Série ZHW de equipamento de comutação a gás de alta tensão (GIS)

Princípios das Funções de Proteção:

• O equipamento GIS é equipado com várias funções de proteção para garantir o funcionamento seguro do sistema de energia.

Proteção contra Sobrecorrente:

• A função de proteção contra sobrecorrente monitora a corrente no circuito usando transformadores de corrente. Quando a corrente excede um limite pré-definido, o dispositivo de proteção aciona o disjuntor para desligar, cortando o circuito com falha e prevenindo danos ao equipamento devido à sobrecorrente.

Proteção contra Curto-Circuito:

• A função de proteção contra curto-circuito detecta rapidamente as correntes de curto-circuito quando ocorre uma falha de curto-circuito no sistema e faz com que o disjuntor atue rapidamente, protegendo o sistema de energia de danos.

Funções de Proteção Adicionais:

• Outras funções de proteção, como proteção contra falhas a terra e proteção contra sobretensão, também são incluídas. Essas funções de proteção utilizam sensores apropriados para monitorar parâmetros elétricos. Assim que qualquer anomalia é detectada, as ações de proteção são imediatamente iniciadas para garantir a segurança do sistema de energia e do equipamento.

Princípio de Isolamento:

• Em um campo elétrico, os elétrons nas moléculas de gás SF₆ são ligeiramente deslocados dos núcleos. No entanto, devido à estabilidade da estrutura molecular do SF₆, é difícil para os elétrons escaparem e formarem elétrons livres, resultando em alta resistência de isolamento. Em equipamentos GIS (Gas-Insulated Switchgear), o isolamento é alcançado controlando com precisão a pressão, a pureza e a distribuição do campo elétrico do gás SF₆. Isso garante um campo elétrico de isolamento uniforme e estável entre as partes condutoras de alta tensão e a carcaça aterrada, bem como entre diferentes condutores de fase.

• Sob tensão operacional normal, os poucos elétrons livres no gás ganham energia do campo elétrico, mas essa energia não é suficiente para causar ionização por colisão das moléculas de gás. Isso garante a manutenção das propriedades de isolamento.

Devido ao excelente desempenho de isolamento, extinção do arco e estabilidade do gás SF6, o equipamento GIS possui as vantagens de ocupar pequena área, forte capacidade de extinção do arco e alta confiabilidade, mas a capacidade de isolamento do gás SF6 é grandemente afetada pela uniformidade do campo elétrico, e é fácil ter anomalias de isolamento quando há pontas ou objetos estranhos dentro do GIS.

O equipamento GIS adota uma estrutura totalmente fechada, o que traz as vantagens de componentes internos sem interferência ambiental, longo ciclo de manutenção, baixa carga de trabalho de manutenção, baixa interferência eletromagnética, etc., enquanto também tem problemas como trabalho de revisão única complexo e métodos de detecção relativamente pobres, e quando a estrutura fechada é erodida e danificada pelo ambiente externo, isso trará uma série de problemas, como infiltração de água e vazamento de ar.

• Por método de isolamento e refrigeração: Divididos em isolados a líquido (imersos em óleo) e a seco. Os transformadores imersos em óleo são o tipo predominante para transmissão de energia, adequados para tensões de até 345kV e acima, com métodos de refrigeração padronizados como ONAN (Óleo Natural Ar Natural), ONAF (Óleo Natural Ar Forçado) e OFAF (Óleo Forçado Ar Forçado). Transformadores a seco são usados principalmente para aplicações internas ou industriais específicas, tipicamente para tensões mais baixas (até 35kV), embora alguns tipos especiais estejam disponíveis para tensões mais altas.
• Por função de tensão: Incluindo transformadores elevadores, rebaixadores e autotransformadores. Transformadores elevadores são utilizados nas centrais elétricas para aumentar a tensão do gerador para a tensão de transmissão (por exemplo, 13,8kV para 345kV). Transformadores rebaixadores são usados em subestações para reduzir a tensão de transmissão para subtransmissão ou distribuição (por exemplo, 345kV para 132kV ou 34,5kV). Autotransformadores são usados para conectar sistemas com razões de tensão fixas, oferecendo vantagens de eficiência em redes de transmissão (por exemplo, aplicações 400kV/220kV).
• Por estrutura do núcleo: Divididos em tipo núcleo e tipo casco. Transformadores do tipo núcleo têm as bobinas envolvendo as pernas do núcleo (comuns em aplicações EHV). Transformadores do tipo casco têm o núcleo envolvendo as bobinas.

O Híbrido de Equipamento de Comutação Isolado a Gás (HGIS) é um tipo de equipamento de comutação de alta tensão que combina as vantagens do Equipamento de Comutação Isolado ao Ar (AIS) e do Equipamento de Comutação Isolado a Gás (GIS). Sua característica de design central é uma estrutura modular, na qual os componentes funcionais-chave do equipamento de comutação (como interruptores e seccionadores) são integrados em invólucros isolados a gás, enquanto se conectam a outros equipamentos por meio de barras coletoras externas isoladas ao ar. Este design alcança a compactação estrutural enquanto garante a conveniência da instalação e manutenção.