SF6 кольцевые главные распределительные устройства (RMUs): текущие методы питания электричеством развитие перспективы преимущества перед металлическими оболочками и выводы

Современный метод электроснабжения с использованием SF6-кольцевых распределительных устройств

Для улучшения производительности сети конструкция традиционных SF6-кольцевых распределительных устройств (RMU) была дополнительно оптимизирована. Ключевой особенностью второго поколения SF6 RMU является использование заземленного, герметичного корпуса из эпоксидной смолы, с SF6 газом в качестве изоляционного материала. Два трехпозиционных нагрузочных выключателя и один трехпозиционный дугогасящий выключатель интегрированы в одно герметичное устройство, оснащенное предохранительным клапаном для сброса давления. В случае неудачного гашения дуги, предохранительный клапан выпускает внутреннее давление из корпуса, обеспечивая безопасность оператора перед шкафом.

Благодаря преимуществам, таким как меньшее количество подвижных частей в системе, малый объем герметичной газовой камеры, компактная структура, полная функциональность и низкая стоимость, эти RMU широко использовались в течение последнего десятилетия и показали высокую стабильность и безопасность. Мониторинг и удалённое управление несколькими ключевыми узловыми RMU в открытых распределительных сетях позволяет восстановить питание в течение нескольких минут после возникновения неисправности, значительно сокращая время обнаружения и локализации неисправностей и минимизируя потери электроэнергии пользователей.

Перспективы развития метода электроснабжения с использованием SF6 RMU

Электроснабжение с использованием SF6-кольцевых распределительных устройств, как прототип и начальная стадия сетевого распределения, предоставляет основу для достижения более высокой надежности электроснабжения. "Сетевое" планирование, основанное на детальном городском контроле и направленное на удовлетворение требований к высокой надежности, представляет собой новую модель "снизу вверх" для планирования, строительства, эксплуатации и управления распределительными сетями.

Через сетевое планирование и модернизацию средний коэффициент использования оборудования распределения можно увеличить, а также установить возможности направленного переключения внутри и между сетями, что максимизирует поддержку нижестоящих сетей верхними. Это важно для научного руководства строительством распределительных сетей, обеспечения надежного электроснабжения, продвижения высококачественного развития распределительных сетей и создания прочной и интеллектуальной распределительной сети, характеризующейся "сетевым расположением, тонкой защитой и удобным доступом."

II. Преимущества SF6-изолированных RMU над металлическими шкафами в "пяти предупреждениях" блокировках

В системах электроснабжения технология "пяти предупреждений" (предотвращение ошибочного переключения, переключения под нагрузкой, заземления под напряжением, закрытия с заземлением и входа в заряженные отсеки) для высоковольтных коммутационных устройств (в частности, воздушно-изолированных металлических шкафов) достигла зрелости и разнообразия. Методы включают микропроцессорные блокировки с предварительно запрограммированными последовательностями, механические блокировки, механические последовательные замки или их комбинации. Однако на практике все еще существуют некоторые легко упускаемые проблемы:

Предотвращение ошибочных действий при работе заземляющих выключателей в входных шкафах металлических шкафов

Некоторые металлические шкафы имеют заземляющие выключатели как в выходных, так и в входных шкафах. Особенно для шкафов с нижним питанием, риск ошибочного действия заземляющего выключателя часто игнорируется. В отличие от этого, SF6 RMU изначально избегают этой проблемы благодаря заземляющим блокировкам и логическим блокировкам на входной стороне.

Предотвращение ошибочных действий при работе заряженных отсеков трансформаторов

В металлических шкафах, используемых в контейнерных подстанциях, рабочая мощность обычно берется со стороны низкого напряжения трансформатора. Когда отсек трансформатора заряжен, электромагнитный замок не может быть открыт; когда отсек разряжен, индикатор наличия напряжения и электромагнитный замок теряют питание, что по-прежнему препятствует открытию. Для этого требуется ручное открытие с помощью ключа, что создает опасность.

SF6 RMU заменяют электромагнитный замок дверным концевым выключателем. Нормально замкнутый контакт этого выключателя подключен последовательно к цепи отключения отсека трансформатора, питаемому со стороны низкого напряжения. Как только дверь отсека трансформатора открывается, концевой выключатель активируется, немедленно вызывая отключение питания, эффективно предотвращая вход в заряженные отсеки.

В целом, SF6 RMU значительно уменьшают сложность дизайна "пяти предупреждений" блокировок и минимизируют риски травм, вызванных пропусками или отказами блокировок в металлических шкафах. В сочетании с врожденной особенностью, при которой высоковольтные живые части полностью закрыты и недоступны, SF6 RMU еще больше подчеркивают свое превосходство в защите как профессионального, так и непрофессионального персонала по сравнению с металлическими шкафами.

III. Эксплуатационные преимущества SF6-изолированных RMU над металлическими шкафами

Полная герметичная изоляция, не требующая обслуживания

Все основные живые компоненты (например, нагрузочные выключатели, шины) SF6 RMU герметично закрыты в камере SF6 газа, не подвержены внешним факторам окружающей среды, таким как влажность, солевой туман и пыль. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность персонала, действительно достигая безобслуживаемой работы. Основные компоненты могут работать до 20 лет без обслуживания, что делает их подходящими для необслуживаемых распределительных помещений.

Компактная структура, экономия пространства

SF6 RMU компактны и экономят пространство, ширина одного шкафа составляет всего 325 мм (696 мм для шкафов учета), что значительно уменьшает занимаемую площадь в распределительных помещениях и делает их идеальными для мест с ограниченным пространством. Коммутационные устройства и корпуса полностью собраны на заводе с подъемными проушинами, что позволяет легко устанавливать их на месте, просто располагая корпус.

На примере типичного проекта распределительного помещения 10 кВ (двойное входное питание, шесть выходных линий, секционирование шины):

• Использование металлических шкафов KYN28: требуется 10 единиц, каждая шириной 800 мм и глубиной 1500 мм, площадь основного тела 12 м²; с учетом зазора для обслуживания (1500 мм спереди, 600 мм сзади), дополнительная площадь 16,8 м²; площадь экрана постоянного тока около 2 м²; общая площадь около 30,2 м².

• Использование SF6 RMU: требуется 9 ячеек, каждая шириной 325 мм и глубиной 750 мм, площадь основного тела 2,20 м²; с учетом зазора для обслуживания спереди 600 мм (также служит проходом для осмотра), дополнительная площадь 1,75 м²; дополнительный экран постоянного тока не требуется (доступны автономные защитные устройства); общая площадь около 3,95 м². По сравнению с металлическими шкафами это экономит 26,25 м², демонстрируя значительное преимущество.

Высокая степень защиты, сильная адаптивность к окружающей среде

SF6 RMU имеют полностью герметичную конструкцию, что исключает необходимость нагревателей и предотвращает образование конденсата. Концевые муфты кабелей водонепроницаемы и герметичны, позволяя работать даже при погружении. Нержавеющая стальная газовая камера коммутационного устройства (включая фарфоровые втулки) имеет степень защиты IP67 и успешно прошла международные испытания на работу под напряжением в течение 24 часов под водой на глубине 5 метров.

В отличие от этого, металлические шкафы являются внутренним оборудованием, интегрированным с выключателями. Авария в одном устройстве часто влияет на несколько устройств и может даже привести к остановке всей подстанции. Недавние отказы выключателей, особенно на уровне 6-35 кВ, часто связаны с деградацией изоляции в условиях высокой влажности, плохой герметичностью, недостаточной длиной пути утечки и неподходящими материалами. SF6 RMU, с их полностью закрытой конструкцией, подходящей для наружного использования, естественным образом избегают этих проблем и обеспечивают надежное электроснабжение даже в суровых условиях, таких как тропические циклоны и сильные дожди на побережье, демонстрируя значительно лучшую адаптивность к окружающей среде.

Отличные электрические характеристики, высокие технические параметры

Шкафы выключателей могут обеспечивать способность размыкания короткого замыкания до 25 кА; механический ресурс нагрузочных выключателей достигает 5000 операций, значительно превышая национальный стандарт в 2000 операций.

Заключение

Распределительные устройства кольцевого типа эволюционировали от первоначальных замкнутых структур до открытых конфигураций, переходя от масляных предохранительных RMU к современным продвинутым SF6-полностью изолированным RMU. Дизайн постоянно оптимизировался, а стабильность постепенно улучшалась. По сравнению с металлическими шкафами, SF6 RMU предлагают значительные преимущества в безопасности, необслуживаемой работе, экономии пространства, адаптивности к суровым условиям, электрических характеристиках и технических параметрах. Они широко используются в системах электроснабжения муниципальных, метрополитеновских и строительных объектов.