Tehniline analüüs sisemise lõikevoolu tahanekindluse ja optimeerimise kohta täis eristatud SF6-ga varustatud ringmainikahikutel (RMU)
SF6 täisliitminega gaasiga eraldatud ringkõrgspingelised ühikud (allpool nimetatud RMU) koosnevad peamiselt laadikatkuri üksustest ja kõrgspingeliste vahetuvvoolu laadikatkuri-põletiku kombinatsioonseadmetest (allpool nimetatud kombinatsioonseadmed). Kasutaja nõuetega sõltuvalt võivad need olla kas ühise tanki või üksuste struktuuriga.
Praktilistes inseneriülesannetes luuakse elektrilised ühendused tavaliselt kas ülemistel solidaarsete isolatsiooniga juhtmeid kasutades või külgjuhtmeid lisades. Erinevatest tehnilistest parameetritest väljendub kombinatsioonseadme üksuse ülekandekirjeldus ja laadikatkuri üksuse sulgemisoskus olulisteks arendusprobleemideks. Lisaks on viimastel aastatel kasvanud ohutuse murede tõttu ka sisemiste lõikeplasma probleemide tähelepanu.
1. Tehniliste probleemide analüüs
RMU-ide arendamisel ja tootmisel on järgmised aspektid vajalikult läbi mõelda:
1.1 Ülekandekirjeldus
Kombinatsioonseadme ülekandekirjeldus viitab kolmfaasisümmeetrilisele voolule, kus katkestamisfunktsioon ümber lülitub põletikust laadikatkuri. Voolude korral, mis on selle väärtusest suuremad, katkestatakse ainult põletikute poolt. Madalamate veafaelavoolude korral on kolme faasi põletikute sulamisaegad omavahel natuke erinevad. Kõige kiiremini sulanev põletik katkestab esimesena, ja tema triigija aktiveerib mehaanilise katkestamismehe, mis avab laadikatkuri.
Muu jäänud kahes faasis katkestamine sõltub nende põletikute tegeliku aja-voolu karakteristikute võrdlusest (kus muu jäänud kahe faasi vool on umbes 87% kolmfaasisest voolust) ja laadikatkuri avamise ajast, mille algatab esimesena katkestunud põletiku triigija. Kui põletiku sulamine viivitab, siis muu jäänud kaks faasi katkestatakse laadikatkuri poolt. Seega jagatakse vea voolu katkestamine sel valdkonnas põletiku ja laadikatkuri vahel.
Kombinatsioonseadme ülekandekirjeldus määratakse kahe faktoriga: põletiku triigijalt algatava laadikatkuri katkestamise ajaga ja põletiku tegeliku aja-voolu karakteristikuga. Nominalelektriline ülekandekirjeldus on oluline tehniline parameeter, mis näitab maksimaalset voolu, mida laadikatkur turvaliselt katkestada saab. Valides piirivaid põletikke, tuleb hinnata nende aja-voolu karakteristikuid, et tagada, et tulevane ülekandekirjeldus on alla kombinatsioonseadme nominalelektrilisele ülekandekirjeldusele. See tagab usaldusväärse ja turvalise koordineerimise laadikatkuri ja põletiku vahel, lubades efektiivset kaitset transfooridel.
1.2 Sulgemisoskus
Laadikatkuri testimisel tekivad mõnikord ebaõnnestunud sulgemisoperatsioonid, mida saab jagada kahte kategooriat: ebatõenäolisus täita nõutavat sulgemisoperatsioonide arvu või võimetus sulgeda nominalelektrilises lühikese voolu korras. Testitulemuste analüüsi järgi põhjustavad sellised ebaõnnestumised tavaliselt peamiste kontaktide liiga suurt kulumist, mis hävitab nende võimet kannata nominalelektrilist lühikese voolu.
Seetõttu on peamiste kontaktide kulumise vähendamine või ennetamine oluline, et saavutada edukad testitulemused. Uurimused ja laiaulatuslikud testid on näidanud, et algsesse peamisse kontakti lisatud kõrge keelumispunktiga kupru-kroomi alliaadiga tehtud abikontaktid võivad kaudselt kaitsta madala keelumispunktiga kuprumi peamisi kontakte. Konkreetne disain lähenemine saab paindlikult kohandada kasutatava kontaktstruktuuri järgi - kas lineaarliikumine või keeruline ladina.
2. Sisemiste lõikeplasma vastupidavus
Elektriline lõikeplasma reageerib tugevalt ümbritseva õhuga, mis põhjustab kiirt emperatuuri ja rõhkude tõusu. Kui seda ei kontrollita, võib see tekitada inimestele ja seadmetele tõsiseid ohte. Sisemiste lõikeplasma testid tuleb RMU gaasikompartimentide (katkurite kompartiment) ja kabelikompartimenti jaoks eraldi läbi viia. Testi läbimiseks on vajalik, et järgmistel tingimustel oleks rahuldatud:
Katkurite paneelid ja uksed peavad jääma kinni; piiratud deformatsioon on lubatud.
Korpus ei tohi rikkuda, ega saa välja visata fragmente, mis on raskemad kui 60 g.
Katkurite korraldusel ei tohi moodustuda auke kuni 2 m kõrguseni.
Testi käigus kasutatavad horisontaalsed ja vertikaalsed indikaatorid ei tohi kuumade gaaside poolt süttida.
Korpus peab jääma kogu testi käigus maandumispunktile ühendatuks.
2.1 Nominalelektriline lühikese voolu katkestamiskirjeldus
Kombinatsioonseadme nominalelektriline lühikese voolu katkestamiskirjeldus määratakse valitud põletiku järgi. Järgmised mõisted kehtivad:
Põletiku nominalelektriline lühikese voolu katkestamiskirjeldus peab olema suurem või võrdne maksimaalsele prognoositava veafaelavoolu suurusega jaotussüsteemi paigutuspunktis.
Põletiku nominalelektriline lühikese voolu katkestamiskirjeldus peab olema mõõdukalt sobiv kombinatsioonseadme laadikatkuri nominalelektrilise lühikese voolu vastupidavusega.
Tuleb installida kolm sama mudeliga ja spetsifikatsiooniga põletikut; vastasel juhul võib katkestamissoovitus halveneda.
Põletikud tuleb korrektselt ja täielikult paigutada, et tagada, et triigija aktiveeritaks sobival ajal ja kindlalt aktiviseeriks laadikatkuri katkestamismehe.
Pärast ühe või kahe põletiku töölemist peaksid kõik kolm asendama, välja arvatud juhul, kui on kindel, et mittekatkestunud põletikud ei kannatanud voolu.
2.2 Kõrgeimate tipide töötamine
RMU-de sealdata gaasikompartimentide disain on tavaliselt suunatud töötamisele 1000 meetri kõrguse alt. Kõrgematel tippidel tiheneb õhk ja atmosfääriline rõhk väiksemaks. Kuna sisekondi gaasi tiheus jääb konstandiks, suureneb sealdata kompartimenti suhteline rõhk. See võib põhjustada suuremat mehaanilist pinget korpusel, mille tulemusena võib ilmneda deformeerimine ja suurem gaasi väljavoolu risk. Sellisel juhul tuleks korpusi vastavalt tugevdada ja testide kaudu kinnitada. Gaasi täitmise rõhku (või tiheust) vähendamine ei ole teaduslikult põhjendatud ega soovitatav lahendus.
2.3 Niiskuse sisalduse kontroll
DL/T 791-2001, "Sisemise vahetuvvoolu gaasiga eraldatud katkurite valimise juhend", lõigus 6.5.1 määratakse gaasikompartimentide niiskuse sisaldus: "Kui nominalelektriline täitmise rõhk on kuni 0,05 MPa, ei tohi niiskuse sisaldus ületada 2000 µL/L (kogumaht)." Muud standardid ei anna konkreetseid juhiseid. RMU tootmisel on mõõdukas, et niiskuse sisaldus jääks 1000 µL/L (20°C), põhjustena järgmised:
Laadikatkur katkestab suhteliselt väiksed voolud (630 A), kus maksimaalne ülekandekirjeldus on umbes 1500–2200 A.
Täitmise rõhk on madal (nominalelektriline 0,03–0,05 MPa), millel on oluliselt väiksem kui kõrgepingelise GIS-i (umbes 0,5 MPa).
Äärmuslikult hea sealdaehituse tulemuseks on väga aeglane niiskuse sissetungmise kiirus.
Testitulemused näitavad vähe SF6 müraraamatüklite pärast katkestamist.
Testides ei ole prooviesimeid eelistatult niiskuse kontrolli teinud, aga ebasobivaid tulemusi ebasobiva niiskuse tõttu ei ole näha.
Seega on täiesti põhjendamatu niiskuse kontrolli tootmisel täielikult ignoreerida, nagu on ka rangelt dielektriliste piirangute järgimine, ilma lõikeplasma nõueteta arvesse võtmata. Mitmeaastase praktilise tootmise ja operatsioonide kogemuse põhjal on tehislikult ja mõõdukalt säilitada niiskuse sisaldus 1000 µL/L (20°C) tootmisel.
3. Lõppkokkuvõte
RMU-d on toodetud ja töötatud Kiinas juba mitmeid aastaid, näidates kogemust, stabiilsust ja tugevat turundusvõimu. Soovitakse, et rohkem tootjad astuksid sellel alal, jätkaksid uurimist, arutelu ja oskuste jagamist, mida on kohtunud teadusuuringutes, tootmisel ja operatsioonides, nii et kõik koos edendaksid RMU-tehnoloogia ja selle pidevat parandamist.
