Solid-Insulated Ring Main Units: Applicazioni attuali e tendenze future nelle reti a media tensione

Stato attuale dell'applicazione delle unità principali ad anello a isolamento solido nelle reti di distribuzione a media tensione

(1) Le unità principali ad anello (RMUs) a isolamento solido sono state ampiamente applicate in aree residenziali urbane e in altre applicazioni di distribuzione a media tensione. I componenti principali delle RMUs a media tensione includono principalmente l'interruttore di carico e il fusibile. Queste unità offrono vantaggi come una struttura semplice, dimensioni compatte e un costo basso, migliorando efficacemente i parametri di fornitura di energia e aumentando la sicurezza operativa. Lo sviluppo attuale mostra che la corrente nominale delle RMUs a media tensione può raggiungere fino a 1250A, tipicamente 630A. Classificate per tipo di isolamento, sono principalmente divise in tipo a isolamento d'aria e tipo a isolamento con gas SF₆, utilizzate principalmente per commutare le correnti di carico, interrompere le correnti di cortocircuito e fornire funzioni di controllo e protezione.

(2) Le RMUs basate su interruttori di carico a vuoto possono formare un gap di isolamento chiaro e affidabile. Gli interruttori di carico comuni utilizzati nelle RMUs a isolamento d'aria includono tipi generanti gas, a aria compressa, a vuoto e SF₆; in contrasto, le RMUs a isolamento con gas utilizzano principalmente interruttori di carico SF₆. Gli interruttori di carico a tre posizioni sono comunemente utilizzati nelle RMUs, consentendo l'interruzione del carico, il collegamento a terra affidabile e l'isolamento del circuito. Tra questi, gli interruttori di carico generanti gas, a aria compressa e SF₆ possono realizzare l'operazione a tre posizioni.

(3) Gli schemi di applicazione pratica per le RMUs sono diventati sempre più raffinati. A causa delle loro dimensioni e struttura compatte, le RMUs utilizzano tipicamente interruttori di carico semplici combinati con fusibili ad alta tensione. In condizioni normali, gli interruttori di carico gestiscono le operazioni di corrente di carico, mentre i fusibili interrompono rapidamente le correnti di cortocircuito. La loro operazione combinata può sostituire efficacemente gli interruttori automatici entro certi limiti di capacità. Con l'avanzamento della tecnologia dell'informazione e dell'automazione della distribuzione, gli interruttori automatici sono diventati sempre più miniaturizzati e ora sono ampiamente utilizzati nelle RMUs. Le RMUs ad alte prestazioni dovrebbero supportare l'operazione normale, la manutenzione operativa e la prova di tensione del circuito principale.

Tendenze di sviluppo e caratteristiche tecniche delle unità principali ad anello a isolamento solido

(1) Tendenze di sviluppo. Si prevede che l'uso degli apparecchiature elettriche a isolamento con gas SF₆ diminuirà gradualmente. Anche se il SF₆ è stato ampiamente utilizzato nelle RMUs a media tensione a causa delle sue eccellenti prestazioni complessive, la crescente consapevolezza ambientale ha evidenziato il suo potenziale danno all'ecosistema e alla salute umana. Di conseguenza, l'industria della fabbricazione di apparecchiature elettriche ad alta tensione sta muovendosi verso una riduzione dell'uso del SF₆. Produttori nazionali e internazionali hanno previsto questa tendenza e stanno promuovendo attivamente la ricerca, lo sviluppo e l'applicazione delle RMUs a isolamento solido.

(2) Applicazione efficace della tecnologia dei poli encapsulati. L'isolamento solido utilizza tipicamente la resina epoxidica come materiale isolante principale e il vuoto come mezzo di spegnimento dell'arco. Attraverso l'attivazione del meccanismo di comando, si ottengono funzioni come la commutazione della corrente di carico, controllando efficacemente il sistema di distribuzione di energia e garantendo la sicurezza delle apparecchiature e del personale. L'uso dell'isolamento solido riduce significativamente le distanze di isolamento tra fasi e tra fase e terra all'interno degli apparati di commutazione, accorciando i gap di isolamento d'aria da 125mm a pochi millimetri. Senza il gas SF₆, l'equipaggiamento risulta più compatto rispetto al C-GIS tradizionale. Inoltre, il meccanismo di comando semplificato riduce il numero di componenti, migliorando notevolmente la affidabilità meccanica.

(3) Caratteristiche tecniche. I principali concorrenti delle RMUs a isolamento solido sono le RMUs a isolamento d'aria con interruttori SF₆ e le RMUs a isolamento con gas SF₆. Escludendo le considerazioni ambientali, i vantaggi delle RMUs a isolamento solido sono evidenti: primo, semplificazione strutturale - eliminando le camere a gas pressurizzate, i manometri e le valvole di riempimento, si migliora la affidabilità, si riducono i costi di manutenzione e si ottimizzano le condizioni operative nominali dell'interruttore; secondo, l'interruttore principale è dotato di un gap di isolamento, fornendo uno stato aperto visibilmente chiaro che soddisfa pienamente i requisiti di sicura operazione della rete elettrica; terzo, forte adattabilità, permettendo un'operazione stabile in ambienti difficili come temperature estreme, indicando una bassa sensibilità ambientale. L'isolamento esterno utilizza principalmente manicotti o tubi isolanti di resina epoxidica, evitando efficacemente la liquefazione del SF₆ a basse temperature e l'espansione a temperature elevate.

Conclusione

In sintesi, la tecnologia delle RMUs a isolamento solido in Cina è matura, superando efficacemente le limitazioni delle RMUs a isolamento d'aria e a isolamento con gas, ed è adatta a ambienti speciali come altitudini elevate e aree fortemente inquinate. La sua ampia applicazione contribuirà fortemente allo sviluppo del sistema di rete elettrica e allo sviluppo socioeconomico sostenibile.