Ինչու 12կՎ վակուումային շղթադրունքները գերազանցում են SF6/ներթեր/արատի. Ընդհանուր լուծման վերլուծություն
Ինչու 12կՎ վակուում շղթայի հատողները գերազանցում են SF6/մասնակի կերոսին/առաջին շղթայի հատողները. Ընդհանուր լուծում
Միջին լարվածության (MV) էլեկտրաէներգիայի բաշխման մեջ, հատկապես 12կՎ ներքին սարքավորումներում, վակուում շղթայի հատողները (VCBs) դառնում են գերազանցող տեխնոլոգիա, գերազանցելով պատմական այլընտրանքները, ինչպիսիք են SF₆ շղթայի հատողները, մինիմալ-կերոսին շղթայի հատողները և առաջին շղթայի հատողները: Այս հոդվածը տալիս է 12կՎ ներքին VCB-ների և այլ ընթացիկ տեխնոլոգիաների միջև մանրամասն համեմատություն, ներկայացնելով դրանց կորի առավելությունները:
I. Կորի հիմնական տեխնոլոգիաների ակնարկ
- SF₆ Շղթայի հատողներ
- Սկզբունք: Օգտագործում է սուլֆուր հեքսաֆլուորիդ (SF₆) գազը աղալի դադարեցման և իզոլացիայի համար: SF₆-ը ստանում է հարասան դիէլեկտրիկ և աղալի դադարեցման հատկություններ:
- Կիրառություն: Առաջադրված է լինել MV/HV համակարգերում, հատկապես բարձր դադարեցման տոկոսի կամ արտաքին կիրառությունների համար: Այնուամենայնիվ, նրա բաժանարարությունը 12կՎ ներքին համակարգերում մի մասնավոր չափով փոխարինվել է VCB-ներով պահպանության և միջավայրային հարցերի պատճառով:
- Մինիմալ-կերոսին շղթայի հատողներ
- Սկզբունք: Օգտագործում է սեփական կերոսինը որպես աղալի դադարեցման միջոց, բայց նույնիսկ նվազ կերոսին օգտագործում է առաջին բարձր ծավալային կառուցվածքների համար:
- Կիրառություն: Նախանումը VCB-ների առաջ մինիմալ-կերոսին շղթայի հատողները հիմնական տեխնոլոգիա էին: Հիմնական թերություններն են նայանկարագրությունը, բարձր պահպանությունը և միջավայրային նախապայմանները:
- Առաջին շղթայի հատողներ
- Սկզբունք: Ուժեղացված առաջին համար աղալի դադարեցման համար օգտագործում է սեղմված առաջին համար բոլոր աղալները դադարեցնող համակարգ:
- Կիրառություն: Օգտագործվել է առաջին դարաշրջանում HV համակարգերում կամ նախատեսված կիրառություններում: 12կՎ ներքին դեպքերում առաջին շղթայի հատողները ենթակա են VCB-ներին դադարեցման տոկոսի, չափսի և սահքի համար:
II. 12կՎ ներքին VCB-ների հիմնական առավելությունները
VCB-ները գերազանցում են ընթացիկ ընդհանուր վեց կարևոր չափումներով.
- Գերազանց աղալի դադարեցում և հավասարակշռություն
- Վակուում դադարեցում: Վակուումը 이상적인 절연 매체입니다. 아크 소멸은 밀폐된 중단기에서 전류 제로에서 효율적으로 발생하며, 빠른 유전 회복이 이루어집니다. 이는 특히 자주 작동하는 경우 높은 신뢰성을 보장합니다.
- 다시 점화 위험 없음: SF₆ 또는 오일과 달리 진공 중단은 재점화를 거의 없앤다.
- 높은 단락 회로 차단 용량: 현대 12kV VCBs는 20kA부터 50kA+까지의 광범위한 정격 단락 회로 차단 전류(Isc) 범위를 커버한다 (예: ZN63/VBY-12: 40kA; VS1-12: 50kA), SF₆ CBs와 동등하고 오일/ACBs를 초과한다.
- 긴 전기 수명: 30~50회의 정격 단락 회로 차단(예: VT19-12, VS1-12)을 견디며, E2 클래스 요구 사항을 충족하고 오일 CBs보다 우수하다.
- 환경 및 안전성 우수성
- 제로 온실가스 배출: VCBs는 강력한 온실가스인 SF₆(GWP ~23,500× CO₂) 대신 진공을 사용하여 규제 및 폐기 문제를 제거한다.
- 화재 위험 없음: 오일 기반 CBs와 달리 진공 중단기는 화재나 폭발 위험이 없다.
- 무독성 작동: 중단 중 독성 부산물 생성 없음(SF₆ 분해와 달리).
- 최소 유지 관리 및 장수명
- "유지 보수가 필요 없는" 설계: 밀봉된 진공 중단기는 수명 동안 내부 유지 관리가 필요하지 않다(일반적으로 기계적 내구성과 일치). 이는 SF₆ CBs(가스 모니터링/보충) 및 오일 CBs(오일 교체)와 대조된다.
- 높은 기계 수명: 스프링 작동 메커니즘은 10,000~30,000번의 작동(M2 클래스)을 달성하여 기계적 유지 관리를 줄인다.
- 고체 절연: 에폭시 캡슐화된 폴(예: VS1-12)과 같은 기술은 먼지, 습기 및 응축에 대한 저항력을 향상시킨다.
- 콤팩트 디자인 및 유연성
- 작은 발자국: 컴팩트한 진공 중단기와 최적화된 메커니즘이 공간 효율적인 설계를 가능하게 한다.
- 설치 다양성: 통합 작동 메커니즘이 고정형 또는 추출 가능한 구성을 지원한다(예: KYN28A-12/GZS1, XGN 스위치 기어).
- 모듈성: 간소화된 조립 및 구성 요소 교체.
- 고급 중단 및 비용 효율성
- 낮은 절단 전류: 인덕티브 전류 중단 중 스위칭 과전압을 최소화한다.
- C2 클래스 커패시티브 스위칭: 콘덴서 뱅크의 극저 재점화 확률.
- 낮은 TCO: 초기 비용이 SF₆ CBs와 유사할 수 있지만, VCBs는 유지 관리가 거의 필요 없으며, SF₆ 처리 비용이 없고, 보험료가 낮아지고(화재 위험 없음) 서비스 수명이 길어져 수명 주기 비용이 낮다.
- 환경 적응성
- 표준 조건(-15°C에서 +40°C, 해발 1,000m 이하)에서 신뢰성 있게 작동한다. 고체 절연 변형은 고습도, 오염 등 혹독한 환경을 견딜 수 있다.
III. 비교 요약
테이블: 12kV 실내 VCB 대 주요 경쟁 제품
|
특징 |
VCB |
SF₆ CB |
미니멀 오일 CB |
에어 CB |
|
아크 매체 |
진공 |
SF₆ 가스 |
트랜스포머 오일 |
압축 공기 |
|
핵심 강점 |
신뢰성, 유지 보수가 필요 없음, 친환경, 컴팩트, 장수명 |
높은 단락 회로 차단 용량, 절연 |
성숙(역사적) |
화재 위험 없음 |
|
핵심 약점 |
절단 과전압(관리 가능) |
고 GWP 가스, 복잡한 유지 보수 |
화재 위험, 자주 유지 보수, 오염 |
큰 크기, 소음, 제한된 단락 회로 차단 용량 |
|
단락 회로 차단 용량(Isc) |
높음(20kA~50kA+) |
높음 |
중간 |
낮음/중간 |
|
전기 수명 |
높음(30~50회) |
중간/높음 |
낮음 |
중간 |
|
기계 수명 |
높음(10,000~30,000회) |
중간/높음 |
낮음 |
중간 |
|
유지 보수 |
매우 낮음 |
높음(가스 모니터링) |
높음(오일 교체) |
중간(공기 시스템) |
|
친환경성 |
우수(제로 배출) |
나쁨(SF₆ GWP) |
나쁨(오일 오염) |
중간(소음) |
|
화재/폭발 위험 |
없음 |
낮음(SF₆ 불연성) |
높음 |
없음 |
|
크기 |
콤팩트 |
중간 |
큼 |
매우 큼 |
|
TCO |
낮음(초기 + 장기) |
높음(가스 + 준수 비용) |
중간/높음(유지 보수 + 위험) |
중간/높음 |
|
시장 트렌드 |
12kV 실내에서 지배적 |
MV 실내에서 점차 제외 |
오래됨 |
특정 응용 프로그램 |
IV. 결론
12kV 실내 전력 분배를 위한 진공 회로 차단기(VCBs)는 명백한 기술 선택입니다. 그들의 우수한 아크 소멸, 뛰어난 신뢰성, 진정한 유지 보수 없음, 환경 안전성(SF₆/오일/화재 위험 없음), 컴팩트한 디자인 및 수명 주기 비용 효율성이 현대 전기 인프라에서 그들의 지배적 위치를 굳혔습니다.
