Serie ZHW di apparecchiature a isolamento a gas ad alta tensione (GIS)

Principi delle Funzioni di Protezione:

• L'equipaggiamento GIS è dotato di varie funzioni di protezione per garantire il corretto e sicuro funzionamento del sistema elettrico.

Protezione contro i sovracorrenti:

• La funzione di protezione contro i sovracorrenti monitora la corrente nel circuito utilizzando trasformatori di corrente. Quando la corrente supera una soglia predefinita, il dispositivo di protezione attiva l'interruttore per interrompere il circuito difettoso, evitando così danni all'equipaggiamento a causa di sovracorrenti.

Protezione contro i cortocircuiti:

• La funzione di protezione contro i cortocircuiti rileva rapidamente le correnti di cortocircuito quando si verifica un guasto di cortocircuito nel sistema, causando l'azione rapida dell'interruttore, per proteggere il sistema elettrico da danni.

Altre funzioni di protezione:

• Sono incluse anche altre funzioni di protezione, come la protezione contro i guasti a terra e la protezione contro i sovratensioni. Queste funzioni di protezione utilizzano sensori appropriati per monitorare i parametri elettrici. Una volta rilevata qualsiasi anomalia, le azioni di protezione vengono immediatamente avviate per garantire la sicurezza del sistema elettrico e dell'equipaggiamento.

Principio di isolamento:

• In un campo elettrico, gli elettroni nelle molecole di gas SF₆ sono leggermente spostati dai nuclei. Tuttavia, a causa della stabilità della struttura molecolare del SF₆, è difficile per gli elettroni sfuggire e formare elettroni liberi, il che comporta una resistenza isolante elevata. Nelle apparecchiature GIS (Gas-Insulated Switchgear), l'isolamento viene ottenuto controllando con precisione la pressione, la purezza e la distribuzione del campo elettrico del gas SF₆. Ciò assicura un campo elettrico isolante uniforme e stabile tra le parti conduttrici ad alta tensione e la custodia a terra, nonché tra i diversi conduttori di fase.

• Ai normali valori di tensione di funzionamento, pochi elettroni liberi nel gas acquisiscono energia dal campo elettrico, ma questa energia non è sufficiente per causare l'ionizzazione per collisione delle molecole di gas. Ciò garantisce il mantenimento delle proprietà isolanti.

Grazie alle eccellenti prestazioni di isolamento, spegnimento dell'arco e stabilità del gas SF6, l'equipaggiamento GIS presenta i vantaggi di un piccolo ingombro, una forte capacità di spegnimento dell'arco e alta affidabilità, ma la capacità di isolamento del gas SF6 è fortemente influenzata dall'uniformità del campo elettrico e può facilmente presentare anomalie di isolamento in presenza di punte o corpi estranei all'interno del GIS.

L'equipaggiamento GIS adotta una struttura completamente chiusa, che offre i vantaggi di componenti interni non soggetti a interferenze ambientali, ciclo di manutenzione lungo, carico di lavoro di manutenzione ridotto, bassa interferenza elettromagnetica, ecc., ma presenta anche problemi come lavori di revisione singola complessi e metodi di rilevamento relativamente poveri, e quando la struttura chiusa viene erosa e danneggiata dall'ambiente esterno, ciò porterà ulteriori problemi come infiltrazione d'acqua e perdite d'aria.

• In base al metodo di isolamento e raffreddamento: Divisi in a isolamento liquido (immersi in olio) e a secco. I trasformatori immersi in olio sono il tipo principale per la trasmissione di energia, adatti per tensioni fino a 345kV e oltre, con metodi di raffreddamento standard come ONAN (Olio Naturale Aria Naturale), ONAF (Olio Naturale Aria Forzata) e OFAF (Olio Forzato Aria Forzata). I trasformatori a secco sono utilizzati principalmente per applicazioni interne o industriali specifiche, solitamente per tensioni inferiori (fino a 35kV), anche se alcuni tipi speciali sono disponibili per tensioni più elevate.
• In base alla funzione di tensione: Includono trasformatori elevatori, riduttori e autotrasformatori. I trasformatori elevatori vengono utilizzati nelle centrali elettriche per aumentare la tensione generata a quella di trasmissione (ad esempio, da 13.8kV a 345kV). I trasformatori riduttori vengono utilizzati nelle sottostazioni per ridurre la tensione di trasmissione per la sub-trasmissione o distribuzione (ad esempio, da 345kV a 132kV o 34.5kV). Gli autotrasformatori vengono utilizzati per connettere sistemi con rapporti di tensione fissi, offrendo vantaggi di efficienza nelle reti di trasmissione (ad esempio, applicazioni 400kV/220kV).
• In base alla struttura del nucleo: Divisi in a nucleo e a guscio. I trasformatori a nucleo hanno gli avvolgimenti che circondano le estremità del nucleo (comuni in applicazioni EHT). I trasformatori a guscio hanno il nucleo che circonda gli avvolgimenti.

L'apparecchiatura commutatrice ibrida a gas (HGIS) è un tipo di apparecchiatura commutatrice ad alta tensione che combina i vantaggi delle apparecchiature commutatrici isolate ad aria (AIS) e delle apparecchiature commutatrici isolate a gas (GIS). La sua caratteristica principale del design è una struttura modulare, in cui i componenti funzionali chiave dell'apparecchiatura (come interruttori e disgiuntori) sono integrati in involucri isolati a gas, mentre si connettono ad altre apparecchiature tramite busbar esterne isolate ad aria. Questo design raggiunge la compacità strutturale garantendo al contempo la facilità di installazione e manutenzione.