Пълноизолирано SF₆ свързващо устройство: Предимства Компоненти и Решения за разширяване

1. Характеристики напълно изолирано SF₆-апаратура
1.1 Общ преглед

Напълно изолираната SF₆-апаратура включва функционални единици като натоварвателни ключове, комбинации от натоварвателни ключове и предпазни пръстени, разединители-прекъсвачи и др., всички запечатани в неръждаеми газови кутии, пълни с ниско налягане SF₆ газ. Този газ служи както за гасене на дъга, така и за изолиращ средство. Апаратурата използва електрически или ръчни пружинни механизми. Всяка кабина е независима газова кутия, позволяваща разширяване чрез връзки на шинопровод във всяка посока. Подходяща за системи за разпределение на средно напрежение, тези единици са широко използвани в подстанции и преходни станции за изпълнение на различни задачи за разпределение на енергия.

1.2 Специални компоненти на напълно изолираната SF₆-апаратура

Основни компоненти включват:

• Запечатана газова кутия: Вътре в запечатаната газова кутия са апаратура и шинопровод, пълни с SF₆ газ при номинално налягане от 0,03 МПа. Прогресивна лазерна сварка и едновременно вакуумно хелиево тестване на утечките осигуряват отлична герметизация. През целия оперативен живот не е необходима повторна газация или замяна, което я прави безподдръжкова. В зависимост от разширяемостта, газовите кутии могат да бъдат споделени или самостоятелни; само самостоятелните кутии поддържат разширяване.

• Устройство за облекчаване на налягането: Разположено в долната част на газовата кутия, каналът за облекчаване на налягането разполага с взривобезопасна мембрана. При вътрешни дъгови дефекти, бързото разширяване на газа принуждава мембраната да се отвори, изпуская налягането и насочвайки SF₆ газа в канали, за да се осигури безопасността на операторите и другата апаратура.

• Каркас на кабината: Каркасът (с изключение на газовата кутия) служи като основа за монтиране на всички компоненти и поддържа газовата кутия. Той обикновено се състои от три основни отдела: стая за управителния механизъм, стая за кабели и канал за облекчаване на налягането.

1.3 Основни преимущества на напълно изолираната SF₆-апаратура

• Напълно запечатана и изолирана: Всички високонапрегнати живи части са запечатани в газовата кутия, минимизирайки околната среда. Идеална за влажни или замърсени условия, особено подходяща за региони като Делта на Жълтата река.

• Компактен дизайн: Използването на трипозиционни натоварвателни ключове намалява броя на компонентите. Проводимите части използват SF₆ изолация, което води до по-компактна структура в сравнение с въздушно изолирани SF₆ полуизолирани кабини.

• Независимост от височината: Вътрешните елементи са разположени в под налягане капсули, осигурявайки последователна работа независимо от височината.

• Разширяемост: Като всяка кабина е независима газова кутия и е оборудвана с резервни интерфейси за разширяване, разширяването е възможно чрез връзки на шинопровод. Тези връзки се състоят от три силиконови резинови адаптера, инсталирани хоризонтално във вътрешните конусни бушони на съседните кабини, свързващи техните шинопроводи, без да се нарушава целостта на запечатването.

2. Анализ на решенията за разширяване на напълно изолираната SF₆-апаратура

Как да добавите нови кабини към съществуващите напълно изолирани SF₆-кольца (RMUs) е станало предизвикателство в последните години поради липсата на стандартизираните спецификации за интерфейсите между различните производители. По-долу е анализ, основан на конкретен проект:

Студийски случай X: Подстанцията в жилищен район в момента разполага с три разширяеми напълно изолирани SF₆ RMUs от компания HD Switchgear, включително един входящ линеен блок и два изходящи линейни блока. Проектът изисква добавяне на още един изходящ линеен блок и продължаване на ZRC-YJV22-3×120 кабел до нова външна апаратура, обслужваща нови потребители. Бяха разгледани няколко решения:

• Пълна замяна: Замяна на всички три съществуващи RMUs може потенциално да повреди свързаните кабели, ако не са внимателно демонтирани и инсталирани отново, водейки до значителни допълнителни разходи. Учитывайки, че настоящите единици са в експлоатация по-малко от две години, този вариант е разпиляване.

• Добавяне на нова кабина: Тъй като апаратурата е доставена от електроенергийната дирекция, закупуването на продукт, който не е HD, може да доведе до проблеми съвместимост поради различните стандарти за интерфейсите на шинопроводите. Закупуването чрез специализирани процедури за търгове би забавило времето на проекта.

• Използване на полуизолирани SF₆ кабини: Въвеждането на полуизолирана кабина заедно с кабина за подем на шинопровод, за да се свърже разликата между напълно и полуизолирани единици, представлява предизвикателства поради липсата на стандартизираните компоненти за връзка, изискващи близко сътрудничество с оригинален производител.

• Инсталиране на допълнителни полуизолирани единици: Добавянето на полуизолиран изходящ линеен блок и кабина за подем на шинопровод до съществуващия входящ линеен блок позволява преправяне на кабелите чрез кабината за подем, ефективно разширявайки капацитета, без да се нарушават съществуващите инсталации. Това решение беше избрано за своята практичност и ефективност.

Четвъртият метод беше приет, успешно решавайки нуждите за разширяване, и проектът е завършен и работи гладко.

3. Заключение

В заключение, напълно изолираната SF₆-апаратура предлага ясни технически предимства, но се сблъсква с предизвикателства поради липсата на единни стандарти за интерфейсите, усложняващи пряката интеграция между продукти от различни производители. Въпреки че четвъртият метод реши непосредствения проблем, бъдещи проекти трябва да приоритизират използването на продукти от оригиналения производител, потвърждавайки техната разширяемост, особено избягвайки споделени кутии, които обикновено не могат да бъдат разширени. Този подход осигурява по-добра съвместимост и изпълнимост за системни апгрейди.