SF₆ ringhoveder (RMUs) og fornyelse av bynett

oversikt​
Eldre distribusjonsnett er hovedsakelig radielle i struktur, med de fleste inngående og utgående linjene som overhengende ledninger. Skruveutstyret består typisk av luftisolerde vakuumskruver eller minimal-oljeskruver. Disse nettene har ofte feil, høye driftskostnader, og lange, omfattende strømavbrudd ved feil, noe som betydelig hemmer økonomisk utvikling.

Med rask økonomisk vekst og gjennomføring av byrutenettets oppgradering, har behovet for høyere strømforsyningssikkerhet økt. Fullt isolerte, fullt tette, vedlikeholdsfrie og kompakte SF₆ Ring Main Units (RMUs) har igjen blitt en garanti for pålitelig strømforsyning.

​1 Typer og konstruksjonsegenskaper av SF₆ RMUs​

​1.1 Typer av SF₆ RMUs​
SF₆ RMUs kan deles inn i to hovedtyper basert på struktur: Felles Tank Type og Modulær Enhet Type. Tidligere Felles Tank Type RMUs hadde typisk én inngang, én løkke og én utgang, egnet for mindre belastninger. Med økte belastningsbehov, oppsto den utvidbare Modulære Enhet Type, som tilbyr en maksimal distribusjonskapasitet på opptil 10 MVA.

SF₆ RMUs kan kategoriseres etter funksjon til Kabelfører Type, Fuse Type, og SF₆ Krets Bryter Type:

• ​Kabelfører Type:​​ Brukes for kabelinnganger/utganger. Nominell strøm er 630A.
• ​Fuse Type:​​ Kan kobles direkte til transformatorer. Nominell strøm er 200A. Men, med tanke på fuses temperaturstigningseffekt, er hver RMU i praksis begrenset til å forsyne transformatorer på opptil 1600 kVA.
• ​SF₆ Krets Bryter Type:​​ Brukes for å beskytte transformatorer over 1600 kVA. Den kan også fungere som en inngangs- eller busseksjonsenhet med overstrøms- og øyeblikksavbryterbeskyttelse. Dens nominelle strøm er 630A, med en total feilavbrytingstid på 95ms.
  De grunnleggende konfigurasjonene for SF₆ RMUs vises nedenfor.

​1.2 Konstruksjonsegenskaper av SF₆ RMUs​
Felles Tank Type SF₆ RMU består generelt av en gassbeholder, en operasjonsmekanismekompartement, og et kabelforbindelseskompartment. Modulær Enhet Type krever dessuten en busbarforbindelseskompartment.

SF₆ RMUs har følgende fire hovedegenskaper:

1. ​Gassbeholder:​​ Dette er den mest kritiske delen av RMU. Gassbeholderen inneholder belastningsskruen, busbarer, skruvaksel, og SF₆-gass.
• Belastningsskruen er en 3-posisjons skru, inkludert en isolerende knivskru og en buesprekk.
• Bevegelige kontakter til knivskruen har to spesielle rivetter laget av Nichrome-legning, som har to formål:
• Gir tørrelubrikasjon under skruåpning/lukking, som sikrer at kontaktmotstand mellom bevegelige og faste kontakter ikke øker etter langtidsbruk.
• På grunn av Nichrome-legningens høye smeltepunkt, vil den bevegelige kontakten ikke smelte på grunn av varme generert av kortslutningsstrøm under lukking eller utbedringstider.
• Buesprekken inneholder deioniserende plater som strekker buen, reduserer buenergi, og minimerer mengden metallvaporer og SF₆-nedbrytningsprodukter generert når belastningsskruen avbryter belastningsstrøm.
• Delen av busbaren som kommer i kontakt med knivskruen er den faste kontakten. I tillegg til å møte kravene til nominell strømkapasitet og dynamisk/termisk stabilitet, tar busbar design og produksjon også hensyn til elektromagnetiske felt effekter for å minimere magnetfeltets påvirkning.
• Skruvakselen penetrerer gassbeholderen og kobler seg til operasjonsmekanismekompartementet, slik at operatorer utenfor kompartementet kan kontrollere skruens lukket, åpen og jordet tilstand. En dobbeltsiggestruktur brukes ved penetreringen (den eneste bevegelige forbindelsen mellom beholderen og utsiden), som strengt sikrer beholderens tettighet under vakuumevakuering og gassfylling.
• Årlig lekkasje for SF₆-gass er bare 0.0035%. Denne lave lekkasjehastigheten er avgjørende for RMUs langsiktige sikker drift.
• I tillegg til SF₆-gass for isolering og buedemping, inneholder gassbeholderen også Aluminiumoksid (Al₂O₃), som akselererer SF₆-gass regenerering og fungerer som en fremragende tørrestoff, som opprettholder SF₆-gass kvaliteten og minimerer bufeil. Hvis en slik feil skulle oppstå, beskytter en eksplosjonsvernmembran under beholderen personell ved å slippe varme gasser direkte ned i kabelfossen under eller bak enheten, unna operatorer foran.
• Gassbeholderen er konstruert av 3mm tykk rustfri stålplate, dobbeltsidet svart.
2. ​Operasjonsmekanismekompartement:​​ Operasjonsmekanismen innefor kobler seg til belastningsskruen og jordeskruen via skruvakselen. Ved bruk av en operasjonsstang sett inn i operasjonsåpningen, kan operatorer lett utføre lukking, åpning og jordet operasjoner med minimal anstrengelse (bare 60 N·m kreves).
• Siden skrukontaktene ikke er synlige, har operasjonsmekanismen en posisjonsindikator direkte koblet til skruvakselen, som klart viser den nåværende tilstanden til belastningsskruen og jordeskruen.
• Mekaniske låser mellom belastningsskru, jordeskru og frontplade er installert, som tilfredsstiller de fem sikkerhetslåseskravene (mot misoperasjon funksjoner).
• Både belastningsskruen og jordeskruen er utstyrt med hurtig-lukk/hurtig-åpne mekanismer, som sikrer at lukking/åpning hastigheter er uavhengige av operatorens hastighet.
• Skruer med fuse-beskyttelse (TS Type skruutstyr) har også en automatisk trip-enhet, tilgjengelig i mekanisk eller elektrisk versjon. Mekanisk trip-prinsipp: Under en kortslutningsfeil i enhetens krets, smelter fusen innen det første halvtaket (~10ms) av feilstrømmen. Fusens striker-pin påvirker tripmekanismen, som fører til at belastningsskruen åpnes. Den totale feilavbrytingstiden er bare 35ms, som effektivt beskytter enheten og hindrer feilpropagasjon til naboenheter. Dessuten, på grunn av fremragende mekanisk ytelse, kan overføringsstrømmen for Fuse Type skruutstyr nå 2300A.
• Padlåser kan legges til operasjonshevere på frontpanelet i operasjonsmekanismekompartementet for å forhindre uautorisert operasjon.
• For sikker drift, er en trykkmåler, direkte koblet til gassbeholderen og tett mot fukt (som forhindrer dugg på indikatoren), installert i kompartementet, som lar vedlikeholdsfolk nøyaktig overvåke RMUs status på enhver tid.
• En spenningindikator er også installert i operasjonsmekanismekompartementet, som lar operatorer overvåke krets energiføring (neonlampe-indikator) og verifisere fasering (ved hjelp av test sokkel).
3. ​Kabelforbindelseskompartment:​​ Plassert foran RMU med en høyde på 1220mm, som gir god plass for kabelforbindelse.
• Kabelforbindelser til RMUs bushinger bruker enten Asbestos-frie Touching Screened (AFTS) eller Asbestos-frie With Kit (AWK) silikonkautsjuk kabeltilbehør.
• Kobber eller aluminium kabeltværsnitt varierer fra 25–240 mm² (for Fuse Type skruutstyr) eller 35–400 mm² (for Kabelfører Type skruutstyr).
4. ​Busbarforbindelseskompartment (Modulære Enheter):​​ Plassert under gassbeholderen. Tre bushinger er arrangert i en staggret "step-up" konfigurasjon, som effektivt minimerer romkrav og forenkler busbarforbindelser.
• Bushinger er tomme leder type, som tillater kobber tube busbarer å bli direkte boltet til busbarer inne i gassbeholderen.
• Silikonkautsjuk-isolerte kobber tube busbarer brukes, som effektivt øker strømbærerkapasiteten og reduserer faseavstand (bare 110mm).
• Forbindelser mellom busbarer og bushinger bruker silikonkautsjuk koblinger (E-type terminal koblinger og T-type utvidelseskoblinger) og skruede kappe for elektrisk seamless forbindelser direkte på bushinger. Disse busbarer tåler tøffe forhold som fukt kondensasjon, leder støv, og saltdepot uten mislykking.
• I tillegg, er fronten av busbar kompartmentet skjult av en separat jordet stålplate, som skiller det fra kabelforbindelseskompartmentet.

​2 Tekniske parametre og anvendelser av SF₆ RMUs​

​2.1 Tekniske parametre​

​2.2 Anvendelser av SF₆ RMUs​
På grunn av deres kompakte størrelse, vedlikeholdsfrie natur og høy pålitelighet, er SF₆ RMUs spesielt egnet for strømforsyning i kritiske anlegg, høyer boliger, boligkomplekser, og byruter. De reduserer betydelig driftskostnader og fotavtrykk.

• ​3-Enhets Felles Tank Type:​​ Dimensjoner bare 980mm × 635mm × 1050mm, som gjør den ideell for kiosktransformatorer og utendørs bruksområder.
• ​Modulær Kabelfører Type:​​ Kan inkludere skru tap-off bokser, som støtter konfigurasjoner opp til en inngang og tre utganger (dvs. inngang via busbar kompartmentet, med tre utganger koblet parallelt via kabelforbindelseskompartmentet).
• ​Modulær Fuse Type:​​ Egnet for lokasjoner langt fra understasjoner hvor kun en transformator opererer. For å oppnå lokal transformatorkontroll uten å trenge en ekstra inngangs enhet, kan inngangskabelen kobles direkte til busbar kompartmentet av en TS Type skruutstyr enhet, som gir samme funksjonalitet.
• ​Krets Bryter Type Skruutstyr:​​ Utstyrt med overstrøms- og øyeblikksavbryterbeskyttelse. Det kan fungere som en transformatorbeskyttelsesenhet, en inngangs enhet, eller en busbar seksjonsenhet. For å muliggjøre fjernavbryting eller avbryting ved transformator gasbeskyttelses relé (for Fuse Type skruutstyr), kan en elektromagnetisk trip spole legges til operasjonsmekanismen, og en 220V AC eller 24V DC strømforsyning til kretsen.
  ​Motorisert drift:​​
• For distribusjonsautomatisering, kan en elektrisk motor legges til operasjonsmekanismekompartementet, sammen med en 350mm høy kontrollboks montert ovenpå. Lokal knappdrift (åpne/lukke) er fortsatt mulig.
• Legging til en Automatisk Overførings Skru (ATS) enhet muliggjør automatiske overføringer mellom to inngående forsynelser, med eller uten definert primær/reserveskonfigurasjon.
• Elektriske motorer er typisk tilgjengelige i ulike spenningsnivåer (220V AC, 220V DC, 110V DC, 48V DC, 24V DC) for brukervalg.
• En kortslutningsfeil indikator kan installeres på frontpanelet i operasjonsmekanismekompartementet, med signaler sendt til et fjernkontrollrom. Denne indikatoren kan resettes automatisk, manuelt, eller fjernkontrollert.
• Lavspennings gjennomkjøring Strøm Transformer (CTs) kan legges til i kabelforbindelseskompartmentet for strømmåling.
• Overvoltage beskyttelser kan også installeres i Kabelfører Type skruutstyr enheter for RMU-beskyttelse.
  Distribusjonsautomatiseringsfunksjoner fokuserer hovedsakelig på fem områder: Datainnsamling, Overvåking & Kontroll, Feilisolering & Servicegjenoppretting, Geografisk Informasjonssystem (GIS), og Datastatistikk & Rapportering.
• Implementering av distribusjonsautomatisering krever at primæru