Unidades de Anillo Aisladas Sólidamente: Aplicaciones Actuales y Tendencias Futuras en Redes de Media Tensión
Estado Actual de la Aplicación de Unidades de Anillo con Aislamiento Sólido en Redes de Distribución de Media Tensión
(1) Las unidades de anillo con aislamiento sólido (RMUs) se han aplicado ampliamente en áreas residenciales urbanas y otras aplicaciones de distribución de media tensión. Los componentes principales de las RMUs de media tensión incluyen principalmente el interruptor de carga y el fusible. Estas unidades ofrecen ventajas como una estructura simple, tamaño compacto y bajo costo, mientras mejoran eficazmente los parámetros de suministro de energía y aumentan la seguridad operativa. El desarrollo actual muestra que la corriente nominal de las RMUs de media tensión puede alcanzar hasta 1250A, típicamente 630A. Clasificadas por tipo de aislamiento, se dividen principalmente en tipos aislados por aire y por gas SF₆, usados principalmente para conmutar corrientes de carga, interrumpir corrientes de cortocircuito y proporcionar funciones de control y protección.
(2) Las RMUs basadas en interruptores de carga de vacío pueden formar un espacio de aislamiento claro y confiable. Los interruptores de carga comunes utilizados en RMUs aisladas por aire incluyen tipos generadores de gas, de aire comprimido, de vacío y de SF₆; en contraste, las RMUs aisladas por gas utilizan principalmente interruptores de carga de SF₆. Se utilizan comúnmente interruptores de carga de tres posiciones en las RMUs, permitiendo la interrupción de la carga, el contacto a tierra confiable y el aislamiento del circuito. Entre estos, los interruptores de carga generadores de gas, de aire comprimido y de SF₆ pueden lograr la operación de tres posiciones.
(3) Los esquemas de aplicación práctica para las RMUs se han vuelto cada vez más refinados. Debido a su tamaño y estructura compactos, las RMUs generalmente emplean interruptores de carga simples combinados con fusibles de alta tensión. En condiciones normales, los interruptores de carga manejan las operaciones de corriente de carga, mientras que los fusibles interrumpen rápidamente las corrientes de cortocircuito. Su operación combinada puede reemplazar eficazmente a los interruptores de circuito dentro de ciertos límites de capacidad. Con el avance de la tecnología de la información y la automatización de la distribución, los interruptores de circuito se han vuelto cada vez más miniaturizados y ahora se utilizan ampliamente en las RMUs. Las RMUs de alto rendimiento deben soportar la operación normal, el mantenimiento operativo y las pruebas de voltaje del circuito principal.
Tendencias de Desarrollo y Características Técnicas de las Unidades de Anillo con Aislamiento Sólido
(1) Tendencias de Desarrollo. Se espera que el uso de equipos eléctricos aislados por gas SF₆ disminuya gradualmente. Aunque el SF₆ ha sido ampliamente utilizado en RMUs de media tensión debido a su excelente rendimiento general, la creciente conciencia ambiental ha destacado su potencial daño al ecosistema y a la salud humana. Como consecuencia, la industria manufacturera de equipos eléctricos de alta tensión está moviéndose hacia la reducción del uso de SF₆. Tanto los fabricantes nacionales como internacionales han anticipado esta tendencia y están promoviendo activamente la investigación, desarrollo y aplicación de RMUs con aislamiento sólido.
(2) Aplicación Efectiva de la Tecnología de Polos Encapsulados. El aislamiento sólido utiliza generalmente resina epoxi como material aislante principal y el vacío como medio de extinción de arco. Al accionar el mecanismo de operación, se logran funciones como la conmutación de corriente de carga, controlando eficazmente el sistema de distribución de energía y garantizando la seguridad del equipo y del personal. El uso de aislamiento sólido reduce significativamente las distancias de aislamiento entre fases y entre fase y tierra dentro del equipo de conmutación, acortando las brechas de aislamiento por aire de 125mm a solo unos pocos milímetros. Sin gas SF₆, el equipo es más compacto en comparación con el C-GIS tradicional. Además, el mecanismo de operación simplificado reduce el número de componentes, mejorando enormemente la confiabilidad mecánica.
(3) Características Técnicas. Los principales competidores de las RMUs con aislamiento sólido son las RMUs aisladas por aire con interruptores de SF₆ y las RMUs aisladas por gas SF₆. Excluyendo las consideraciones ambientales, las ventajas de las RMUs con aislamiento sólido son evidentes: primero, la simplificación estructural—al eliminar las cámaras de gas presurizado, manómetros y válvulas de llenado, se mejora la confiabilidad, se reducen los costos de mantenimiento y se optimizan las condiciones nominales de operación del interruptor; segundo, el interruptor principal está equipado con un espacio de aislamiento, proporcionando un estado abierto claramente visible que cumple plenamente con los requisitos de operación segura de la red eléctrica; tercero, una fuerte adaptabilidad, permitiendo una operación estable en entornos adversos como el frío extremo y las altas temperaturas, lo que indica una baja sensibilidad ambiental. El aislamiento externo utiliza principalmente mangas o tubos de resina epoxi, evitando eficazmente la liquefacción del SF₆ a bajas temperaturas y la expansión a altas temperaturas.
Conclusión
En resumen, la tecnología de RMUs con aislamiento sólido en China ha madurado, superando eficazmente las limitaciones de las RMUs aisladas por aire y por gas, y es adecuada para entornos especiales como zonas de gran altitud y áreas altamente contaminadas. Su aplicación generalizada impulsará fuertemente el desarrollo del sistema de red eléctrica y contribuirá al desarrollo socioeconómico sostenible.
