SF6 kolazne enote (RMUs): Trenutni načini oskrbe s struja, razvojne perspektive, prednosti pred metalnimi ohišji in zaključki

Trenutna metoda oskrbe s SF6 kolnimi enotami

Za izboljšanje zmogljivosti mreže je bila dizajn tradicionalnih SF6 kolnih enot (RMU) dodatno optimiziran. Ključna značilnost drugih generacij SF6 RMU-jev je uporaba zaslonjenega epoksidnega presedenca za kužo, z SF6 plinom kot dielektričnim medijem. Dva preklopna ventila z tremi položaji in en nihanjski preklopnik z tremi položaji so integrirani v eno zaprto enoto, opremljeno z varnostnim ventilom za olajšanje tlaka. V primeru neuspeha ugasnitve luka izpušča varnostni ventil notranji tlak iz kuže, kar zagotavlja varnost operaterja pred ohišjem.

Iz koristnosti, kot so manj gibanikov v sistemu, majhna zaprta prostornina plinske komore, kompaktna struktura, popolna funkcionalnost in nizka cena, so te RMU-je široko uporabljali v zadnjih desetletjih in se izkazale za zelo stabilne in varne. S spremljanjem in oddaljenim nadzorom več ključnih vozliščnih RMU-jev v odprti porazdelitveni mreži lahko uporabniki obnovijo električno oskrbo v minuti po napaki, kar znatno zmanjša čas za identifikacijo in izolacijo napake ter minimalizira izgubo energije uporabnikom.

Razvojne perspektive metode oskrbe s SF6 kolnimi enotami

SF6 kolna oskrba, kot prototip in začetna faza mrežno temeljene distribucije, prinaša osnovo za dosego višje zanesljivosti oskrbe s struje. "Mrežno temeljeno" načrtovanje, ki temelji na podrobnem urbanem načrtovanju in cilju, da zadostuje visokim zahtevam zanesljivosti, predstavlja nov "od spodaj navzgor" model za načrtovanje, gradnjo, delovanje in upravljanje distribucijske mreže.

Skupaj s mrežno temeljnim načrtovanjem in preoblikovanjem se povprečna raba distribucijske opreme ustrezno poveča, vzpostavljajo se usmerjena prenosna zmogljivosti znotraj in med mrežami, kar največjo mero podpira spodnje mreže zgornjim mrežam. To je pomembno za znanstveno vodstvo pri gradnji distribucijske mreže, zagotavljanju zanesljive oskrbe, spodbujanju kakovostnega razvoja distribucijske mreže in gradnji močne in pametne distribucijske mreže, karakterizirane s "mrežno postavitvijo, natančno zaščito in lažjo dostopnostjo."

II. Prednosti SF6 izoliranih RMU-jev nad metalnimi skrinjami v "petih preprekah"

V sistemih oskrbe s struje je tehnologija "petih preprek" (preprečevanje napačnega preklapljanja, preklapljanja pod nalogom, zemljenja pod napetostjo, zapiranja z zemljenjem in vstopa v napeto kužo) za visokonapetostne preklopnike (specifično za zračno izolirane metalne skrinje) dosegla zrelost in raznolikost. Metode vključujejo mikroprocesorske prepreke s predprogramiranimi zaporedji, mehanske prepreke, mehanske zaporne ključnice ali kombinacije teh. Vendar pa v praksi še vedno obstajajo nekatere hitro opominjene težave:

Preprečevanje napačnega delovanja zemljenja v vhodnih skrinjah metalnih skrinj

Nekatere metalne skrinje imajo zemljenje v izhodnih in vhodnih skrinjah. Zlasti za dnu-zasilane skrinje je pogosto prezrta tveganja napačnega delovanja zemljenja. V nasprotju s tem SF6 RMU-ji samoumevno izogibajo tej težavi zaradi zemljenja in logičnih preprek na vhodni strani.

Preprečevanje napačnega delovanja v napetih transformatorjih

Pri uporabi metalnih skrinj v kontejnerskih pretvorilih je operativna moč tipično izvedena iz nizkonapetostne strani transformatorja. Ko je kuža transformatorja napeta, ne more biti odprt elektromagnetni zaklep; ko je kuža raznapeta, izgubi napetost indikator prisotnosti napetosti in elektromagnetni zaklep, kar še vedno preprečuje odpiranje. To zahteva ročno odklepanje z odklepno ključico, kar ustvarja varnostno tveganje.

SF6 RMU-ji zamenjajo elektromagnetni zaklep z ograničevalnim preklopnikom vrata. Nenaprte stikalo tega preklopnika je vezano v serijo z odpornim obrokom kuže transformatorja, z zasilanjem iz nizkonapetostne strani. Ko se odpre vrata kuže transformatorja, se aktivira ograničevalni preklopnik, kar takoj sproži odporni obrok in prekine napajanje, učinkovito preprečuje vstop v napeto kužo.

Združeno, SF6 RMU-ji znatno zmanjšajo kompleksnost dizajna "petih preprek" in minimalizirajo tveganja osebnih poškodb, ki jih povzročajo prepričljivi ali neuspešni prepreki v metalnih skrinjah. Skupaj s samoumevnim značilnostjo, da so visokonapetostne žive dele popolnoma zaslonjeni in nedostopni, SF6 RMU-ji dodatno poudarjajo svojo prednost pri zaščiti profesionalnih in neprofesionalnih održevalcev v primerjavi z metalnimi skrinjami.

III. Operativne prednosti SF6 izoliranih RMU-jev nad metalnimi skrinjami

Popolnoma zasegana izolacija, brez održbe

Vsi glavni živi elementi (npr. preklopni ventili, busbarji) SF6 RMU-jev so zaprli znotraj SF6 plinske komore, neodvisni od zunanjih okoliških dejavnikov, kot so vlaga, solna mlaga in prah. To zagotavlja visoko zanesljivost in varnost osebja, resnično dosega brezodržbeno delovanje. Osnovni elementi lahko trajajo do 20 let brez održbe, kar jih čini primernimi za nepregledane distribucijske sobe.

Kompaktna struktura, zaščita prostora

SF6 RMU-ji so kompaktni in učinkoviti glede prosta prostora, s širino ene kuže le 325mm (696mm za merilne kuže), kar znatno zmanjša površino v distribucijskih sobah in jih čini idealnimi za kraje s stisnjeno površino. Sklop in kuže so v celoti sestavljeni v tovarni s dvigali, kar omogoča enostavno namestitev na mestu z le postavitvijo kuže.

Na primer tipičnega projekta 10kV distribucijske sobe (dvojni vhod, šest izhodov, odsek busa):

• Uporaba KYN28 metalnih skrinj: potrebne so 10 enot, vsaka 800mm široka in 1500mm globoka, osnovna površina 12㎡; upoštevajejo pa tudi prostore za delo in vzdrževanje (1500mm na fronti, 600mm na zadnjici), dodatna površina 16.8㎡; površina DC zaslona približno 2㎡; skupna površina približno 30.2㎡.

• Uporaba SF6 RMU-jev: potrebne so 9 kuž, vsaka 325mm široka in 750mm globoka, osnovna površina 2.20㎡; upoštevajo 600mm proste prostor na fronti (tudi za prehod za pregled), dodatna površina 1.75㎡; ni potreben dodaten DC zaslon (na voljo so samozasiljani zaščitni napravi); skupna površina približno 3.95㎡. V primerjavi z metalnimi skrinjami to pomeni prihranek 26.25㎡, kar kaže na značilen prednost.

Visok stopnja zaščite, močna prilagodljivost okolju

SF6 RMU-ji imajo popolnoma zaprto strukturo, ki ne zahteva grelnikov in preprečuje kondenzacijo. Zaključki kablove so vodootporni in zaslonjeni, omogočajo delovanje tudi, ko so potopljeni. Nerjavecni plinski odsek preklopnika (vključno s puščicami za zapolnilne ventile) doseže stopnjo zaščite IP67 in uspešno prehaja mednarodne teste 24 ur napajanja pod vodo na globini 5 metrov.

V nasprotju s tem so metalne skrinje notranje oprema, integrirane z preklopniki. Napaka v eni enoti pogosto vpliva na več naprav in lahko celo eskalira v odmor celotne pretvorilne stanice. Nedavne napake preklopnikov, posebej na ravni 6–35kV, so pogosto povezane s degradacijo izolacije v vlage, slabo zategnjenostjo, nedostatkom odmika in neprimerenimi materiali. SF6 RMU-ji, z njihovo popolnoma zaprto in prilagojeno zunanjo obliko, samoumevno izogibajo tem problemom in ohranjajo zanesljivo oskrbo s struje tudi v težkih pogojih, kot so obalni taifuni in močni deževniki, kar kaže na zelo močno prilagodljivost okolju.

Odlične električne lastnosti, visoki tehnični parametri

Kuže preklopnikov lahko dosežejo kapacitete prekinitve kratkih krugov do 25kA; mehanski življenjski čas preklopnih ventila doseže 5.000 operacij, kar je daleč preko nacionalnega standarda, ki zahteva 2.000 operacij.

Zaključek

Kolne enote so se razvile od začetnih zaprtih zank do odprtih konfiguracij, prehajajoč skozi naftne puščične RMU-je do danes naprednih SF6 popolnoma izoliranih RMU-jev. Dizajn je bil neprestano optimiziran, in stabilnost je postala vedno boljša. V primerjavi z metalnimi skrinjami SF6 RMU-ji ponujajo značilne prednosti v varnosti, brez osebja, zaščiti prostora, prilagodljivosti trdim pogojem, električnih lastnosti in tehničnih parametrov. Široko se uporabljajo v mestnih, podzemnih železnicah in sistemih oskrbe s struje v stavbah.