Rockwill HGIS: Преимущества выключателей с самогенерирующим дутьем по сравнению с традиционными выключателями с пневматическим дутьем

Созданная на базе технической платформы RHP HGIS компании Rockwill и принципа самогенерирующего дутья, дугогасительная камера с самогенерирующим дутьем фундаментально изменяет силовой и рабочий профиль дугогасительной камеры, используя энергию дуги для создания давления гашения. Приведенный ниже анализ охватывает пять основных направлений повышения производительности по сравнению с традиционным гашением с чисто компрессионным дутьем. 

Комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией гибридного типа HGIS 

1. Привод и общая конструкция: радикальное снижение энергии привода для сверхлегкой конструкции

1.1 Различия в основных принципах

Традиционный компрессионный тип: при отключении подвижный контакт приводит в действие поршень для принудительного сжатия газа SF6 с целью создания гасящего потока. Все давление, необходимое для гашения дуги, обеспечивается приводом, что требует использования мощной пружинной или гидравлической системы привода.

Тип с самогенерирующим дутьем: энергия дуги нагревает газ SF6 в расширительной полости, автономно создавая поток газа высокого давления для гашения при минимальном вспомогательном сжатии. Потребность в энергии привода снижается примерно на 50% по сравнению с традиционными конструкциями.

1.2 Повышение производительности для HGIS

• Миниатюризация привода: выходное усилие, габариты и масса привода значительно снижены, что уменьшает вибрацию и ударный шум всей сборки.
• Оптимизация строительных конструкций: упрощенная конструкция бака выключателя и тяговой системы соответствует концепции легкого алюминиевого бака HGIS. Снижение нагрузки на фундамент делает устройство идеально подходящим для крышных подстанций, мобильных подстанций и сценариев с легкими фундаментами в горных районах, что существенно снижает затраты на гражданское строительство.

2. Коммутационная способность и адаптивность к условиям: саморегулирование во всем диапазоне токов для повышения стабильности системы

2.1 Отключение высоких токов короткого замыкания

Конструкция с самогенерирующим дутьем обладает естественной адаптивной характеристикой: чем выше ток повреждения, тем мощнее гашение. По мере увеличения тока короткого замыкания энергия дуги повышает давление в расширительной полости и усиливает поток гасящего газа.

Производительность: элегазовый выключатель RHP HGIS выдерживает 20 циклов отключения токов короткого замыкания полной мощности (40 кА). В тяжелых условиях, таких как повреждения на короткой линии и несинхронные коммутации, его устойчивость значительно превосходит традиционные конструкции с компрессионным дутьем.

2.2 Коммутация малых токов, емкостных и индуктивных нагрузок

При коммутации малых нагрузок или холостого хода вспомогательный объем сжатия обеспечивает стабильный поток газа низкой энергии. Для индуктивных нагрузок эта характеристика слабого потока эффективно подавляет срыв тока и связанные с ним перенапряжения, которые могут возникнуть, когда мощное дутье в конструкции компрессионного типа преждевременно гасит дугу. При коммутации батарей конденсаторов характеристика слабого потока с самогенерирующим дутьем помогает подавить повторное зажигание дуги, обеспечивая работу без повторных пробоев.

Быстрое устранение повреждений: время отключения для RHP-72.5/145 кВ составляет 32±7 мс, что существенно сокращает общий цикл отключения и ограничивает воздействие повреждений на сеть и тепловую нагрузку на оборудование.

3. Механический ресурс и надежность: снижение износа для длительного срока службы и необслуживаемой конструкции

3.1 Удвоенный механический ресурс

Конструкция с самогенерирующим дутьем исключает использование большого компрессионного поршня, что значительно снижает нагрузки на детали привода. Измеренные данные показывают, что выключатель HGIS с самогенерирующим дутьем выдерживает 6000 механических операций, тогда как традиционные конструкции с компрессионным дутьем в эквивалентных условиях обычно достигают лишь 3000–4000 операций.

Характеристики низкой вибрации снижают усталостные напряжения на фланцах бака HGIS, сварных швах и конусных изоляторах, уменьшая риск утечки SF6 и способствуя достижению целевого показателя годовой утечки HGIS ≤0,5%.

3.2 Повышение надежности изоляции и герметичности

Сокращение количества внутренних деталей в дугогасительной камере в сочетании с конструкцией HGIS, предусматривающей меньшее количество конусных изоляторов и разделенные по фазам газовые отсеки, упрощает локализацию внутренних неисправностей и существенно снижает вероятность отказа изоляции.

Оптимизированные каналы потока газа обеспечивают более равномерный нагрев сопла из ПТФЭ, предотвращая быструю эрозию, вызванную длительным воздействием высокоскоростного потока газа в конструкциях с автопневматическим дутьем, что дополнительно продлевает срок службы основных компонентов.

Гибридное элегазовое КРУЭ

4. Инженерное применение и техническое обслуживание: модульная предварительная сборка и минимальное техническое обслуживание для сокращения периодов простоя

4.1 Модульная конструкция и заводская предварительная сборка

Уменьшение объема и веса выключателя позволяет осуществлять полную заводскую предварительную сборку и пусконаладку каждой ячейки, поддерживая модульную модель поставки HGIS.

По сравнению с традиционными КРУЭ, HGIS с автопневматическим дутьем исключает использование закрытых шин, а блок выключателя стал более компактным, что снижает площадь, занимаемую одной ячейкой, на 40%–60%. Более простая центровка при подъеме сокращает время простоя и монтажа при проектах модернизации и расширения подстанций.

4.2 Значительное сокращение объема работ по техническому обслуживанию

Приводной механизм не требует частой смазки или регулировки хода. Контакты и сопло остаются работоспособными после 20 отключений токов короткого замыкания полной мощности, что исключает необходимость среднесрочной замены дугогасительной камеры.

Снижение вибрации уменьшает риск ослабления контактов во вторичных цепях управления и цифровых волоконно-оптических электронных измерительных трансформаторах, повышая общую эксплуатационную стабильность интеллектуальной HGIS.