SF6-ringhuvuden (RMUs): Nuvarande eldistributionsmetoder utvecklingsmöjligheter fördelar jämfört med metallklädda växelstationer och slutsatser

Nuvarande strömförsörjningsmetod med SF6-ringhuvuden

För att förbättra nätets prestanda har designen av traditionella SF6-ringhuvuden (RMUs) vidareoptimerats. En viktig egenskap hos andra generations SF6 RMUs är användningen av en jordad, innesluten epoxidresinbehuving, med SF6-gas som isolerande medium. Två trepositionslastkopplare och en trepositionsbågrotationskretsavbrytare integreras i en enda seglad enhet, utrustad med ett trycklättningsförsäkringsventil. I händelse av bågkvävningssvikt släpper försäkringsventilen ut det interna trycket från behuvingen, vilket garanterar operatörens säkerhet framför kabinettet.

På grund av fördelar som färre rörliga delar i systemet, liten seglad gasrumsvolym, kompakt struktur, fullständig funktionalitet och låg kostnad har dessa RMUs under de senaste tio åren blivit omfattande använder och har visat sig vara mycket stabila och säkra. Genom övervakning och fjärrstyrning av flera viktiga nod-RMUs i öppna distributionsnät kan användarna få återställd ström inom minuter efter ett fel, vilket drastiskt minskar felidentifieringstid och isoleringstid samt minimerar användares strömavbrott.

Utviklingsutsikter för SF6 RMU-strömförsörjningsmetoden

SF6-ringströmförsörjning, som prototyp och inledande stadium av nätbaserad strömförsörjning, ger grund för att uppnå högre tillförlitlighet i strömförsörjningen. "Nätbaserad" planering, baserad på stadsstyrelsens detaljerade planering och syftande till att möta kraven på hög tillförlitlighet från användare, representerar en ny "botten upp"-modell för planering, konstruktion, drift och hantering av distributionsnät.

Genom nätbaserad planering och transformation kan den genomsnittliga utnyttjandegraden för distributionsutrustning lämpligt ökas, och riktade överföringsförmågor kan etableras inom och mellan nät, vilket maximerar understödet från nedre nät till övre nät. Detta är betydelsefullt för vetenskaplig vägledning av distributionsnätskonstruktion, säkerställande av tillförlitlig strömförsörjning, främjande av högkvalitativ utveckling av distributionsnät och byggande av ett robust och intelligensbaserat distributionsnät karakteriserat av "nätbaserad layout, förfinad skydd och bekväm åtkomst."

II. Fördelar med SF6-isolerade RMUs jämfört med metallbeklädda spännutrustningar i "Fem förebygganden" interlocks

I strömförsörjningssystem har "Fem förebygganden" (förhindring av felaktig koppling, lastkoppling, jordning under spänning, stängning med jordning, och inträde i energifierade rum) interlockteknik för högspänningsutrustning (specifikt luftisolerade metallbeklädda spännutrustningar) mognat och diversifierats. Metoder inkluderar mikroprocessorkontrollerade interlocks med förprogrammerade sekvenser, mekaniska interlocks, mekaniska sekvenslås eller kombinationer av dessa. Men några lätt översedda problem finns fortfarande i praktiken:

Förebyggande av felaktig jordningskoppling i ingångskabinetter för metallbeklädda spännutrustningar

Vissa metallbeklädda spännutrustningar har jordningskopplingar både i utgående och ingående kabinetter. Särskilt för bottom-fed spännutrustningar ignoreras ofta risken för felaktig jordningskoppling. I motsats till detta undviker SF6 RMUs denna fråga genom jordningsinterlocks och logiska interlocks på ingångssidorna.

Förebyggande av felaktig åtkomst till energifierade transformatorrum

I metallbeklädda spännutrustningar som används i containertillämpningar hämtas driftströmmen vanligtvis från transformatorns lågspänningsida. När transformatorrummet är energifierat kan elektromagnetiska lås inte öppnas; när rummet är avenergifierat förlorar både spänningsindikatorn och elektromagnetiska låset strömmen, vilket fortfarande förhindrar öppning. Detta kräver en frikopplingsnyckel för manuell låsning, vilket skapar en säkerhetsrisk.

SF6 RMUs ersätter elektromagnetiska lås med en dörrgränskontakt. Denna kontakts normalt slutna kontakt är seriekopplad med transformatorkabinettens tripkrets, drivet från lågspänningsidan. När transformatorrummets dörr öppnas aktiveras gränskontakten, vilket omedelbart utlöser en trip för att avbryta strömmen, vilket effektivt förhindrar inträde i energifierade rum.

Sammanfattningsvis reducerar SF6 RMUs designkomplexiteten av "Fem förebygganden" interlocks markant och minimerar riskerna för personskador orsakade av oversyn eller interlockmisslyckanden i metallbeklädda spännutrustningar. Tillsammans med den inhemska egenskapen att högspänningslevande delar är helt inneslutna och otillgängliga, framhäver SF6 RMUs sin överlägsenhet i skydd av både professionell och icke-professionell underhållspersonal jämfört med metallbeklädda spännutrustningar.

III. Driftsfördelar med SF6-isolerade RMUs jämfört med metallbeklädda spännutrustningar

Fullständigt seglat isolering, underhållsfritt

Alla primära levande komponenter (t.ex. lastkopplare, busbar) i SF6 RMUs är seglade inom SF6-gasrum, immun mot externa miljöfaktorer som fukt, saltfukt och dam. Detta garanterar hög tillförlitlighet och personalens säkerhet, och uppnår verkligen underhållsfri drift. Kärnkomponenter kan hålla i upp till 20 år utan underhåll, vilket gör dem lämpliga för obemannade distributionsrum.

Kompakt struktur, platsbesparing

SF6 RMUs är kompakta och platsbesparande, med en enda kabinettbredd på bara 325 mm (696 mm för mätningsskåp), vilket drastiskt minskar fotavtrycket i distributionsrum och gör dem idealiska för platsbegränsade platser. Spännutrustning och behuvingar är fullständigt monterade på fabriken med lyftöglor, vilket möjliggör enkel installationsplacering på plats genom att enkelt positionera behuvingen.

Som exempel på ett typiskt 10 kV-distributionsrumsprojekt (dubbel ingång, sex utgångar, busbindelning):

• Med KYN28 metallbeklädda spännutrustningar: 10 enheter krävs, var och en 800 mm bred och 1500 mm djup, huvudkroppsområde 12 m²; med hänsyn tagen till drift- och underhållsmarginal (1500 mm fram, 600 mm bak), ytterligare område 16,8 m²; DC-skärmsområde ungefär 2 m²; total yta ungefär 30,2 m².

• Med SF6 RMUs: 9 celler krävs, var och en 325 mm bred och 750 mm djup, huvudkroppsområde 2,20 m²; med hänsyn tagen till 600 mm frontunderhållsmarginal (också som inspektionspassage), ytterligare område 1,75 m²; ingen ytterligare DC-skärm behövs (självdrivna skyddsenheter tillgängliga); total yta ungefär 3,95 m². Jämfört med metallbeklädda spännutrustningar sparar detta 26,25 m², vilket visar en betydande fördel.

Hög skyddsklass, stark miljöanpassning

SF6 RMUs har en fullständigt seglad struktur, vilket eliminerar behovet av värmare och förhindrar kondensation. Kabelförslutningar är vattenresistenta och seglade, vilket möjliggör drift även när de är dykande. Stålrustfria gasrummet i spännutrustning (inklusive siktringsbushings) uppnår IP67-skyddsklass och har framgångsrikt passerat internationella tester för 24 timmars energierad drift under vatten på en djup av 5 meter.

I motsats till metallbeklädda spännutrustningar, som är inomhusutrustning, integrerad med kretsavbrytare. Ett olyckstillfälle i en enhet påverkar ofta flera enheter och kan till och med eskalera till ett substationsoverallt avbrott. Nyligen har kretsavbrytarfel, särskilt på 6-35 kV-nivå, ofta knutits till isoleringsdegenerering i fukta, dålig täthet, otillräcklig krypavstånd och olämpliga material. SF6 RMUs, med deras fullständigt inneslutna, outdoor-lämpliga design, undviker naturligtvis dessa problem och bibehåller tillförlitlig strömförsörjning även under hårda förhållanden som kustomåsar och kraftigt regn, vilket visar betydligt bättre miljöanpassning.

Utpräglade elektriska egenskaper, höga tekniska parametrar

Kretsavbrytarhyttar kan uppnå kortslutningsavbrytningskapaciteter upp till 25 kA; lastkopplingarnas mekaniska livstid når 5 000 operationer, vilket ligger långt över nationella standardkrav på 2 000 operationer.

Slutsats

Ringhuvuden har utvecklats från initiala slutna loopstrukturer till öppna loopkonfigurationer, genomgående från oljeinnehållande siktrings-RMUs till dagens avancerade SF6 fullt isolerade RMUs. Designerna har ständigt optimerats, och stabiliteten har gradvis förbättrats. Jämfört med metallbeklädda spännutrustningar erbjuder SF6 RMUs betydande fördelar i säkerhet, obemannad drift, platsbesparing, anpassning till hårda miljöer, elektriska egenskaper och tekniska parametrar. De används nu omfattande i kommunala, metro- och byggnadsströmförsörjningssystem.