Texniki təhlil daxili qövs qorunmalı və SF6 tam izolyasiyalı qazla izolyasiyalı halqa əsaslı birliklərin (RMU) optimizasiyası

SF6 tamamen izole edilmiş gazlı döngü anahtarlama birimleri (RMU kısaca adlandırılır) genellikle yük anahtarı birimlerinden ve yüksek gerilimli AC yük anahtarı-füze kombinasyon cihazlarından (kombinasyon cihazı olarak adlandırılır) oluşur. Kullanıcı gereksinimlerine bağlı olarak, ortak tank veya ünite yapıları şeklinde yapılandırılabilir.

Pratik mühendislik uygulamalarında, elektriksel bağlantılar genellikle üstten monte edilmiş katı izole ana hatlara veya yan taraftan takılabilir ana hatlara kullanılarak kurulur. Çeşitli teknik parametreler arasında, kombinasyon cihazı biriminin geçiş akımı ve yük anahtarı biriminin kapama yeteneği geliştirme sürecinde temel zorlukları temsil eder. Ayrıca, artan güvenlik endişeleri nedeniyle, son yıllarda kullanıcıların iç ark hatası konusundaki ilgisi artmıştır.

1. Teknik Sorunların Analizi

RMU'ların geliştirilmesi ve üretiminde aşağıdaki yönler dikkatli bir şekilde düşünülmelidir:

1.1 Geçiş Akımı

Kombinasyon cihazının geçiş akımı, kesme işlevinin füzeden yük anahtarına geçtiği üç faz simetrik akımı ifade eder. Bu değeri aşan akımlar için kesme işlemi sadece füzeler tarafından gerçekleştirilir. Düşük arızalı akım aralıklarında, üç faz füzelerinin erime süreleri doğal bir değişkenliğe sahiptir. En kısa erime süresine sahip füze ilk olarak kesme işlemini gerçekleştirir ve çubuğu tetikleyerek yük anahtarını açan mekanizmayı harekete geçirir.

Kalan iki fazın kesilmesi, bu fazların gerçek zaman-akım karakteristikleri (kalan iki fazdaki akımın yaklaşık olarak üç faz akımının %87'si olduğu) ile füzenin çubuğu tarafından başlatılan yük anahtarının açılış süresi arasındaki karşılaştırmaya bağlıdır. Eğer füzenin erimesi gecikecek olursa, kalan iki faz yük anahtarı tarafından kesilir. Böylece, bu aralıkta arızalı akımın kesilmesi füz ve yük anahtarı arasında paylaşılır.

Kombinasyon cihazının geçiş akımı, füzenin çubuğu tarafından başlatılan yük anahtarının triplama süresi ve füzenin gerçek zaman-akım karakteristikleri gibi iki temel faktöre bağlıdır. Nominal geçiş akımı, yük anahtarının güvenli bir şekilde kestiği maksimum akımı temsil eden kritik bir teknik parametredir. Sınırlayıcı füzler seçilirken, onların zaman-akım karakteristikleri değerlendirilmeli ve sonuçta elde edilen geçiş akımının kombinasyon cihazının nominal geçiş akımından düşük olduğundan emin olunmalıdır. Bu, yük anahtarı ve füz arasında güvenilir ve güvenli bir koordinasyon sağlayarak transformatörlerin etkili korunmasını mümkün kılar.

1.2 Kapama Yeteneği

Yük anahtarı testleri sırasında, bazen başarılı olmayan kapama işlemlerine rastlanır. Bu, genellikle gerekli kapama sayısına ulaşamama veya nominal kısa devre akımlarında kapama yapamama şeklinde iki kategoriye ayrılır. Test sonuçlarının analizi, bu başarısızlıkların çoğunun ana temas noktalarının aşırı aşınması nedeniyle, belirlenen kısa devre akımını taşıma yeteneklerinin zayıflaması nedeniyle olduğunu göstermektedir.

Bu nedenle, ana temas noktalarının aşınmasını minimize etmek veya önlemek, başarılı test sonuçlarına ulaşmak için kritik öneme sahiptir. Araştırma ve kapsamlı testler, orijinal ana temas noktalarına yüksek erime noktasına sahip bakır-krom alaşımlı yardımcı temas noktaları eklenmesiyle, daha düşük erime noktasına sahip bakır ana temas noktalarının dolaylı olarak korunabileceğini göstermiştir. Spesifik tasarım yaklaşımı, kullanılan temas noktası yapısı ne olursa olsun, doğrusal hareket veya dönme bıçaklı tiplere göre esneklikle uyarlanabilir.

2. İç Ark Hatası Dayanımı

Elektrik arkı, çevresindeki havayla şiddetli reaksiyona girerek hızla sıcaklık ve basıncı artırır. Eğer doğru bir şekilde kontrol edilmezse, personel ve ekipman için ciddi riskler oluşturabilir. RMU'nun gaz bölmesi (anahtar bölmesi) ve kablo bölmesi için ayrı ayrı iç ark hatası testleri yapılmalıdır. Testi geçmek için aşağıdaki kriterler yerine getirilmelidir:

• Anahtar kasasının panelleri ve kapıları kapalı kalmalıdır; sınırlı deformasyon kabul edilebilir.

• Kapalamanın patlamaması ve 60 g'dan ağır parçaların dışarı atılmaması gerekir.

• Erişim sağlayabilecek yüzeylerde 2 m yüksekliğine kadar herhangi bir delik oluşmamalıdır.

• Test sırasında kullanılan yatay ve dikey göstergelerin sıcak gazlar tarafından yakılması söz konusu olmamalıdır.

• Test boyunca kapalamanın topraklama noktasına bağlı kalması gerekir.

2.1 Nominal Kısa Devre Kesme Akımı

Kombinasyon cihazının nominal kısa devre kesme akımı, seçilen füze tarafından belirlenir. Aşağıdaki hususlar göz önünde bulundurulmalıdır:

• Füzenin nominal kısa devre kesme akımı, dağıtım sistemindeki yükleme noktasındaki maksimum muhtemel arızalı akımdan büyük veya eşit olmalıdır.

• Füzenin nominal kısa devre kesme akımı, kombinasyon cihazındaki yük anahtarı olan nominal kısa süreli dayanım akımıyla makul bir şekilde uyumlu olmalıdır.

• Aynı model ve spesifikasyondan üç füze monte edilmelidir; aksi takdirde kesme performansı olumsuz etkilenebilir.

• Füzeler doğru ve tam bir şekilde monte edilmelidir, böylece çubuk uygun zamanda etkinleşebilir ve yük anahtarı triplama mekanizmasını güvenli bir şekilde tetikleyebilir.

• Bir veya iki füze çalıştırıldıktan sonra, tüm üçünün değiştirilmesi gerekir, ancak kesin olarak bilinirse, çalışmayan füzelerin akım taşımadığı durumda istisnai olabilir.

2.2 Yüksek Yüzey İşlemi

RMU'ların kapalı gaz bölmesi genellikle 1.000 m altındaki yüksekliklerde işlem için tasarlanmıştır. Daha yüksek rakımlarda, hava daha ince olur ve atmosferik basınç azalır. Dahili gaz yoğunluğunun sabit kalması nedeniyle, kapalı bölmenin içindeki nispi basınç artar. Bu, kapalamanın üzerindeki mekanik stresi artırarak, deformasyona ve gaz sızıntısına daha yüksek bir risk oluşturabilir. Bu durumlarda, kapalamanın dayanımı uygun bir şekilde güçlendirilmeli ve testlerle doğrulanmalıdır. Gaz doldurma basıncını (veya yoğunluğunu) azaltmak bilimsel olarak mantıklı veya önerilen bir çözüm değildir.

2.3 Nem İçeriği Kontrolü

DL/T 791-2001, İç Mekan İçi AC Gaz İzole Anahtarlama Cihazları Seçim Rehberi standardının 6.5.1 maddesi, gaz bölmesindeki nem içeriğini şu şekilde belirler: “Nominal doldurma basıncı 0,05 MPa'yı aşmıyorsa, nem içeriği hacim olarak 2.000 μL/L'yi aşmamalıdır.” Diğer standartlar spesifik bir yönlendirme sağlamamaktadır. RMU üretiminde, nem içeriğini 1.000 μL/L (20°C'de) olarak kontrol etmek, aşağıdaki nedenlerle makul bulunmuştur:

• Yük anahtarı, nispeten küçük akımları (630 A) keser, en fazla geçiş akımı (yaklaşık 1.500-2.200 A).

• Doldurma basıncı düşük (nominal 0,03-0,05 MPa), yüksek gerilimli GIS'den (yaklaşık 0,5 MPa) önemli ölçüde düşüktür.

• Zemin performansı mükemmel, dış ortamdan nem girişi çok yavaş gerçekleşir.

• Test sonuçları, kesme sonrası minimum SF6 ayrışma ürünlerini gösterir.

• Test sırasında örnekler kasıtlı olarak nem kontrolü yapılmadan, aşırı nem nedeniyle hiçbir arızaya rastlanmamıştır.

Bu nedenle, üretim sırasında nem kontrolünü tamamen ihmal etmek veya yalıtım tabanlı sınırlarla sıkı sıkıya tutunmak, arc-quenching gerekliliklerini göz ardı etmek haklı değildir. Yılların pratik üretim ve operasyon deneyimi ışığında, üretim sırasında nem içeriğini 1.000 μL/L (20°C'de) seviyesinde tutmak hem teknik açıdan makul hem de anlamlıdır.

3. Sonuç

RMU'lar, birçok yıl boyunca Çin'de üretildi ve işletildi, olgun teknoloji, istikrarlı performans ve güçlü pazar kabulüne sahiptir. Daha fazla üreticinin bu alanlara girip, araştırma, üretim ve operasyon süreçlerinde karşılaşılan teknik zorlukları incelemeye, tartışmaya ve deneyimlerini paylaşmaya devam etmesi umulmaktadır. Bu, RMU teknolojisini ilerletmek ve sürekli iyileştirmek için kolektif bir çaba olacaktır.