สวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีฉนวนกันความร้อนเต็มระบบ: ข้อดี ส่วนประกอบ และโซลูชันการขยาย

1. คุณลักษณะของสวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบ
1.1 ภาพรวม

สวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบประกอบด้วยหน่วยการทำงานต่าง ๆ เช่น สวิตช์โหลด สวิตช์โหลด-ฟิวส์ ตัดวงจร-เบรกเกอร์ ฯลฯ ซึ่งถูกปิดผนึกอยู่ภายในกล่องก๊าซสเตนเลสที่เต็มไปด้วยก๊าซ SF₆ ความดันต่ำ ก๊าซนี้ทำหน้าที่เป็นสื่อในการดับอาร์กและฉนวนไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ใช้กลไกทำงานด้วยไฟฟ้าหรือสปริงแบบมือหมุน ตู้แต่ละตู้เป็นกล่องก๊าซอิสระ สามารถขยายได้โดยใช้คอนเนคเตอร์บัสบาร์ในทิศทางใดก็ได้ เหมาะสำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันกลาง หน่วยเหล่านี้ใช้งานอย่างแพร่หลายในสถานีแปลงไฟฟ้าและสถานีเปลี่ยนทางเพื่อปฏิบัติงานแจกจ่ายไฟฟ้าต่าง ๆ

1.2 ส่วนประกอบพิเศษของสวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบ

ส่วนประกอบหลักประกอบด้วย:

• กล่องก๊าซปิดผนึก: ภายในกล่องก๊าซปิดผนึกมีสวิตช์เกียร์และบัสบาร์ บรรจุก๊าซ SF₆ ที่ความดันกำหนด 0.03 MPa การเชื่อมด้วยเลเซอร์ขั้นสูงและการตรวจจับการรั่วด้วยฮีเลียมในภาวะสุญญากาศพร้อมกัน ทำให้มีการปิดผนึกที่เหนือกว่า ไม่จำเป็นต้องเติมก๊าซใหม่หรือเปลี่ยนระหว่างการใช้งาน ทำให้ไม่ต้องบำรุงรักษา ขึ้นอยู่กับความสามารถในการขยาย กล่องก๊าซสามารถเป็นแบบแชร์หรือแบบอิสระ แต่เฉพาะกล่องอิสระเท่านั้นที่รองรับการขยาย

• อุปกรณ์ปล่อยแรงดัน: ตั้งอยู่ที่ด้านล่างของกล่องก๊าซ ช่องปล่อยแรงดันมีเมมเบรนป้องกันการระเบิด ในกรณีที่เกิดอาร์กภายใน แรงดันก๊าซจะขยายตัวอย่างรวดเร็วทำให้เมมเบรนเปิด ปล่อยแรงดันและนำก๊าซ SF₆ ไปยังรางเพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและอุปกรณ์อื่น ๆ

• โครงตู้: โครง (ยกเว้นกล่องก๊าซ) เป็นฐานติดตั้งสำหรับส่วนประกอบทั้งหมดและสนับสนุนกล่องก๊าซ โดยทั่วไปมีห้องหลักสามห้อง: ห้องกลไกการทำงาน ห้องสายเคเบิล และช่องปล่อยแรงดัน

1.3 ข้อดีหลักของสวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบ

• ปิดผนึกและฉนวนเต็มระบบ: ส่วนที่มีไฟฟ้าแรงดันสูงทั้งหมดถูกปิดผนึกไว้ภายในกล่องก๊าซ ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีมลพิษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคเช่น สามเหลี่ยมปากแม่น้ำเพิร์ล

• การออกแบบที่กะทัดรัด: การใช้สวิตช์โหลดสามตำแหน่งลดจำนวนส่วนประกอบ ชิ้นส่วนนำไฟฟ้าใช้ฉนวน SF₆ ทำให้มีโครงสร้างที่กะทัดรัดกว่าตู้ SF₆ ที่ฉนวนอากาศครึ่งระบบ

• ไม่ขึ้นอยู่กับระดับความสูง: ส่วนประกอบภายในอยู่ในโครงสร้างที่มีแรงดัน ทำให้มีประสิทธิภาพคงที่ไม่ว่าจะอยู่ในระดับความสูงใด

• ความสามารถในการขยาย: ตู้แต่ละตู้เป็นกล่องก๊าซอิสระและมีอินเทอร์เฟซสำหรับการขยายที่จองไว้ การขยายสามารถทำได้โดยใช้คอนเนคเตอร์บัสบาร์ คอนเนคเตอร์เหล่านี้ประกอบด้วยอะแดปเตอร์ซิลิโคนยางสามชิ้นที่ติดตั้งในแนวราบในปลอกบัสบาร์ภายในตู้ที่อยู่ติดกัน เชื่อมต่อบัสบาร์โดยไม่ทำลายความสมบูรณ์ของการปิดผนึก

2. การวิเคราะห์โซลูชันการขยายสำหรับสวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบ

วิธีการเพิ่มตู้ใหม่ในสวิตช์เกียร์ SF₆ วงจรวงจรหลัก (RMUs) ที่มีการฉนวนเต็มระบบในปัจจุบันได้กลายเป็นปัญหาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากขาดมาตรฐานสเปกอินเทอร์เฟซที่สอดคล้องกันระหว่างผู้ผลิตต่าง ๆ ด้านล่างนี้เป็นการวิเคราะห์ตามโครงการเฉพาะ:

กรณีศึกษา X: สถานีแปลงไฟฟ้าในพื้นที่อยู่อาศัยปัจจุบันมี RMUs ที่มีการฉนวนเต็มระบบสามตู้จากบริษัท HD Switchgear รวมถึงหน่วยเข้าสายหนึ่งตู้และหน่วยออกสายสองตู้ โครงการต้องการเพิ่มหน่วยออกสายอีกหนึ่งตู้และขยายสายเคเบิล ZRC-YJV22-3×120 ไปยังสวิตช์เกียร์กลางแจ้งใหม่ที่ให้บริการผู้ใช้ใหม่ มีโซลูชันหลายอย่างที่ได้รับการพิจารณา:

• การเปลี่ยนทดแทนทั้งหมด: การเปลี่ยน RMUs ทั้งหมดอาจทำให้สายเคเบิลที่เชื่อมต่อเสียหายหากไม่ถอดและติดตั้งอย่างระมัดระวัง นำไปสู่ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมอย่างมาก ด้วยเหตุที่หน่วยปัจจุบันใช้งานมาไม่ถึงสองปี ตัวเลือกนี้เป็นการสิ้นเปลือง

• การเพิ่มตู้ใหม่: เนื่องจากสวิตช์เกียร์จัดหาโดยสำนักงานไฟฟ้า การจัดหาผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่ของ HD อาจทำให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้เนื่องจากมาตรฐานอินเทอร์เฟซบัสบาร์ที่แตกต่างกัน การจัดหาผ่านกระบวนการประมูลเฉพาะเจาะจงยังทำให้โครงการล่าช้า

• การใช้ตู้ SF₆ ที่มีการฉนวนครึ่งระบบ: การนำตู้ที่มีการฉนวนครึ่งระบบมาใช้ร่วมกับตู้บัสบาร์เพื่อเชื่อมต่อระหว่างตู้ที่มีการฉนวนเต็มระบบและครึ่งระบบมีความท้าทายเนื่องจากการขาดส่วนประกอบเชื่อมต่อที่มาตรฐาน ต้องมีความร่วมมืออย่างใกล้ชิดจากผู้ผลิตเดิม

• การติดตั้งหน่วยที่มีการฉนวนครึ่งระบบเพิ่มเติม: การเพิ่มหน่วยออกสายที่มีการฉนวนครึ่งระบบและตู้บัสบาร์ข้างหน่วยเข้าสายที่มีอยู่ ทำให้สามารถเปลี่ยนเส้นทางสายเคเบิลผ่านตู้บัสบาร์ ขยายกำลังการผลิตโดยไม่ทำให้การติดตั้งเดิมหยุดชะงัก โซลูชันนี้ถูกเลือกเนื่องจากความเหมาะสมและความมีประสิทธิภาพ

วิธีที่สี่ถูกนำมาใช้ แก้ไขปัญหาการขยายได้อย่างสำเร็จ และโครงการเสร็จสมบูรณ์และดำเนินการอย่างราบรื่น

3. สรุป

สรุปแล้ว สวิตช์เกียร์ SF₆ ที่มีการฉนวนเต็มระบบมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนทางเทคนิค แต่เผชิญกับความท้าทายเนื่องจากขาดมาตรฐานอินเทอร์เฟซที่สอดคล้องกัน ทำให้การรวมผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตต่าง ๆ ยาก แม้ว่าวิธีที่สี่จะแก้ปัญหาได้ แต่โครงการในอนาคตควรให้ความสำคัญในการใช้ผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตเดิม ยืนยันความสามารถในการขยาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งควรหลีกเลี่ยงโครงสร้างกล่องแชร์ที่โดยทั่วไปไม่สามารถขยายได้ วิธีนี้จะช่วยให้มีความเข้ากันได้และเหมาะสมในการอัปเกรดระบบ