Fullt isolerad SF₆-brytare: Fördelar komponenter och utbyggnadslösningar

1. Egenskaper hos fullt isolerade SF₆-brytare
1.1 Översikt

Fullt isolerade SF₆-brytare består av funktionsenheter som belastningsbrytare, kombinationer av belastningsbrytare och säkringar, kopplingsskenor-brytare, etc., allt inneslutet i rostfria stålgasboxar fyllda med lågtryck-SF₆-gas. Denna gas fungerar både som bågeavsläckande och isolerande medium. Brytaren använder elektriska eller manuella fjäderdrivna mekanismer. Varje kabinet är en oberoende gasbox, vilket möjliggör utbyggnad genom busbar-kopplingar i båda riktningarna. Lämpliga för medelspänningsdistributionssystem används dessa enheter brett i understationer och växlingsstationer för att utföra olika elfördelningsuppgifter.

1.2 Speciella komponenter i fullt isolerade SF₆-brytare

Nyckelkomponenter inkluderar:

• Heltäckande gasbox: Inuti den heltäckande gasboxen finns brytare och busbars, fyllda med SF₆-gas vid ett angivet tryck på 0,03 MPa. Avancerad laserlåsning och samtidig vakuumheliumläckagekontroll säkerställer överlägsen täthet. Ingen återgassing eller ersättning behövs under driftstiden, vilket gör det underhållsfritt. Beroende på utbyggnadsmöjligheter kan gasboxar vara antingen delade eller fristående; endast fristående boxar stödjer utbyggnad.

• Tryckavlastningsenhet: Placerad i botten av gasboxen, har tryckavlastningskanalen en explosionskyddsmembran. Vid interna bågearter, tvingar snabb gasexpansion membranet öppet, släpper trycket och leder SF₆-gas till dike för att säkerställa säkerheten för operatörer och annan utrustning.

• Kabinettsram: Ramen (exklusive gasboxen) fungerar som monteringsbas för alla komponenter och stöder gasboxen. Den består vanligtvis av tre huvudfack: driftmekanismrum, kabelfack och tryckavlastningskanal.

1.3 Huvudsakliga fördelar med fullt isolerade SF₆-brytare

• Fully Sealed and Insulated: Alla högspänningslevande delar är inneslutna i gasboxen, vilket minimerar miljöpåverkan. Perfekt för fuktiga eller förorenade miljöer, särskilt lämpligt för regioner som Pearl River Delta.

• Kompakt design: Genom att använda trepositionsbelastningsbrytare minskas antalet komponenter. Förflyttande delar använder SF₆-isolering, vilket resulterar i en mer kompakt struktur jämfört med luftisolerede SF₆-semiisoleringsskåp.

• Höjdsoberoende: Interna element är inneslutna i förtryckshöljen, vilket säkerställer konsekvent prestanda oavsett höjd.

• Utbyggnadsmöjlighet: Eftersom varje kabinet är en oberoende gasbox och utrustat med reserverade utbyggnadsgränssnitt, är utbyggnad möjlig med busbar-kopplingar. Dessa kopplingar består av tre silikonkautschukadapter installerade horisontellt i de inre konbuschongerna i angränsande skåp, vilket ansluter deras busbars utan att påverka tätheten.

2. Analys av utbyggnadslösningar för fullt isolerade SF₆-brytare

Hur man lägger till nya skåp till befintliga fullt isolerade SF₆-ringmainenheter (RMUs) har blivit en utmaning under de senaste åren på grund av brist på standardiserade gränssnittsspecifikationer mellan olika tillverkare. Nedan följer en analys baserad på ett specifikt projekt:

Case Study X: En understation i ett bostadsområde har för närvarande tre utbyggnadsmässigt fullt isolerade SF₆-RMUs från HD Switchgear Company, inklusive en ingångsenhet och två utgångsenheter. Projektet kräver att en ytterligare utgångsenhet läggs till och att en ZRC-YJV22-3×120-kabel utsträcks till en ny utomhusbrytare som betjänar nya användare. Flera lösningar övervägdes:

• Fullständig ersättning: Att ersätta alla tre befintliga RMUs skulle potentiellt kunna skada de anslutna kablarna om de inte försiktigt tas bort och monteras om, vilket leder till betydande ytterligare kostnader. Eftersom de nuvarande enheterna har varit i drift mindre än två år, är denna alternativ slöseri.

• Lägg till ett nytt kabinet: Eftersom brytaren levereras av elverket, kan inköp av en icke-HD-produkt leda till kompatibilitetsproblem på grund av varierande busbar-gränssnittsstandarder. Inköp genom specialiserade upphandlingsprocesser skulle också försena projektets tidplan.

• Använda semi-isolerade SF₆-skåp: Introduktion av ett semi-isolerat skåp tillsammans med en busbar-höjdsenhet för att brodera mellan fullt och semi-isolerade enheter ger utmaningar på grund av brist på standardiserade anslutningskomponenter, vilket kräver nära samarbete med ursprungstillverkaren.

• Installera ytterligare semi-isolerade enheter: Att lägga till en semi-isolerad utgångsenhet och en busbar-höjdsenhet bredvid den befintliga ingångsenheten möjliggör omledning av kablar via höjdsenheten, vilket effektivt expanderar kapaciteten utan att störa befintliga installationer. Denna lösning valdes slutligen för sin praktikalitet och effektivitet.

Den fjärde metoden antogs, löste utbyggnadsbehoven framgångsrikt, och projektet är nu slutfört och fungerar smidigt.

3. Slutsats

Sammanfattningsvis erbjuder fullt isolerade SF₆-brytare tydliga tekniska fördelar men står inför utmaningar på grund av brist på enhetliga gränssnittsstandarder, vilket komplicerar direktintegration mellan produkter från olika tillverkare. Medan den fjärde metoden löste det omedelbara problemet bör framtida projekt prioritera användningen av produkter från ursprungstillverkaren, bekräfta deras utbyggnadsmöjlighet, särskilt undvikande av delade boxstrukturer som generellt sett inte kan expanderas. Denna metod garanterar bättre kompatibilitet och genomförbarhet för systemuppdateringar.