Komplet isoleret SF₆ skab: Fordele komponenter og udvidelsesløsninger

1. Karakteristika fuldt isoleret SF₆ skifter
1.1 Oversigt

Fuldt isoleret SF₆ skifter består af funktionelle enheder som belastningskontakter, kombinationer af belastningskontakt og sikring, afbrydere-kredsløbsafbrydere osv., alt indkapslet i rustfrit stål gasbokse fyldt med lavtryks SF₆ gas. Denne gas fungerer både som buekvælende og isolerende medium. Skifterne anvender elektriske eller manuelle fjederdrevne mekanismer. Hver kabinet er en uafhængig gasboks, hvilket gør det muligt at udvide via busbarforbindelser i begge retninger. Passende til mellemspændings fordelingssystemer, bruges disse enheder bredt i understationer og skiftestationer til at løse forskellige elfordelingsopgaver.

1.2 Specielle Komponenter i Fuldt Isoleret SF₆ Skifter

Vigtige komponenter inkluderer:

• Lukket Gasboks: Inden i den lukkede gasboks findes skifter og busbars, fyldt med SF₆ gas på et nominelt tryk på 0.03 MPa. Avanceret lasersvinding og samtidig vakuum helium leckagekontrol sikrer en superiør tæthed. Ingen genopladering eller -udskiftning er nødvendig under dens driftsperiode, hvilket gør den vedligeholdelsesfri. Afhængigt af udvidelighed kan gasbokse være enten fælles eller selvstændige; kun selvstændige bokse understøtter udvidelse.

• Trykrelæfsningsenhed: Placeringen af trykrelæfsningskanalen er nederst i gasboksen, og denne har en eksplosionsbestandig membran. I tilfælde af interne buelaster, åbner hurtigt gasudvidelsen membranen, relæfsner presset og ledet SF₆ gas ind i gravene for at sikre sikkerhed for operatører og andet udstyr.

• Kabinetramme: Rammen (uden for gasboksen) fungerer som monteringsbase for alle komponenter og støtter gasboksen. Den består typisk af tre hovedafdelinger: driftmekanismes rum, kablerum og trykrelæfsningskanal.

1.3 Hovedfordele ved Fuldt Isoleret SF₆ Skifter

• Fuldt Lukket og Isoleret: Alle højspændingslevende dele er indkapslet i gasboksen, hvilket mindsker miljøpåvirkningen. Ideelt til fugtige eller forurenet områder, især egnet til regioner som Pearl River Delta.

• Kompakt Design: Ved hjælp af tre-position belastningskontakter reduceres antallet af komponenter. Ledende dele bruger SF₆ isolation, hvilket resulterer i en mere kompakt struktur sammenlignet med luft-isolerede SF₆ halvisolerede skabe.

• Højdeuafhængig: Indeværende elementer er placeret i trykkede beholder, hvilket sikrer konstant ydeevne uanset højde.

• Udvidelighed: Da hvert kabinet er en selvstændig gasboks udstyret med reserverede udvidelsesgrænseflader, er udvidelse mulig ved hjælp af busbarforbindelser. Disse forbindelser består af tre silikongummivelftere installeret vandret i de indre keglebushings i naboskabende skabe, der forbinder deres busbars uden at kompromittere tætheden.

2. Analyse af Udvidelsesløsninger for Fuldt Isoleret SF₆ Skifter

Hvordan man tilføjer nye skabe til eksisterende fuldt isolerede SF₆ ring-hovedskifter (RMUs) har i de seneste år været en udfordring på grund af mangel på standardiserede grænseflade specifikationer mellem forskellige producenter. Nedenfor er en analyse baseret på et specifikt projekt:

Sagsanalyse X: En beboelsesområde understation indeholder i øjeblikket tre udvidelige fuldt isolerede SF₆ RMUs fra HD Switchgear Company, herunder en indgående linje enhed og to udgående linje enheder. Projektet kræver, at der tilføjes endnu en udgående linje enhed og en ZRC-YJV22-3×120 kabel udvidet til en ny udendørs skifter, der serverer nye brugere. Der blev overvejet flere løsninger:

• Komplett Udskiftning: Udskiftning af alle tre eksisterende RMUs kunne potentielt skade de forbundne kabler, hvis de ikke forsigtigt fjernes og reinstalleres, hvilket ville føre til betydelige yderligere omkostninger. Efter at de nuværende enheder har været i drift i mindre end to år, er dette alternativ spild.

• Tilføjelse af et Nyt Kabinet: Da skifter leveres af elbureauet, kunne anskaffelsen af et ikke-HD produkt føre til kompatibilitetsproblemer på grund af varierende busbar-grænseflade standarder. Anskaffelse gennem specialiserede udbudsprocesser ville også forsinke projektets tidslinjer.

• Anvendelse af Halvisolerede SF₆ Skabe: Introduktion af et halvisoleret skab sammen med en busbar riser skab for at brodere kløften mellem fuldt og halvisolerede enheder indebærer udfordringer på grund af mangel på standardiserede forbindelseskomponenter, hvilket kræver tæt samarbejde med den oprindelige producent.

• Installation af Yderligere Halvisolerede Enheder: Tilføjelse af en halvisoleret udgående linje enhed og en busbar riser skab ved siden af den eksisterende indgående linje enhed gør det muligt at omdirigere kabler via riser skabet, effektivt udvider kapaciteten uden at forstyrre eksisterende installationer. Dette løsning blev sidst valgt for sin praktiske og effektive natur.

Den fjerde metode blev valgt, løste succesfuldt udvidelsesbehovet, og projektet er nu afsluttet og fungerer problemfrit.

3. Konklusion

I konklusion, tilbyder fuldt isoleret SF₆ skifter klare tekniske fordele, men står over for udfordringer på grund af mangel på enificerede grænsefladestandarder, hvilket gør direkte integration mellem produkter fra forskellige producenter kompliceret. Selvom den fjerde metode løste det umiddelbare problem, bør fremtidige projekter prioritere brugen af produkter fra den oprindelige producent, bekræfte deres udvidelighed, især undgå fælles-boksstrukturer, som generelt ikke kan udvides. Dette tilgang sikrer bedre kompatibilitet og gennemførlighed for systemopgraderinger.