Polnostno izolirana SF₆ preklopnika: Prednosti sestavine in rešitve za razširitev

1. Značilnosti polnoma izolirane SF₆ sklopne opreme
1.1 Pregled

Polnoma izolirana SF₆ sklopna oprema vključuje funkcionalne enote, kot so obremenitveni preklopniki, kombinacije obremenitvenih preklopnikov in varnostnih ventlov, odvajalniki-preklopniki itd., vse zaprti znotraj nerodnih jeklenih plinskih škatel, napolnjene z nizegospodarskim SF₆ plinom. Ta plin služi za ugasanje lok in kot izolirni medij. Sklopna oprema uporablja električne ali ročne mehanske vzmetne mehanizme. Vsaka škatla je neodvisna plinska škatla, ki omogoča razširitev s pomočjo povezovalnikov za matične vodnike v katerikoli smeri. Upravljive za distribucijske sisteme srednje napetosti so te enote široko uporabljene v pretvorovalnih postajah in preklopnih postajah za izpolnjevanje različnih nalog distribucije energije.

1.2 Posebne komponente polnoma izolirane SF₆ sklopne opreme

Ključne komponente vključujejo:

• Zaprti plinski okvir: V notranjosti zaprtih plinskih škatel so sklopna oprema in matični vodniki, napolnjeni z SF₆ plinom na predpisani tlak 0,03 MPa. Napredno laserno varjenje in hkratno vakuumsko detektiranje utrku helija zagotavljata odlično zaprtost. Med operativnim življenjem ni potrebno ponovno pleniti ali zamenjavati plina, kar ga čini brez održbe. Odvisno od možnosti razširitve lahko plinske škatle delijo ali so samostojne; samo samostojne škatle podpirajo razširitev.

• Sprostovalni mehanizem: Na dnu plinske škatle je kanal za sprostevanje pritiska z eksplozivno membrano. V primeru notranjega lokovnega odpovedovanja hitro razširjanje plina prisili membrano, da se odpre, sprosti pritisk in usmeri SF₆ plin v prekopnice, da zagotovi varnost operatorjev in druge opreme.

• Ogrodje škatle: Ogrodje (brez plinske škatle) služi kot montažna baza za vse komponente in podpira plinsko škatlo. Običajno se sestavlja iz treh glavnih odsekov: soba za pogonski mehanizem, soba za kabel in kanal za sprostevanje pritiska.

1.3 Glavne prednosti polnoma izolirane SF₆ sklopne opreme

• Polnoma zaprti in izolirani: Vsi deli visoke napetosti so zaprti znotraj plinskega okvira, kar minimalizira vpliv na okolje. Idealni za vlage in onesnažene okolice, posebej primerni za regije, kot je delta reke Perla.

• Kompaktna struktura: Uporaba triponoznih obremenitvenih preklopnikov zmanjša število komponent. Provodne dele uporabljajo SF₆ izolacijo, kar vodi do bolj kompaktnih struktur glede na zračno izolirane SF₆ polizolirane škatle.

• Nepodrejen višini: Notranji elementi so v zaporih pod pritiskom, kar zagotavlja konstantno delovanje ne glede na višino.

• Razširjivost: Ker je vsaka škatla neodvisna plinska škatla in opremljena z rezerviranimi vmesnimi pripadki, je mogoče razširiti s pomočjo povezovalnikov za matične vodnike. Ti povezovalniki sestavljajo tri silikonske gumenke, nameščene horizontalno v notranjih stožastih priključkih sosednjih škatel, ki povezujejo njihove matične vodnike brez ogrožanja celovitosti zaprtja.

2. Analiza rešitev za razširitev polnoma izolirane SF₆ sklopne opreme

Kako dodati nove škatle na obstoječe polnoma izolirane SF₆ kolobarne osnovne enote (RMUs) je v zadnjih letih postal izziv zaradi pomanjkanja standardiziranih specifikacij vmesnikov med različnimi proizvajalci. Spodaj je analiza na podlagi specifičnega projekta:

Primer X: Podstanica stanovanjske območje trenutno vključuje tri razširljive polnoma izolirane SF₆ RMUs od podjetja HD Switchgear, vključno z eno vhodno enoto in dvema izhodnima enotama. Projekt zahteva dodajanje še ene izhodne enote in razširitev kabla ZRC-YJV22-3×120 do novega zunanjega sklopca, ki bo služil novim uporabnikom. Obravnavali smo več rešitev:

• Popolna zamenjava: Zamenjava vseh treh obstoječih RMU-jev bi lahko poškodovala povezane kable, če bi bile natančno odstranjene in znova nameščene, kar bi povzročilo velike dodatne stroške. Glede na to, da trenutne enote delujejo manj kot dva leta, ta opcija ni ekonomična.

• Dodajanje nove škatle: Ker sklopna oprema dobavi od elektrarni, bi nabava ne-HD izdelka lahko vodila do združljivostnih težav zaradi različnih standardov vmesnikov za matične vodnike. Nabava preko posebnih javnih razpisov bi tudi zakasnila časovni okvir projekta.

• Uporaba polizoliranih SF₆ škatel: Uvedba polizolirane škatle skupaj s škatlo za podviševanje matičnih vodnikov za povezavo med polnoma in polizoliranimi enotami prinaša izzive zaradi pomanjkanja standardiziranih povezovalnih komponent, kar zahteva tesno sodelovanje z izvirnim proizvajalcem.

• Nameščanje dodatnih polizoliranih enot: Dodajanje polizolirane izhodne enote in škatle za podviševanje matičnih vodnikov ob obstoječi vhodni enoti omogoča preusmeritev kablov preko škatle za podviševanje, kar učinkovito razširi kapaciteto brez motenj obstoječih namestitv. Ta rešitev je bila končno izbrana zaradi praktičnosti in učinkovitosti.

Četrta metoda je bila sprejeta, uspešno rešila potrebo po razširitvi, in projekt je sedaj dokončan in deluje gladko.

3. Zaključek

V zaključku polnoma izolirana SF₆ sklopna oprema ponuja jasne tehnične prednosti, vendar se sooča s izzivi zaradi pomanjkanja enotnih standardov vmesnikov, kar ovira neposredni integracijski proces med izdelki različnih proizvajalcev. Čeprav je četrta metoda rešila trenutni problem, bodo prihodnji projekti morali prednost dati izdelkom izvirnega proizvajalca, potrditi njihovo razširjivost, zlasti izogibati se strukturam z deljenimi škatlama, ki običajno ne morejo biti razširjene. Ta pristop zagotavlja boljšo združljivost in možnost nadgradnje sistema.