Fullt isolert SF₆ bryteskåp: Fordeler komponenter og utvidelsesløsninger

1. Karakteristika fullt isolerte SF₆-brytere
1.1 Oversikt

Fullt isolerte SF₆-brytere består av funksjonelle enheter som belastningsbrytere, kombinasjoner av belastningsbrytere og sikringer, skillebrytere-sirkuitbrytere osv., alle seglert inni rostfrie gassbokser fylt med lavtrykks SF₆-gass. Denne gassen fungerer både som bueluknings- og isoleringsmedium. Bryterutstyret bruker elektriske eller manuelle fjærdrevne mekanismer. Hver kabinet er en uavhengig gassboks, som tillater utvidelse gjennom busbarforbindelser i begge retninger. Passende for mediumspænding distribusjonssystemer, brukes disse enhetene vidt i understasjoner og brytestasjoner for å utføre ulike strømdistribusjonstasker.

1.2 Spesielle komponenter i fullt isolerte SF₆-brytere

Nøkkelenheter inkluderer:

• Seglert gassboks: Innenfor den seglerte gassboksen finnes brytere og busbarer, fylt med SF₆-gass på et nivåtrykk på 0.03 MPa. Avansert lasersvingning og samtidig vakuum helium lekkasjeoppdaging sikrer superiør segling. Det er ikke nødvendig med nytt gass eller erstattelse under driftsperioden, noe som gjør det vedlikeholdsfritt. Avhengig av utvidelsesmuligheter, kan gassbokser være enten felles eller selvstendige; bare selvstendige bokser støtter utvidelse.

• Trykklettrelleværktøy: Plassert nederst i gassboksen, har trykklettrellekanalen en eksplosjonsvernmembran. I tilfelle interne buelukningsfeil, tvinger rask gassekspansjon membranen åpne, slipper trykket og veileder SF₆-gassen inn i grav for å sikre sikkerheten for operatører og annet utstyr.

• Kabinettsramme: Rammen (unntatt gassboksen) fungerer som monteringsbase for alle komponenter og støtter gassboksen. Den består typisk av tre hovedrom: driftmekanismens rom, kablerom, og trykklettrellekanal.

1.3 Hovedfordeler med fullt isolerte SF₆-brytere

• Fullt seglert og isolert: Alle høyspenningslivekomponenter er seglert inne i gassboksen, noe som reduserer miljøpåvirkningen. Perfekt for fuktige eller forurensede miljøer, spesielt egnet for områder som Pearl River Delta.

• Kompakt design: Ved bruk av tre-posisjons belastningsbrytere reduseres antallet komponenter. Ledende deler bruker SF₆-isolering, noe som resulterer i en mer kompakt struktur sammenlignet med luftisolerte SF₆ halvisolerte kabinetter.

• Uavhengig av høyde: Interne elementer er plassert i pressuriserte omslutninger, noe som sikrer konsekvent ytelse uavhengig av høyde.

• Utvidbarhet: Med hver kabinet som en uavhengig gassboks og utstyrt med reserverte utvidelsesgrensesnitt, er utvidelse mulig ved hjelp av busbarforbindelser. Disse forbindelsene består av tre silikonkautsjukadapterer installert horisontalt i de indre konusbushingene til nabo-kabinetter, kobler deres busbarer uten å svekke seglingsintegriteten.

2. Analyse av utvidelsesløsninger for fullt isolerte SF₆-brytere

Hvordan legge til nye kabinetter til eksisterende fullt isolerte SF₆ ringmainenheter (RMUs) har blitt en utfordring i de siste årene på grunn av manglende standardiserte grensesnittspesifikasjoner mellom ulike produsenter. Nedenfor følger en analyse basert på et spesifikt prosjekt:

Saksbehandling X: En boligområdes understasjon inneholder for øyeblikket tre utvidbare fullt isolerte SF₆ RMUs fra HD Switchgear Company, inkludert én inngående linjeenhet og to utgående linjeenheter. Prosjektet krever at det legges til en ny utgående linjeenhet og at en ZRC-YJV22-3×120 kabel blir utvidet til en ny utendørs brytere som serverer nye brukere. Flere løsninger ble vurdert:

• Total erstatning: Erstatning av alle tre eksisterende RMUs kunne potensielt skade de tilkoblede kablene hvis de ikke forsiktig fjernes og reinstalleres, noe som fører til betydelige ekstra kostnader. Ettersom de nåværende enhetene har vært i drift i mindre enn to år, er dette alternativet sløseri.

• Legge til et nytt kabinet: Siden brytere leveres av kraftbyrået, kan innkjøp av et ikke-HD produkt føre til kompatibilitetsproblemer på grunn av ulike busbar grensesnittstandarder. Innkjøp gjennom spesialiserte anskaffelsesprosesser ville også forsinke prosjekttidslinjen.

• Bruk av halvisolerte SF₆ kabinetter: Introduksjon av en halvisolert kabinet sammen med en busbar riserkabinet for å knytte gapet mellom fullt og halvisolerte enheter stiller opp utfordringer på grunn av mangel på standardiserte forbindelseskompontenter, noe som krever tett samarbeid med originalprodusenten.

• Installere ekstra halvisolerte enheter: Legging til en halvisolert utgående linjeenhet og en busbar riserkabinet ved siden av den eksisterende inngående linjeenheten tillater omledning av kabler via riserkabinetet, noe som effektivt utvider kapasiteten uten å forstyrre eksisterende installasjoner. Dette løsningen ble til slutt valgt for sin praktiske og effektive karakter.

Det fjerde metoden ble innført, løste utvidelsesbehovene, og prosjektet er nå fullført og fungerer glatt.

3. Konklusjon

Konklusivt sett gir fullt isolerte SF₆-brytere klare tekniske fordeler, men møter utfordringer på grunn av mangel på enklede grensesnittstandarder, noe som gjør direkte integrasjon mellom produkter fra ulike produsenter komplisert. Mens den fjerde metoden løste det umiddelbare problemet, bør fremtidige prosjekter prioritere bruk av produkter fra originalprodusenten, bekrefte deres utvidbarhet, spesielt unngå delt-boksstrukturer som generelt ikke kan utvides. Dette tilnærmingen sikrer bedre kompatibilitet og gjennomførlighet for systemoppgraderinger.