Úplně izolované spínací zařízení SF₆: Výhody komponenty a rozšiřovací řešení
1. Charakteristiky plně izolovaného spínacího zařízení SF₆
1.1 Přehled
Plně izolované spínací zařízení SF₆ zahrnuje funkční jednotky jako jsou zátěžové spínače, kombinace zátěžových spínačů s pojistkami, odpojovače-spínače obvodu atd., všechny uzavřené v nerezových plynových skříních naplněných plynným SF₆ pod nízkým tlakem. Tento plyn slouží jako prostředek pro uhašení oblouku a izolaci. Spínací zařízení používá elektrické nebo ruční pružinové mechanismy. Každá skříň je samostatnou plynovou skříní, což umožňuje rozšíření pomocí sběrných spojů v libovolném směru. Tyto jednotky jsou vhodné pro středově-vysoké distribuční systémy a jsou široce používány v transformačních stanicích a přepážkových stanicích k různým úkolům v distribuci energie.
1.2 Speciální komponenty plně izolovaného spínacího zařízení SF₆
Klíčové komponenty zahrnují:
Uzavřená plynová skříň: Uvnitř uzavřené plynové skříně jsou spínací zařízení a sběrny, naplněné plynným SF₆ s nominálním tlakem 0,03 MPa. Pokročilé laserové sváření a současné detekce úniku vakuem pomocí hélia zajišťují vynikající uzavření. Během provozu není potřeba znovunaplnění nebo výměny plynu, což z něj dělá bezúdržbové zařízení. V závislosti na možnosti rozšíření mohou být plynové skříně buď sdílené nebo samostatné; pouze samostatné skříně podporují rozšíření.
Zařízení pro uvolnění tlaku: Nachází se na spodní části plynové skříně, kanál pro uvolnění tlaku obsahuje protivýbušnou membránu. V případě vnitřních obloukových poruch rychlé rozšiřování plynu donutí membránu otevřít, uvolní tlak a vedle SF₆ do okopů, což zajišťuje bezpečnost pro operátory a další zařízení.
Rám skříně: Rám (bez plynové skříně) slouží jako montážní základna pro všechny komponenty a podporuje plynovou skříň. Obvykle se skládá ze tří hlavních oddílů: místnost mechanismu, místnost pro kabely a kanál pro uvolnění tlaku.
1.3 Hlavní výhody plně izolovaného spínacího zařízení SF₆
Úplně uzavřené a izolované: Všechny vysokonapěťové části jsou uzavřeny v plynové skříni, což minimalizuje dopady na životní prostředí. Je ideální pro vlhké nebo znečištěné prostředí, zejména vhodné pro oblasti jako je deltoidní oblast řeky Perly.
Kompaktní návrh: Použití třípolohových zátěžových spínačů snižuje počet komponent. Vodičové části používají izolaci SF₆, což vede k kompaktnější struktuře ve srovnání s vzduchem izolovanými polovičně izolovanými skříněmi SF₆.
Nestandardní výška: Vnitřní prvky jsou umístěny v tlačených obalech, což zajišťuje konstantní výkon bez ohledu na nadmořskou výšku.
Možnost rozšíření: S každou skříní jako samostatnou plynovou skříní a vybavenou rezervovanými rozhraními pro rozšíření, je možné rozšíření pomocí sběrných spojů. Tyto spoje se skládají z tří silikonových gumových adaptérů instalovaných vodorovně v vnitřních kuželových terminálech sousedních skříní, které propojují jejich sběrny bez kompromitace integrity uzavření.
2. Analýza řešení pro rozšíření plně izolovaného spínacího zařízení SF₆
Jak přidat nové skříně k existujícím plně izolovaným kroužkovým hlavním jednotkám (RMUs) SF₆ se v posledních letech stalo výzvou kvůli nedostatku standardizovaných specifikací rozhraní mezi různými výrobci. Níže je analyzován konkrétní projekt:
Případová studie X: Transformační stanice v obytné oblasti aktuálně obsahuje tři rozšiřitelné plně izolované RMUs společnosti HD Switchgear, včetně jedné vstupní linky a dvou výstupních linií. Projekt vyžaduje přidání další výstupní linky a prodloužení kabelu ZRC-YJV22-3×120 na novou venkovní jednotku sloužící novým uživatelům. Bylo zvažováno několik řešení:
Úplná výměna: Výměna všech tří existujících RMUs by mohla poškodit připojené kabely, pokud nebudou opatrně odstraněny a znovu instalovány, což by vedlo k výrazně vyšším dodatečným nákladům. Vzhledem k tomu, že současné jednotky jsou v provozu méně než dva roky, je tato možnost nerozumná.
Přidání nové skříně: Jelikož spínací zařízení je dodáváno energetickým úřadem, nákup produktu, který není od HD, by mohl vést k problémům s kompatibilitou kvůli různým standardům rozhraní sběrných spojů. Nákup prostřednictvím specializovaných výběrových řízení by také zpomalil časové plány projektu.
Použití polovičně izolovaných skříní SF₆: Zavedení polovičně izolované skříně spolu s vývěvkovou skříní pro sběrné spoje, aby se vybrala mezera mezi plně a polovičně izolovanými jednotkami, představuje výzvu kvůli absenci standardizovaných spojovacích komponent, což vyžaduje těsnou spolupráci s původním výrobcem.
Instalace dalších polovičně izolovaných jednotek: Přidání polovičně izolované výstupní linky a vývěvkové skříně vedle stávající vstupní linky umožňuje přesměrování kabelů přes vývěvkovou skříň, což efektivně rozšiřuje kapacitu bez narušení stávajících instalací. Toto řešení bylo nakonec zvoleno pro jeho praktičnost a efektivitu.
Čtvrtá metoda byla přijata, úspěšně vyřešila potřebu rozšíření a projekt je nyní dokončen a funguje hladce.
3. Závěr
V závěru, plně izolované spínací zařízení SF₆ nabízí jasné technické výhody, ale čelí výzvám kvůli nedostatku sjednocených standardů rozhraní, což komplikuje přímou integraci produktů od různých výrobců. Ačkoli čtvrtá metoda vyřešila okamžitý problém, budoucí projekty by měly dávat přednost produktem od původního výrobce, potvrzovat jejich možnost rozšíření, zejména se vyhýbat sdíleným skříním, které obecně nelze rozšířit. Tento přístup zajišťuje lepší kompatibilitu a proveditelnost pro upgrady systému.
