سوئیچگیر کاملاً عایق SF₆: مزایا، اجزا و راه‌حل‌های گسترش

1. ویژگی‌های دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده
1.1 مرور کلی

دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده شامل واحدهای عملکردی مانند سوئیچ بار، ترکیب سوئیچ بار-فیوز، جداکننده‌ها-سوئیچ قطع، و غیره است که همه در جعبه‌های گازی از فولاد ضد زنگ پوشیده شده و با گاز SF₆ تحت فشار کم پر شده‌اند. این گاز به عنوان ماده خاموش‌کننده قوس الکتریکی و عایق استفاده می‌شود. دستگاه از مکانیزم‌های عملکردی الکتریکی یا به وسیله فنرهای دستی استفاده می‌کند. هر کابینت یک جعبه گاز مستقل است که اجازه گسترش آن را از طریق اتصالات میله‌های اصلی در هر دو جهت می‌دهد. این واحدها برای سیستم‌های توزیع ولتاژ متوسط مناسب هستند و به طور گسترده در زیرстанسیون‌ها و ایستگاه‌های سوئیچینگ استفاده می‌شوند تا وظایف مختلف توزیع برق را انجام دهند.

1.2 اجزای خاص دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده

اجزای کلیدی شامل:

• جعبه گاز محکم‌بسته: در داخل جعبه گاز محکم‌بسته دستگاه توزیع برق و میله‌های اصلی وجود دارد که با گاز SF₆ در فشار اسمی 0.03 مگاپاسکال پر شده‌اند. لیزر جوشکاری پیشرفته و آشکارسازی نشت همزمان با هلیوم تحت فشار مراقبت می‌کند تا بسته‌بودن فوق‌العاده ایجاد شود. در طول عمر عملیاتی نیازی به دوباره‌گازی یا تعویض نیست، بنابراین بدون نگهداری است. بر اساس قابلیت گسترش، جعبه‌های گاز می‌توانند مشترک یا مستقل باشند؛ فقط جعبه‌های مستقل گسترش را پشتیبانی می‌کنند.

• دستگاه تخلیه فشار: در پایین جعبه گاز، کانال تخلیه فشار با غشاء ضد انفجار قرار دارد. در صورت بروز خطا در قوس الکتریکی داخلی، گسترش سریع گاز غشاء را باز می‌کند و فشار را تخلیه می‌کند و گاز SF₆ را به گودال‌ها هدایت می‌کند تا ایمنی عملگران و تجهیزات دیگر تضمین شود.

• قاب کابینت: قاب (به جز جعبه گاز) به عنوان پایه نصب برای تمام اجزا و حمایت از جعبه گاز عمل می‌کند. معمولاً شامل سه اتاق اصلی است: اتاق مکانیزم عملیاتی، اتاق کابل و کانال تخلیه فشار.

1.3 مزایای اصلی دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده

• کاملاً محکم‌بسته و عایق‌شده: تمام بخش‌های زنده ولتاژ بالا در داخل جعبه گاز محکم‌بسته هستند که تأثیرات زیست‌محیطی را به حداقل می‌رساند. برای محیط‌های مرطوب یا آلوده، به ویژه مناطقی مانند دلتای رود پرل مناسب است.

• طراحی فشرده: استفاده از سوئیچ‌های بار سه‌وضعیتی تعداد اجزا را کاهش می‌دهد. بخش‌های رسانا از عایق SF₆ استفاده می‌کنند که نسبت به کابینت‌های نیمه‌عایق‌شده با عایق هوا، ساختار فشرده‌تری را ایجاد می‌کند.

• مستقل از ارتفاع: المان‌های داخلی در ظروف فشاردار قرار دارند که عملکرد یکسانی را در هر ارتفاعی تضمین می‌کند.

• قابلیت گسترش: با توجه به اینکه هر کابینت یک جعبه گاز مستقل است و با رابط‌های گسترش ذخیره‌شده تجهیز شده‌است، امکان گسترش با استفاده از اتصالات میله‌های اصلی وجود دارد. این اتصالات شامل سه آداپتور از کاوچو سیلیکون هستند که به طور افقی در بوشینگ‌های مخروطی داخلی کابینت‌های مجاور نصب شده‌اند و میله‌های اصلی آن‌ها را بدون تخریب کامل بسته‌بودن متصل می‌کنند.

2. تحلیل راه‌حل‌های گسترش برای دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده

چگونگی افزودن کابینت‌های جدید به واحد‌های اصلی حلقه‌ای SF₆ کاملاً عایق‌شده موجود در سال‌های اخیر به دلیل عدم وجود استانداردهای رابط یکپارچه بین سازندگان مختلف چالش‌برانگیز شده است. زیرا تحلیل بر اساس یک پروژه خاص است:

مطالعه موردی X: زیرستانسیون یک منطقه مسکونی در حال حاضر شامل سه واحد اصلی حلقه‌ای SF₆ کاملاً عایق‌شده از شرکت HD Switchgear است که شامل یک واحد خط ورودی و دو واحد خط خروجی است. پروژه نیاز به افزودن یک واحد خط خروجی دیگر و تمدید کابل ZRC-YJV22-3×120 به یک دستگاه سوئیچینگ خارجی جدید برای کاربران جدید دارد. چندین راه‌حل در نظر گرفته شد:

• تعویض کامل: تعویض همه سه واحد موجود می‌تواند در صورت عدم برداشتن و نصب مجدد دقیق کابل‌های متصل، آن‌ها را خراب کند که منجر به هزینه‌های اضافی قابل توجه می‌شود. با توجه به اینکه واحدهای فعلی کمتر از دو سال است که در حال عملیات هستند، این گزینه مصرف‌بر است.

• افزودن یک کابینت جدید: با توجه به اینکه دستگاه توسط دفتر برق تأمین می‌شود، خرید یک محصول غیر HD ممکن است به دلیل استانداردهای متفاوت رابط میله‌های اصلی، مشکلات سازگاری ایجاد کند. خرید از طریق فرآیندهای 입찰 전문가의 도움을 받아야 하며, 이는 프로젝트 일정을 지연시킬 수 있습니다.

• 반절연형 SF₆ 캐비닛 사용: 완전 절연형과 반절연형 유닛 간의 연결을 위해 버스바 라이저 캐비닛을 함께 사용하는 것은 표준화된 연결 구성 요소가 없기 때문에 원래 제조업체와의 긴밀한 협력이 필요합니다.

• 추가적인 반절연형 유닛 설치: 기존 입력 라인 유닛 옆에 반절연형 출력 라인 유닛과 버스바 라이저 캐비닛을 추가하여 케이블을 라이저 캐비닛을 통해 재배치하면 기존 설치를 방해하지 않고 용량을 효과적으로 확장할 수 있습니다. 이 솔루션은 실용성과 효과성을 고려하여 최종적으로 선택되었습니다.

چهارمین روش اتخاذ شد و با موفقیت نیازهای گسترش را برطرف کرد و پروژه حالا به پایان رسیده و به خوبی در حال اجرایی است.

3. نتیجه‌گیری

در نتیجه، دستگاه توزیع برق SF₆ کاملاً عایق‌شده مزایای فنی واضحی دارد اما به دلیل عدم وجود استانداردهای رابط یکپارچه، ادغام مستقیم بین محصولات سازندگان مختلف را پیچیده می‌کند. در حالی که روش چهارم مشکل فوری را حل کرد، پروژه‌های آینده باید اولویت داده شود که از محصولات سازنده اصلی استفاده کنند و قابلیت گسترش آن‌ها را تأیید کنند، به ویژه از ساختارهای مشترک جعبه که عموماً نمی‌توانند گسترش یابند اجتناب کنند. این رویکرد سازگاری و امکان‌پذیری بهتری برای به‌روزرسانی سیستم‌ها ارائه می‌دهد.