Solução de Aplicação Geral da Unidade Principal de Anel com Isolamento a Ar Puro Amigável ao Ambiente

Contexto do Projeto e Desafios Técnicos

Com o avanço da transição energética global e os objetivos de pico de carbono e neutralidade de carbono, o equipamento de rede de distribuição de média tensão está acelerando a atualização em direção ao desenvolvimento não fluorado, ambientalmente amigável, compacto e inteligente. As unidades principais convencionais isoladas com SF₆ enfrentam restrições ambientais rigorosas e altos custos de aquisição, operação e manutenção, desmantelamento e reciclagem devido ao seu alto Potencial de Aquecimento Global (GWP). Os disjuntores convencionais isolados a ar têm deficiências inerentes, como margem de isolamento baixa, vulnerabilidade à umidade e condensação, nível de proteção fraco e grande área ocupada. Eles já não podem atender aos requisitos centrais das redes de distribuição urbana, salas de distribuição subterrâneas, parques industriais, estações de energia renovável e redes elétricas no exterior para alta confiabilidade, operação sem manutenção e desenvolvimento verde e de baixo carbono.

Principais desafios técnicos enfrentados pelas aplicações atuais de redes de distribuição:

• Os requisitos de conformidade ambiental estão cada vez mais rigorosos, resultando em altos custos de gerenciamento ao longo do ciclo de vida e procedimentos de disposição complicados para o SF₆.
• O espaço é limitado nas áreas centrais urbanas, projetos de renovação de comunidades antigas e subestações subterrâneas, criando uma demanda urgente por equipamentos compactos.
• A estabilidade do isolamento não pode ser garantida em ambientes adversos com alta umidade, forte neblina salina, alta poeira e alta altitude.
• O equipamento tradicional carece de funções de monitoramento de estado inteligente e depende de inspeções rotineiras para manutenção passiva.
• Projetos de renovação de redes de distribuição requerem interfaces compatíveis, implantação eficiente e comutação de energia ininterrupta.

Arquitetura Geral da Solução

Visando o sistema de rede de distribuição de média tensão de 12kV, esta solução oferece um conjunto completo de soluções de unidade principal de anel ambientalmente amigável, adotando ar puro seco (Pure Air) como único meio de isolamento. Por meio do uso de design de campo elétrico otimizado, câmara de gás totalmente selada e vedada, mecanismo integrado e tecnologia de medição e controle inteligente primário-secundário, estabelece um sistema de fornecimento de energia confiável que integra o fornecimento de energia em anel, controle de carga, isolamento de falhas e monitoramento de estado, e realiza a unificação do desempenho ambiental, confiabilidade operacional e economia de engenharia.

Princípio Técnico Central

Adota-se ar puro filtrado, seco e estabilizado em pressão como meio de isolamento, sem o uso de SF₆ ou outros gases alternativos. Aplica-se estrutura de eletrodo otimizada e design de homogeneização do campo elétrico para melhorar o coeficiente de utilização do isolamento. Uma câmara de gás totalmente soldada e vedada e tecnologia de vedação de longo prazo asseguram a secura e estabilidade interna a longo prazo, evitando fundamentalmente falhas como condensação, umidade e flashover. Com o suporte de mecanismo de operação integrado e unidade de medição e controle inteligente, o equipamento realiza operação rápida, proteção precisa e percepção de estado em tempo real.

Parâmetros Técnicos Chave

Cenários de Aplicação Típicos

• Atualização e renovação da rede de distribuição urbana: quartos de distribuição subterrâneos, comunidades residenciais antigas e sistemas de distribuição de energia em complexos comerciais.
• Sistema de distribuição de energia industrial: parques industriais, centros de dados e fábricas de manufatura de alto nível.
• Sistema de suporte para energias renováveis: subestações modulares para estações de energia fotovoltaica, eólica e de armazenamento de energia.
• Aplicações em ambientes rigorosos: áreas litorâneas com névoa salina, regiões úmidas e chuvosas, áreas alpinas e de alta altitude.
• Projetos de redes elétricas no exterior: regiões com requisitos rigorosos de acesso ambiental, incluindo a UE, Sudeste Asiático, Oriente Médio e Austrália.

Implementação e Implementação do Projeto

• Investigação in loco e design de solução: formulam esquemas de configuração e instalação de acordo com a topologia de distribuição de energia, condições de espaço e características de carga.
• Fornecimento integrado modular: entregue como unidades completas montadas em fábrica com integração pré-comissionada para reduzir a carga de trabalho de montagem no local.
• Instalação com interface padronizada: compatível com as interfaces de fundação e cabo das unidades principais de anel tradicionais para construção conveniente.
• Renovação de energia sem interrupção: suporta a substituição no local com impacto mínimo no fornecimento de energia do usuário.
• Depuração conjunta do sistema e aceitação: completa o teste de função, teste de isolamento, verificação de proteção e comissionamento conjunto de comunicação.

Valor e Benefício do Projeto

Valor Ambiental

• A adoção do isolamento a ar natural alcança emissões zero de gases de efeito estufa, sem pressão de reciclagem e descarte, cumprindo totalmente os requisitos de redes de energia verde e desenvolvimento de baixo carbono.

Valor Operacional

• O compartimento de gás totalmente fechado e seco mantém o desempenho de isolamento estável, reduzindo significativamente a ocorrência de falhas de isolamento e melhorando a confiabilidade do fornecimento de energia nas redes de distribuição.

Valor Econômico

• Estrutura compacta reduz o investimento em engenharia civil e espaço; não é necessário reabastecer o ar, inspecionar vazamentos ou tratar o gás, diminuindo o custo de operação e manutenção ao longo do ciclo de vida.

Valor de Gestão

• Suporta o monitoramento online do estado do equipamento e alerta precoce de falhas, promovendo a transformação do modo de manutenção de manutenção programada para manutenção baseada em condição.

Padrões e Especificações Aplicáveis

• GB/T 11022, Especificações Comuns para Equipamentos de Alta Tensão e Dispositivos de Controle
• GB/T 3906, Equipamentos Metálicos Fechados de Alta Tensão AC de 3,6kV a 40,5kV
• GB/T 28547, Requisitos Técnicos para Equipamentos de Alta Tensão Amigáveis ao Ambiente
• IEC 62271-1, Equipamentos de Alta Tensão e Dispositivos de Controle – Parte 1: Especificações Comuns
• IEC 62271-200, Equipamentos de Alta Tensão AC

Resumo da Solução

Com os recursos principais de proteção ambiental sem fluoretos, isolamento de alta confiabilidade, integração compacta e operação e manutenção inteligentes, a solução de unidade principal de anel isolada a ar puro pode substituir completamente os equipamentos isolados por SF₆ e por ar comum. É amplamente aplicável à construção de redes de distribuição urbanas, fornecimento de energia industrial, instalações de suporte para energias renováveis e projetos de atualização de redes elétricas no exterior, servindo como a solução técnica principal para o desenvolvimento verde e inteligente de redes de distribuição de média tensão.