В диапазоне напряжений 72,5–145 кВ комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией в металлической оболочке (КРУЭ) с конструкцией общей трехфазной оболочки — где проводники фаз A, B и C заключены в единый металлический корпус и используют общий элегаз или экологически чистый изоляционный газ — стали основной конфигурацией. По сравнению с конструкцией с раздельными фазами (каждая фаза в собственном корпусе), конструкция с общей оболочкой обладает следующими ключевыми преимуществами:
1. Компактная конструкция со значительно уменьшенной занимаемой площадью
Интеграция трехфазных проводников в единую металлическую оболочку позволяет радикально уменьшить общие габариты КРУЭ. Для диапазона 72,5–145 кВ (обычно соответствующего сетям 110 кВ), который часто используется в городских центрах, подземных подстанциях или в условиях ограниченного пространства, конструкция с общей трехфазной оболочкой обеспечивает максимальную экономию места как по площади, так и по высоте, что позволяет эффективно снизить затраты на дорогостоящие земельные участки и строительные работы.
2. Компенсация магнитного поля и снижение потерь на вихревые токи
-
Сниженное тепловыделение: В конструкции с общей трехфазной оболочкой проводники расположены компактно и симметрично. Результирующее магнитное поле частично компенсируется, что приводит к значительному снижению потерь на вихревые токи в оболочке по сравнению с конструкцией с раздельными оболочками.
-
Оптимизированный выбор материалов: Снижение потерь на вихревые токи обеспечивает большую гибкость при выборе материала оболочки. В основных конструкциях обычно применяются оболочки из алюминиевого сплава (или низкомагнитной нержавеющей стали), которые позволяют избежать проблем с гистерезисом и нагревом от вихревых токов, характерных для углеродистой стали, обеспечивая при этом легкость конструкции и длительный срок службы. В отличие от них, конструкции с раздельными трехфазными оболочками вынуждены использовать дорогие немагнитные материалы для оболочки каждой фазы, чтобы выдерживать сильное магнитное поле, создаваемое высокими однофазными токами, что приводит к более высоким затратам на материалы и весу конструкции.
Принципиальная схема КРУЭ Rockwill серии RHG
3. Уменьшение площади уплотняемых поверхностей для снижения уровня утечек
Утечки элегаза SF₆ обычно происходят в местах фланцевых соединений и динамических уплотнений. Конструкция с общей трехфазной оболочкой сокращает количество оболочек, фланцев, опорных изоляторов и уплотнительных колец примерно на две трети по сравнению с конструкцией с раздельными оболочками. Это значительное сокращение уплотняемых поверхностей напрямую снижает риск утечек, обеспечивая крайне низкие годовые показатели утечки газа и повышая долгосрочную надежность уплотнений.
4. Экономия изоляционного газа и материалов
Хотя общая оболочка имеет больший диаметр, чем одна раздельная оболочка, ее общая объемная эффективность выше. Это не только снижает общий вес материала металлической оболочки, но и значительно уменьшает общий объем заполнения дорогостоящего элегаза SF₆ с высоким потенциалом глобального потепления (или экологически чистых альтернатив), что соответствует тенденциям низкоуглеродного развития и экологической устойчивости.
Принципиальная первичная схема RHD-145 для ячейки кабельного ввода/вывода с двойной системой шин
5. Упрощение механических связей и улучшение трехфазной синхронизации
Конструкция с общей трехфазной оболочкой позволяет более компактно размещать подвижные контакты выключателей, разъединителей и заземлителей.
-
Это позволяет всем трем фазам использовать единый привод (например, пружинный или моторный привод), обеспечивая трехфазную синхронную работу посредством простых внутренних механических связей.
-
Сокращение количества передаточных компонентов и независимых приводов не только снижает частоту механических отказов, но и изначально обеспечивает отличную одновременность включения/отключения всех трех фаз.
6. Упрощение монтажа и технического обслуживания
-
Транспортировка и сборка: Общий вес меньше, при этом несколько ячеек или даже целые комплекты подстанций могут быть собраны и протестированы на заводе перед транспортировкой. На площадке требуется лишь минимальный объем работ по подключению интерфейсов, что значительно сокращает сроки монтажа.
-
Упрощение технического обслуживания: Значительно сокращается количество внешних опорных конструкций, газопроводов и точек контроля плотности, что снижает объемы работ по плановым осмотрам и техническому обслуживанию.
Заключение
Для диапазона напряжений 72,5–145 кВ, где требования к изоляционным расстояниям остаются вполне выполнимыми, конструкция с общей трехфазной оболочкой обеспечивает оптимальный баланс экономичности, компактности, низких потерь и высокой надежности. Именно поэтому практически все ведущие мировые производители коммутационного оборудования внедрили эту конструкцию в свои изделия КРУЭ на напряжение до 145 кВ включительно.
Rockwill GIS RHG-145 воплощает данную философию проектирования. Благодаря трехфазному общему корпусу с шириной отсека всего 0,8 м, она значительно сокращает площадь, занимаемую подстанцией. Оснащенная пружинным приводом CT26 и технологией автопневматического гашения дуги, она обеспечивает номинальный кратковременный выдерживаемый ток 40 кА, сочетая превосходные электрические характеристики с высокой эксплуатационной надежностью. Корпус из алюминиевого сплава эффективно устраняет потери на вихревые токи, обладает высокой коррозионной стойкостью и адаптируется к различным суровым условиям окружающей среды. Доступны как интеллектуальные, так и традиционные конфигурации, что позволяет гибко удовлетворять разнообразные требования к строительству сетей.
Отредактировано из:Garca
Вход
