Техническа анализа, издръжливост при вътрешни дъгови дефекти и оптимизация на пълноизолирани SF6 газово-изолирани кръгови разпределителни устройстваТехническа анализа на IEE-Business за издръжливостта при вътрешни дъгови дефекти и оптимизация на пълноизолирани SF6 газово-изолирани кръгови разпределителни устройства

Пълноизолираните SF6 газови изолирани кръгови главни единици (напредък RMUs) се състоят основно от единици за управление на натоварването и комбинационни апарати високо напрежение AC за управление на натоварването-чип (напредък комбинационни апарати). В зависимост от изискванията на потребителите, те могат да бъдат конфигурирани като общи резервоар или модулна структура.

В практически инженерни приложения, електрическите връзки обикновено се установяват чрез горната монтирана твърда изолирана шина или странно монтирана плъгин шина. Сред различните технически параметри, преносимият ток на комбинационния апарат и способността за затваряне на единицата за управление на натоварването представляват ключови предизвикателства в развитието. Освен това, поради нарастващите загрижености за безопасността, вътрешните дъгови дефекти са привлекли все по-голямо внимание от потребителите през последните години.

1. Анализ на техническите проблеми

По време на разработката и производството на RMUs, следващите аспекти изискват внимателно разглеждане:

1.1 Преносим ток

Преносимият ток на комбинационния апарат се отнася до тритефазен симетричен ток, при който функцията за прекъсване преминава от чипа към единицата за управление на натоварването. За ток, надхвърлящ тази стойност, прекъсването се осъществява единствено от чиповете. В рамките на по-ниски диапазони на тока на дефекта, времетраенето на топене на тритефазните чипове показва вродена вариабилност. Чипът с най-кратко време на топене прекъсва първи, и неговият ударижител активира, задействайки механизма за спиране, за да отвори единицата за управление на натоварването.

Прекъсването на останалите две фази зависи от сравнението между реалните характеристики на време-ток на техните съответни чипове (където токът в останалите две фази е приблизително 87% от тритефазния ток) и времето за отваряне на единицата за управление на натоварването, започнато от ударижителя на първия прекъснат чип. Ако топенето на чипа е забавено, останалите две фази се прекъсват от единицата за управление на натоварването. Така, прекъсването на тока на дефекта в този диапазон се споделя между чипа и единицата за управление на натоварването.

Преносимият ток на комбинационния апарат се определя от два ключови фактора: времето за спиране на единицата за управление на натоварването, започнато от ударижителя на чипа, и реалните характеристики на време-ток на чипа. Номиналният преносим ток е ключов технически параметър, представящ максималния ток, който единицата за управление на натоварването може безопасно да прекъсне. При избора на ограничителни чипове, техните характеристики на време-ток трябва да бъдат оценени, за да се гарантира, че резултиращият преносим ток е под номиналния преносим ток на комбинационния апарат. Това гарантира надеждна и безопасна координация между единицата за управление на натоварването и чипа, позволявайки ефективна защита на трансформаторите.

1.2 Способност за затваряне

По време на тестовете на единицата за управление на натоварването, понякога се случват неуспешни операции за затваряне, обикновено попадащи в две категории: невъзможност да се изпълнят необходимият брой операции за затваряне или невъзможност да се затвори при номинален ток на краткосрочно замыкание. Анализът на резултатите от тестовете показва, че такива провали са предимно причинени от прекомерно износване на главните контакти, което компрометира техната способност да носят номиналния ток на краткосрочно замыкание.

Ето защо, минимизирането или предотвратяването на износването на главните контакти е ключово за постигане на успешни резултати от тестовете. Изследванията и обширните тестове са показали, че добавянето на допълнителни контакти от високотопящ медно-хромов сплав към оригиналните главни контакти може да ги защити косвено. Специфичният подход към проектирането може да бъде гъвкаво адаптиран в зависимост от структурата на контактите, използвани - дали линейно движение или ротационен тип.

2. Издържаност на вътрешни дъгови дефекти

Електрическата дъга реагира силно с околната въздух, причинявайки бързо увеличение на температурата и налягането. Ако не е правилно съдържана, тя може да представлява сериозна опасност за персонала и оборудването. Тестовете за вътрешни дъгови дефекти трябва да се провеждат отделно за газовия резервоар (резервоар за ключове) и кабелния резервоар на RMU. За да преминат тестовете, следва да бъдат изпълнени следните критерии:

• Панели и врати на ключовете трябва да останат затворени; ограничената деформация е приемлива.

• Каркаса не трябва да се разкъса, и не трябва да бъдат изхвърлени фрагменти, по-тежки от 60 г.

• Не трябва да се формират дупки на достъпните повърхности на ключовете до височина от 2 м.

• Хоризонталните и вертикалните указатели, използвани по време на тестовете, не трябва да бъдат запалени от горещите газове.

• Каркаса трябва да остане свързан с точката за заземяване по време на целия тест.

2.1 Номинален ток за прекъсване на краткосрочно замыкание

Номиналният ток за прекъсване на краткосрочно замыкание на комбинационния апарат се определя от избрания чип. Следващите разсъждения са приложими:

• Номиналният ток за прекъсване на краткосрочно замыкание на чипа трябва да бъде по-голям или равен на максималния потенциален ток на дефекта в точката на инсталация в разпределителната система.

• Номиналният ток за прекъсване на краткосрочно замыкание на чипа трябва да бъде разумно съчетан с номиналния ток за издържане на краткосрочно замыкание на единицата за управление на натоварването в комбинационния апарат.

• Трябва да бъдат инсталирани три чипа от еднакъв модел и спецификация; в противен случай, производителността за прекъсване може да бъде неблагоприятно засегната.

• Чиповете трябва да бъдат коректно и пълноценно инсталирани, за да се гарантира, че ударижителят активира в подходящ момент и надеждно задейства механизма за спиране на единицата за управление на натоварването.

• След работа на един или два чипа, всички трябва да бъдат заменени, освен ако не е сигурно, че незадействаните чипове не са носили ток.

2.2 Работа на висока altitude

Проектирането на герметични газови резервоари в RMUs обикновено се базира на работа при altitude под 1,000 м. На по-висока altitude, въздухът става по-разреден и атмосферното налягане намалява. Тъй като гъстината на вътрешния газ остава постоянна, относителното налягане в герметичния резервоар нараства. Това може да доведе до увеличение на механичното напрежение в каркаса, резултиращо в деформация и по-висок риск от утечи на газ. В такива случаи, силата на каркаса трябва да бъде подходящо подсилена и валидирана чрез тестове. Намаляването на налягането при зареждане (или гъстината) не е научно обосновано или препоръчително решение.

2.3 Контрол на съдържанието на влага

Пункт 6.5.1 от DL/T 791-2001, „Ръководство за избор на вътрешни AC газово изолирани ключове“, определя съдържанието на влага в газовите резервоари: „Когато номиналното налягане при зареждане не надвишава 0.05 МПа, съдържанието на влага не трябва да надвишава 2,000 μL/L (по обем).“ Други стандарти не предоставят конкретни насоки. В производството на RMU, контролът на съдържанието на влага на 1,000 μL/L (при 20°C) се счита за разумен, основан на следните:

• Единицата за управление на натоварването прекъсва относително малки токове (630 A), с максимум преносим ток (приблизително 1,500–2,200 A).

• Налягането при зареждане е ниско (номинално 0.03–0.05 МПа), значително по-ниско от това на високонапрежните GIS (около 0.5 МПа).

• Изпълнението на герметизацията е отлично, водещо до много бавно проникване на влага от външната среда.

• Резултатите от тестовете показват минимални продукти на разпадане на SF6 след прекъсване.

• По време на тестовете, пробите не са били намерено контролирани по влага, и все пак не са били наблюдавани провали поради прекомерна влага.

Ето защо, напълно пренебрегването на контрола на влага по време на производството е неоправдано, както и строго спазването на граници, основани на изолацията, без да се вземат предвид изискванията за прекъсване на дъгата. На основата на години практика в производството и експлоатацията, поддържането на съдържанието на влага на 1,000 μL/L (при 20°C) по време на производството е технически обосновано и разумно.

3. Заключение

RMUs са произвеждани и експлоатирани в Китай от много години, демонстрирайки зрела технология, стабилна производителност и силно приемане на пазара. Се надява, че повече производители ще влязат в тази област и ще продължат да изучават, обсъждат и споделят разбиранията си за техническите предизвикателства, срещнати в изследванията, производството и експлоатацията, като по този начин общо развиват технологията на RMU и насърчават нейното непрекъснато подобряване.