV, często są związane z degradacją izolacji w wilgotnych warunkach, słabym szczelnieniem, niewystarczającą odległością pełzania i niewłaściwymi materiałami. RMU SF6, dzięki swojej pełnej, zamkniętej i nadającej się do zewnętrznej instalacji konstrukcji, naturalnie unikają tych problemów i utrzymują niezawodne zasilanie nawet w surowych warunkach, takich jak tajfuny nadbrzeżne i ulewy, demonstrując znacznie lepszą adaptację do środowiska.

Wybitne właściwości elektryczne, wysokie parametry techniczne

Szafy przerywacze mogą osiągnąć zdolność przerwania krótkiego spięcia do 25 kA; żywotność mechaniczna przełączników obciążenia dochodzi do 5000 cykli, znacznie przekraczając narodowy standard wymagający 2000 cykli.

Podsumowanie

Jednostki pierścieniowe ewoluowały od początkowych struktur zamkniętych do konfiguracji otwartych, przechodząc przez jednostki pierścieniowe z zabezpiecznikami olejowymi do dzisiejszych zaawansowanych RMU w pełni izolowanych SF6. Projekty były ciągle optymalizowane, a stabilność stale się poprawiała. W porównaniu do metalowych szaf przełączników, RMU SF6 oferują znaczące przewagi w bezpieczeństwie, działaniu bez obsługi, oszczędzaniu przestrzeni, adaptacji do surowych warunków, właściwościach elektrycznych i parametrach technicznych. Są teraz szeroko stosowane w systemach zasilania miejskich, metra i budynków.