Trdni izolirani kolobarji: Trenutne uporabe in prihodnje trendi v srednjepolnih omrežjih

Trenutno stanje uporabe čvrsto izoliranih kolobarjnih glavnih enot v srednje napetostnih distribucijskih omrežjih

(1) Čvrsto izolirane kolobarjne glavne enote (RMU) so široko uporabljene v mestnih prebivalniških območjih in drugih aplikacijah srednje napetostnih distribucijskih omrežij. Osnovni komponenti RMU-jev srednje napetosti predvsem vključujejo preklopnik naložbe in prekidevalnik. Te enote ponujajo prednosti, kot so preprosta struktura, kompaktna velikost in nizka cena, hkrati pa učinkovito izboljšujejo parametre oskrbe z energijo in povečujejo varnost delovanja. Trenutno razvoj kaže, da lahko nominalni tok srednje napetosti RMU-jev doseže do 1250A, tipično 630A. Po vrsti izolacije so predvsem razdeljene na vzdušno izolirane in SF₆ plinsko izolirane tipe, ki se predvsem uporabljajo za preklop naložbenih tokov, prekinjanje kratkih krožnih tokov ter zagotavljanje funkcij nadzora in zaščite.

(2) RMU-ji, temelječi na vakuumskih preklopnikih naložbe, lahko tvorijo jasen in zanesljiv izolacijski razmik. Pogosti preklopniki naložbe, uporabljeni v vzdušno izoliranih RMU-ji, vključujejo plinogenne, stisnega zraka, vakuumski in SF₆ tipe; v nasprotju s tem plinsko izolirani RMU-ji predvsem uporabljajo SF₆ preklopnike naložbe. Tri-pozicijski preklopniki naložbe so pogosto uporabljeni v RMU-ji, ki omogočajo preklop naložbe, zanesljivo zazemljenje in izolacijo krka. Med njimi lahko plinogene, stisnega zraka in SF₆ preklopniki naložbe dosežejo tri-pozicijsko delovanje.

(3) Praktični shemi uporabe RMU-jev so postajale vse bolj utemeljene. Zaradi njihove kompaktnosti in strukture RMU-ji tipično uporabljajo preproste preklopnike naložbe, kombinirane z visokonapetostnimi prekidevalniki. V normalnih pogojih preklopniki naložbe skrbijo za operacije naložbenih tokov, medtem ko prekidevalniki hitro prekinjajo kratke krožne toke. Njihova združena operacija lahko učinkovito nadomešča preklopnike znotraj določenih kapacitnih omejitev. S napredkom informacijske tehnologije in avtomatizacije distribucije so preklopniki postali vse manjši in so široko uporabljeni v RMU-ji. Visoko zmogljivi RMU-ji bi morali podpirati normalno delovanje, operativno vzdrževanje in testiranje napetosti glavnega krka.

Razvojni trendi in tehnične značilnosti čvrsto izoliranih kolobarjnih glavnih enot

(1) Razvojni trendi. Uporaba električne opreme s SF₆ plinsko izolacijo se pričakuje, da bo postopoma zmanjševala. Čeprav je SF₆ zaradi svojih odličnih celovitih lastnosti široko uporabljen v RMU-ji srednje napetosti, je rast zavedanja glede okolja izpostavila njegov potencialni škodljiv vpliv na ekosistem in zdravje ljudi. Torej se industrija proizvodnje visokonapetostne električne opreme premika proti zmanjšanju uporabe SF₆. Domaci in tuji proizvajalci so predvideli ta trend in aktivno spodbujajo raziskave, razvoj in uporabo čvrsto izoliranih RMU-jev.

(2) Učinkova uporaba tehnologije zaključenih polov. Čvrsta izolacija tipično uporablja epoksidni prga kot glavni izolacijski material in vakuum kot sredstvo za ugasanje lok. Z dejansko aktivacijo mehanizma se dosežejo funkcije, kot je preklop naložbenih tokov, učinkovito kontrolirovanje sistema distribucije energije in zagotavljanje varnosti opreme in osebja. Uporaba čvrste izolacije znatno zmanjša potrebne razdalje izmed faza in faza-do-tla znotraj preklopnika, kjer se vzdušne izolacijske razdalje skrčijo s 125mm na le nekaj milimetrov. Brez SF₆ plina je oprema bolj kompaktna v primerjavi z tradicionalnimi C-GIS. Poleg tega poenostavljen mehanizem zmanjša število komponent, kar veliko poveča mehansko zanesljivost.

(3) Tehnične značilnosti. Glavni konkurenti čvrsto izoliranih RMU-jev so vzdušno izolirani RMU-ji s SF₆ preklopniki in SF₆ plinsko izolirani RMU-ji. Brez okoljskih razlogov so prednosti čvrsto izoliranih RMU-jev očitne: prvič, poenostava strukture - z odstranitvijo podtlakovih komor, tlakomerov in napornih ventilov se poveča zanesljivost, zmanjšajo se stroški vzdrževanja in optimizirajo nominalne delovne pogoji preklopnika; drugič, glavni preklopnik je opremljen z izolacijskim razmikom, ki zagotavlja jasno vidljivo odprtost, ki popolnoma ustrezata zahtevam varne operacije energetskega omrežja; tretjič, močna prilagodljivost, ki omogoča stabilno delovanje v težkih okoljskih pogojih, kot so ekstremne mrzle temperature in visoke temperature, kar kaže na nizko občutljivost na okolje. Zunanja izolacija predvsem uporablja epoksidne rokave ali izolacijske cevi, ki učinkovito preprečujejo likvefakcijo SF₆ pri nizkih temperaturah in razširjanje pri visokih temperaturah.

Zaključek

V skladu s tem je tehnologija čvrsto izoliranih RMU-jev v Kitajski dosegla zrelost, učinkovito premostila omejitve vzdušno in plinsko izoliranih RMU-jev in je primeren za posebne okoljske pogoje, kot so visoke višine in območja z visokim onesnaževanjem. Njegova široka uporaba bo močno spodbudila razvoj sistema električnih omrežij in prispevala k trajnostnemu gospodarsko-družbenemu razvoju.