Série ZHW vysokonapěťové plynové izolační přepínače (GIS)

Principy ochranných funkcí:

• GIS zařízení je vybaveno různými ochrannými funkcemi, které zajišťují bezpečnou operaci elektrického systému.

Ochrana před přetížením:

• Funkce ochrany před přetížením monitoruje proud v obvodu pomocí proudových transformátorů. Pokud proud překročí předem definovanou hranici, ochranné zařízení spustí vypínač, který odpojí vadný obvod a zabrání poškození zařízení přetížením.

Ochrana před krátkým spojením:

• Funkce ochrany před krátkým spojením rychle rozpoznává proudy krátkého spojení, když dojde k poruše krátkého spojení v systému, a způsobí, že vypínač působí rychle, chráníc tak elektrický systém před poškozením.

Další ochranné funkce:

• Jsou zahrnuty i další ochranné funkce, jako je ochrana před zemním defektem a ochrana před přetlakem. Tyto ochranné funkce používají vhodné senzory k monitorování elektrotechnických parametrů. Jakmile je detekována jakákoli nepravost, okamžitě se spustí ochranná opatření, aby byla zajištěna bezpečnost elektrického systému a zařízení.

Princip izolace:

• V elektrickém poli jsou elektrony v molekulách plynu SF₆ mírně posunuty od jader. V důsledku stability molekulární struktury SF₆ je však pro elektrony obtížné uniknout a tvořit volné elektrony, což vede k vysoké izolační odporu. V zařízeních GIS (plynově izolovaný spínací přípravek) se izolace dosahuje přesnou kontrolou tlaku, čistoty a rozdělení elektrického pole plynu SF₆. To zajišťuje rovnoměrné a stabilní izolační elektrické pole mezi vysokonapěťovými vodiči a zazemněnou obalem, stejně jako mezi různými fázovými vodiči.

• Při normálním pracovním napětí získávají několik volných elektronů v plynu energii z elektrického pole, ale tato energie není dostatečná k tomu, aby došlo k koliznímu ionizaci plynových molekul. To zajišťuje udržení izolačních vlastností.

Díky vynikajícím izolačním vlastnostem, schopnosti uhasit oblouk a stabilním vlastnostem plynu SF6 má GIS zařízení výhody jako malá plocha zabraná, silná schopnost uhasit oblouk a vysoká spolehlivost, avšak izolační schopnost plynu SF6 je velmi ovlivněna rovnoměrností elektrického pole a snadno může dojít k izolačním problémům, pokud jsou uvnitř GIS ostré hrany nebo cizí tělesa.

GIS zařízení používá úplně uzavřenou konstrukci, což přináší výhody jako nenarušení vnitřních komponent životním prostředím, dlouhou dobu mezi servisními intervencemi, nízkou servisní zátěž, nízké elektromagnetické rušení atd., zároveň však má problémy jako složitost jednotlivých oprav a relativně špatné detekční metody, a když je uzavřená konstrukce erozí a poškozením vnějšího prostředí narušena, to dále přináší řadu problémů jako pronikání vody a únik vzduchu.

• Podle izolační a chladicí metody: Dělí se na kapalinově izolované (naftové) a suché. Naftové transformátory jsou hlavním typem pro přenos energie, vhodné pro napětí až 345kV a vyšší, s standardizovanými chladicími metodami jako ONAN (Nafta Přirozené Vzduch Přirozený), ONAF (Nafta Přirozené Vzduch Přinutitelný) a OFAF (Nafta Přinutitelné Vzduch Přinutitelný). Suché transformátory se používají především uvnitř budov nebo pro specifické průmyslové aplikace, obvykle pro nižší napětí (až 35kV), i když některé speciální typy jsou dostupné pro vyšší napětí.
• Podle napěťové funkce: Zahrnuje stoupací, spouštěcí a autotransformátory. Stoupací transformátory se používají v elektrárnách k zvýšení generátorového napětí na přenosové napětí (např. 13.8kV na 345kV). Spouštěcí transformátory se používají v rozvodnách k snížení přenosového napětí pro subpřenos nebo distribuci (např. 345kV na 132kV nebo 34.5kV). Autotransformátory se používají k propojení systémů s pevným poměrem napětí, nabízejí výhody efektivity v přenosových sítích (např. 400kV/220kV aplikace).
• Podle konstrukce jádra: Dělí se na jádrové a obalové. Jádrové transformátory mají cívky obklopující členy jádra (běžné v EHV aplikacích). Obalové transformátory mají jádro obklopující cívky.

Hybridní plynově izolované vypínače (HGIS) jsou typ vysokonapěťových vypínačů, který kombinuje výhody vzdušně izolovaných vypínačů (AIS) a plynově izolovaných vypínačů (GIS). Jejich základním návrhovým prvkem je modulární struktura, kde klíčové funkční komponenty vypínače (jako jsou vypínací přerušovače a odpojovače) jsou integrovány do plynově izolovaných obalů, zatímco propojení s jiným zařízením probíhá prostřednictvím externích vzdušně izolovaných sběrnic. Tento návrh dosahuje strukturální kompaktnosti, zároveň zajišťuje snadnost instalace a údržby.