Pełnie izolowane przełączniki SF₆: Zalety komponenty i rozwiązania rozszerzające
1. Charakterystyka całkowicie izolowanego przełącznika SF₆
1.1 Przegląd
Całkowicie izolowany przełącznik SF₆ składa się z funkcjonalnych jednostek takich jak przełączniki obciążeniowe, kombinacje przełączników obciążeniowych i bezpieczników, rozłączniki-automaty itp., wszystkie zamknięte w naczyniach gazowych ze stali nierdzewnej wypełnionych gazem SF₆ pod niskim ciśnieniem. Ten gaz pełni rolę both as the arc-quenching and insulating medium. Przełączniki wykorzystują mechanizmy napędowe elektryczne lub sprężynowe. Każda szafa jest niezależnym naczyniem gazowym, co pozwala na rozszerzenie za pomocą połączeń szynowych w obu kierunkach. Odpowiednie dla systemów dystrybucji średniego napięcia, te jednostki są szeroko stosowane w stacjach transformatorowych i stacjach przełączania do realizacji różnych zadań dystrybucji energii.
1.2 Specjalne komponenty całkowicie izolowanego przełącznika SF₆
Kluczowe komponenty obejmują:
Zamknięte naczynie gazowe: W zamkniętym naczyniu gazowym znajdują się przełączniki i szyny, wypełnione gazem SF₆ o nominalnym ciśnieniu 0,03 MPa. Zaawansowane spawanie laserowe i jednoczesna detekcja przecieków w próżni helem zapewniają doskonałe szczelność. Nie wymaga ponownego napełniania ani wymiany podczas okresu użytkowania, co czyni go bezobsługowym. W zależności od możliwości rozszerzenia, naczynia gazowe mogą być wspólne lub samodzielne; tylko samodzielne naczynia pozwalają na rozszerzenie.
Urządzenie odprowadzające nadmiar ciśnienia: Zlokalizowane u dołu naczynia gazowego, kanał odprowadzający ciśnienie wyposażony jest w membranę antywulkanową. W przypadku wewnętrznego uszkodzenia łuku, szybkie rozszerzenie gazu powoduje otwarcie membrany, odprowadzając ciśnienie i kierując gaz SF₆ do rowów, zapewniając bezpieczeństwo operatorom i innemu sprzętu.
Rama szafy: Rama (bez naczynia gazowego) służy jako podstawa montażowa dla wszystkich komponentów i wspiera naczynie gazowe. Zwykle składa się z trzech głównych przedziałów: pomieszczenie mechanizmu napędowego, pomieszczenie kablowe i kanał odprowadzający ciśnienie.
1.3 Główne zalety całkowicie izolowanego przełącznika SF₆
Całkowicie szczelny i izolowany: Wszystkie części pod wysokim napięciem są zamknięte w naczyniu gazowym, minimalizując wpływ na środowisko. Idealny dla wilgotnych lub zanieczyszczonych środowisk, szczególnie odpowiedni dla regionów takich jak Deltą Rzeki Perłowej.
Kompaktowy design: Wykorzystanie trójpozycyjnych przełączników obciążeniowych zmniejsza liczbę komponentów. Części przewodzące wykorzystują izolację SF₆, co daje bardziej kompaktową strukturę w porównaniu do szaf półizolowanych SF₆ z izolacją powietrza.
Niezależność od wysokości: Wewnętrzne elementy są umieszczone w hermetycznych obudowach, zapewniając stałą wydajność niezależnie od wysokości.
Mozliwość rozszerzenia: Każda szafa stanowi niezależne naczynie gazowe wyposażone w zarezerwowane interfejsy rozszerzeniowe, co umożliwia rozszerzenie za pomocą połączeń szynowych. Te połączenia składają się z trzech adaptatorów z silikonu gumowego montowanych poziomo w wewnętrznych gniazdach stożkowych sąsiednich szaf, łącząc ich szyny bez naruszania szczelności.
2. Analiza rozwiązań rozszerzeniowych dla całkowicie izolowanego przełącznika SF₆
Jak dodawać nowe szafy do istniejących całkowicie izolowanych RMU SF₆ stało się w ostatnich latach wyzwaniem z powodu braku standaryzowanych specyfikacji interfejsów między różnymi producentami. Poniżej znajduje się analiza oparta na konkretnym projekcie:
Przykład X: Stacja transformatorowa w osiedlu mieszkaniowym obecnie mieści trzy rozszerzalne, całkowicie izolowane RMU SF₆ firmy HD Switchgear, w tym jedną jednostkę wejściową i dwie jednostki wyjściowe. Projekt wymaga dodania kolejnej jednostki wyjściowej i rozszerzenia kabla ZRC-YJV22-3×120 do nowej zewnętrznej szafy przełącznika obsługującej nowych użytkowników. Rozważono kilka rozwiązań:
Pełna wymiana: Zastąpienie wszystkich trzech istniejących RMU może potencjalnie uszkodzić połączone kable, jeśli nie zostaną ostrożnie usunięte i ponownie zamontowane, prowadząc do znacznych dodatkowych kosztów. Biorąc pod uwagę, że obecne jednostki działają mniej niż dwa lata, ta opcja jest marnotrawstwem.
Dodanie nowej szafy: Ponieważ przełączniki są dostarczane przez biuro energetyczne, zakup produktu nie-HD może prowadzić do problemów z kompatybilnością z powodu różniących się standardów interfejsów szynowych. Zakup poprzez specjalne procedury przetargowe również opóźniłby harmonogram projektu.
Użycie półizolowanych szaf SF₆: Wprowadzenie półizolowanej szafy wraz z szafą podnoszenia szyn do mostu między pełnymi i półizolowanymi jednostkami stwarza wyzwania z powodu braku standaryzowanych komponentów połączeniowych, wymagając bliskiej współpracy z oryginalnym producentem.
Instalacja dodatkowych półizolowanych jednostek: Dodanie półizolowanej jednostki wyjściowej i szafy podnoszenia szyn obok istniejącej jednostki wejściowej pozwala na przeprowadzenie kabli przez szafę podnoszenia, efektywnie rozszerzając zdolność bez zakłócania istniejących instalacji. To rozwiązanie zostało ostatecznie wybrane ze względu na praktyczność i skuteczność.
Czwarta metoda została przyjęta, pomyślnie rozwiązując potrzeby rozszerzenia, a projekt jest teraz zakończony i działa płynnie.
3. Podsumowanie
Podsumowując, całkowicie izolowany przełącznik SF₆ oferuje jasne techniczne zalety, ale staje przed wyzwaniami z powodu braku zjednoczonych standardów interfejsowych, utrudniając bezpośrednie integrację produktów różnych producentów. Chociaż czwarta metoda rozwiązała natychmiastowy problem, przyszłe projekty powinny priorytetowo korzystać z produktów oryginalnego producenta, potwierdzając ich możliwość rozszerzenia, zwłaszcza unikając struktur z wspólnymi naczyniami gazowymi, które ogólnie nie mogą być rozszerzane. Taki podejście zapewnia lepszą kompatybilność i wykonalność dla modernizacji systemów.
