Unitats de repartiment amb aïllament sòlid: Aplicacions actuals i tendències futures en xarxes de mitja tensió
Estat actual de l'aplicació de les unitats principals d'anell amb aïllament sòlid en xarxes de distribució de mitjana tensió
(1) Les unitats principals d'anell (RMUs) amb aïllament sòlid s'han aplicat ampliament en zones residencials urbanes i altres aplicacions de distribució de mitjana tensió. Els components principals d'aquestes RMUs de mitjana tensió inclouen principalment el commutador de càrrega i el fusible. Aquestes unitats ofereixen avantatges com una estructura simple, un tamany compacte i un baix cost, mentre milloren eficientment els paràmetres de subministrament d'energia i incrementen la seguretat operativa. El desenvolupament actual mostra que la corrent nominal de les RMUs de mitjana tensió pot arribar fins a 1250A, típicament 630A. Classificades per tipus d'aïllament, es divideixen principalment en aïllament d'aire i aïllament de gas SF₆, utilitzades principalment per a la commutació de corrents de càrrega, la interrupció de corrents de curtcircuït i la prestació de funcions de control i protecció.
(2) Les RMUs basades en commutadors de càrrega de buit poden formar un forat d'aïllament clar i fiable. Els commutadors de càrrega comuns utilitzats en les RMUs d'aïllament d'aire inclouen tipus generadors de gas, d'aire comprimit, de buit i de SF₆; en canvi, les RMUs d'aïllament de gas utilitzen principalment commutadors de càrrega de SF₆. Es fan servir comunament commutadors de càrrega de tres posicions en les RMUs, permetent la interrupció de la càrrega, la puesta a tierra fiable i l'aïllament del circuit. D'aquests, els commutadors de càrrega generadors de gas, d'aire comprimit i de SF₆ poden assolir l'operació de tres posicions.
(3) Els esquemes d'aplicació pràctica de les RMUs han esdevingut cada cop més sofisticats. Degut al seu tamany i estructura compactes, les RMUs solen utilitzar commutadors de càrrega simples combinats amb fusibles de alta tensió. En condicions normals, els commutadors de càrrega gestionen les operacions de corrent de càrrega, mentre que els fusibles interrompen ràpidament les corrents de curtcircuït. La seva operació combinada pot substituir eficientment els interruptors de circuit dins de certes limitacions de capacitat. Amb l'avancé de la tecnologia de la informació i l'automatització de la distribució, els interruptors de circuit han esdevingut cada cop més miniaturitzats i ara s'utilitzen amplament en les RMUs. Les RMUs d'alta rendiment haurien de suportar l'operació normal, la manteniment i la prova de tensió del circuit principal.
Tendències de desenvolupament i característiques tècniques de les unitats principals d'anell amb aïllament sòlid
(1) Tendències de desenvolupament. S'espera que l'ús d'equipament elèctric aïllat amb gas SF₆ vagi disminuint gradualment. Encara que el SF₆ s'ha utilitzat àmpliament en les RMUs de mitjana tensió degut a la seva excel·lent prestació general, la creixent consciència ambiental ha destacat el seu possible perill per a l'ecosistema i la salut humana. Com a conseqüència, la indústria de fabricació d'equipament elèctric d'alta tensió està anant cap a reduir l'ús de SF₆. Tant els fabricants nacionals com internacionals han anticipat aquesta tendència i estan promovint activament la recerca, el desenvolupament i l'aplicació de les RMUs d'aïllament sòlid.
(2) Aplicació efectiva de la tecnologia de pols encapsulats. L'aïllament sòlid sol utilitzar resina epoxi com material d'aïllament principal i el buit com a medi extintor d'arc. A través de l'activació del mecanisme d'operació, es poden aconseguir funcions com la commutació de corrent de càrrega, controlant eficientment el sistema de distribució d'energia i assegurant la seguretat de l'equipament i del personal. L'ús d'aïllament sòlid redueix significativament les distàncies d'aïllament entre fases i entre fase i terra dins del quadre de distribució, reduint les separacions d'aïllament d'aire de 125mm a només uns quants mil·límetres. Sense gas SF₆, l'equipament és més compacte en comparació amb el C-GIS tradicional. A més, el mecanisme d'operació simplificat redueix el nombre de components, augmentant considerablement la fiabilitat mecànica.
(3) Característiques tècniques. Els principals competidors de les RMUs d'aïllament sòlid són les RMUs d'aïllament d'aire amb commutadors de SF₆ i les RMUs d'aïllament de gas SF₆. Exclòs les consideracions ambientals, els avantatges de les RMUs d'aïllament sòlid són evidents: primer, la simplificació estructural – eliminant les cambres de gas pressionades, els manòmetres i les vànues de reompliment, s'incrementa la fiabilitat, es redueixen els costos de manteniment i s'optimitza les condicions operatives nominals del commutador; segon, el commutador principal està dotat d'un forat d'aïllament, proporcionant un estat obert clarament visible que compleix plenament amb els requisits de seguretat operativa de la xarxa elèctrica; tercer, una forta adaptabilitat, permetent una operació estable en entorns adversos com el fred extrem i les altes temperatures, indicant una baixa sensibilitat ambiental. L'aïllament extern fa servir principalmente mànigues o tubs d'epoxi, evitant eficientment la liquefacció del SF₆ a baixes temperatures i la expansió a altes temperatures.
Conclusió
En resum, la tecnologia de les RMUs d'aïllament sòlid a Xina ha madurat, superant eficientment les limitacions de les RMUs d'aïllament d'aire i de gas, i és adequada per a entorns especials com altes altituds i zones molt contaminades. La seva aplicació generalitzada contribuirà fortement al desenvolupament del sistema de xarxa elèctrica i a la sostenibilitat del desenvolupament socioeconòmic.
