SF6 кільцеві головні вузли (RMUs): сучасні методи живлення електроенергією, перспективи розвитку, переваги над металевим обладнанням та висновки

Сучасний спосіб забезпечення електропостачання за допомогою RMU на основі SF6

Для підвищення продуктивності мережі конструкція традиційних RMU на основі SF6 була подальшо вдосконалена. Основною особливістю другого покоління RMU на основі SF6 є використання заземленого, укритого епоксидного корпусу, з газом SF6 як ізоляційним середовищем. Два трипозиційні вантажні вимикачі та один трипозиційний арковий вимикач об'єднані в одному герметичному блоку, оснащеному безпечною випускною краною. У разі невдалого гасіння дуги, безпечна крана випускає внутрішній тиск з корпусу, забезпечуючи безпеку оператора перед шафою.

Завдяки перевагам, таким як менша кількість рухомих частин в системі, мала обсяг герметичного газового камерного простору, компактна конструкція, повна функціональність та низька вартість, ці RMU широко використовувались останнім десятиліттям і довели свою надійність та безпеку. Моніторинг та дистанційне управління кількома ключовими вузловими RMU в розгорнутій розподільчій мережі дозволяє користувачам відновити електропостачання за кілька хвилин після аварії, значно скорочуючи час виявлення та ізоляції аварій та мінімізуючи втрати електроенергії користувачами.

Перспективи розвитку методу електропостачання за допомогою RMU на основі SF6

Електропостачання за допомогою RMU на основі SF6, як прототип і початковий етап мережевого розподілу, забезпечує основу для досягнення більш надійного електропостачання. "Мережева" планувальна модель, базуючись на детальному плануванні міського контролю та спрямовані на задоволення високих вимог надійності користувачів, представляє нову "знизу-вгору" модель планування, будівництва, експлуатації та управління розподільчими мережами.

За допомогою мережевого планування та перетворення можна відповідно збільшити середню ступінь використання розподільчого обладнання та створити можливості напрямленого перетоку енергії всередині та між мережами, максимізуючи підтримку нижчих рівнів мереж верхніми рівнями. Це важливо для науково обґрунтованого керування будівництвом розподільчих мереж, забезпечення надійного електропостачання, сприяння високоякісному розвитку розподільчих мереж та створення сильних та інтелектуальних розподільчих мереж, характеризованих "мережевим розташуванням, докладною захистою та зручним доступом."

II. Переваги RMU з ізоляцією SF6 над металевим обладнанням з "П'ятьма запобіганнями" взаємозамкнень

У системах електропостачання технологія взаємозамкнень "П'ять запобігань" (запобігання помилковому переключенню, переключенню при завантаженні, заземленню при напрузі, закриттю з заземленням, та входу в енергозаповнені камери) для високовольтного обладнання (особливо для металевого обладнання з повітряною ізоляцією) стала зрілою та різноманітною. Методи включають взаємозамкнення на основі мікропроцесора з використанням предварительно програмованих послідовностей, механічні взаємозамкнення, механічні послідовні замки або комбінації цих методів. Проте, деякі легко упустивші з уваги питання все ще існують на практиці:

Запобігання помилковим операціям з заземлювального вимикача в вхідних шафах металевого обладнання

Деякі металеві шафи мають заземлювальні вимикачі как в вихідних, так и в вхідних шафах. Особливо для шаф з нижнім підведенням, ризик помилкової операції з заземлювального вимикача часто занедбано. Натомість, RMU на основі SF6 вже за своєю природою уникнули цієї проблеми завдяки заземлювальним взаємозамкненням та логічним взаємозамкненням на вхідній стороні.

Запобігання помилковим операціям з енергозаповнених камер трансформаторів

У металевому обладнанні, використовуваному в контейнерних підстанціях, операційна енергія зазвичай отримується з нижнього напругового боку трансформатора. Коли камера трансформатора енергозаповнена, електромагнітний замок не може бути відкритий; коли камера розряджена, індикатор наявності напруги та електромагнітний замок втрачають живлення, все ще не дозволяючи відкриття. Для цього потрібен ключ для ручного відкриття, що створює загрозу безпеці.

RMU на основі SF6 замінюють електромагнітний замок на граничний перемикач дверей. Звичайно замкнений контакт цього перемикача підключено паралельно до цепи відключення шафи трансформатора, живлення отримується з нижнього напругового боку. Одразу після відкриття дверей камери трансформатора, граничний перемикач активується, моментально викликаючи відключення, що ефективно запобігає входу в енергозаповнені камери.

В цілому, RMU на основі SF6 значно зменшують складність дизайну взаємозамкнень "П'ять запобігань" та мінімізують ризики травм, спричинених недбалістю або невдачею взаємозамкнень в металевому обладнанні. В поєднанні з власною характеристикою, що високовольтні живльні частини повністю укриті та недоступні, RMU на основі SF6 ще більше підкреслюють свою перевагу в захищенні професійного та непрофесійного персоналу порівняно з металевим обладнанням.

III. Експлуатаційні переваги RMU з ізоляцією SF6 над металевим обладнанням

Повністю герметична ізоляція, безпідтримкове обслуговування

Всі основні живльні компоненти (наприклад, вантажні вимикачі, шини) RMU на основі SF6 укриті в камері з газом SF6, незалежні від зовнішніх факторів, таких як вологість, солонча морока та пил. Це забезпечує високу надійність та безпеку персоналу, справді досягаючи безпідтримкового обслуговування. Основні компоненти можуть працювати до 20 років без обслуговування, що робить їх прийнятними для необслуговуваних розподільних кімнат.

Компактна конструкція, економія простору

RMU на основі SF6 компактні та економічні, ширина однієї шафи становить лише 325 мм (696 мм для шаф з лічильниками), значно зменшуючи площу в розподільних кімнатах та роблячи їх ідеальними для обмежених просторів. Обладнання та шафи повністю зібрані на заводі з петлями для підвіски, що дозволяє легко встановити їх на місці, просто розставивши шафи.

На прикладі типового проекту розподільної кімнати на 10 кВ (подвійне вхідне, шість вихідних, секція з'єднування шин):

• Використання металевого обладнання KYN28: потрібно 10 штук, кожна 800 мм ширини та 1500 мм глибини, площа основного тіла 12 м²; враховуючи відступи для обслуговування (1500 мм спереду, 600 мм ззаду), додаткова площа 16,8 м²; площа DC-екрану приблизно 2 м²; загальна площа приблизно 30,2 м².

• Використання RMU на основі SF6: потрібно 9 секцій, кожна 325 мм ширини та 750 мм глибини, площа основного тіла 2,20 м²; враховуючи 600 мм переднього відступу для обслуговування (також як інспекційний прохід), додаткова площа 1,75 м²; немає потреби в додатковому DC-екрані (доступні самопостачальні захисні пристрої); загальна площа приблизно 3,95 м². Порівняно з металевим обладнанням, це економить 26,25 м², що демонструє значну перевагу.

Високий клас захисту, сильна адаптивність до навколишнього середовища

RMU на основі SF6 мають повністю герметичну конструкцію, що елімінує потребу в нагрівачах та запобігає конденсації. Кабельні з'єднання водонепроникні та герметичні, що дозволяє їх операцію навіть при зануренні. Нержавіюча стальова камера обладнання (включаючи кущіві плавкі вставки) досягає класу захисту IP67 та успішно пройшла міжнародні тестування на 24 години енергопостачання під водою на глибині 5 метрів.

Натомість, металеве обладнання — це внутрішнє обладнання, інтегроване з вимикачами. Аварія в одному модулі часто впливає на кілька пристроїв і навіть може поширюватися на всю підстанцію. Недавні аварії вимикачів, особливо на рівнях 6-35 кВ, часто пов'язані з виродженням ізоляції в вологому середовищі, поганою герметичністю, недостатнім відстанню відкриття та неприйнятними матеріалами. RMU на основі SF6, з їх повністю укритою конструкцією, придатною для зовнішнього використання, природно уникнули цих проблем та зберігають надійне електропостачання навіть в сурових умовах, таких як прибережні тайфуни та сильні дощі, демонструючи набагато більшу адаптивність до навколишнього середовища.

Відмінні електротехнічні характеристики, високі технічні параметри

Шафи вимикачів можуть досягати здатності розриву коротких замикань до 25 кА; механічний ресурс вантажних вимикачів досягає 5000 операцій, що значно перевищує національні стандарти, які вимагають 2000 операцій.

Висновок

RMU розвиваються від початкових замкнутих контурів до розгорнутих конфігурацій, прогресуючи від масляних плавких вставок до сучасних RMU на основі повної ізоляції SF6. Дизайн постійно вдосконалюється, а стабільність стабільно підвищується. Порівняно з металевим обладнанням, RMU на основі SF6 мають значні переваги у безпеці, безпідтримковому обслуговуванні, економії простору, адаптивності до сурових умов, електротехнічних характеристиках та технічних параметрах. Вони широко використовуються в муніципальних, метро та будівельних системах електропостачання.