SF₆ kolobarji glavnih enot (RMUs) in obnove mestne mreže

Pregled​
Stare distribucijske mreže so predvsem radialne strukture, kjer so večina vhodnih in izhodnih vodov površinske. Preklopniki so običajno zračno izolirani vakuumski preklopniki ali minimalno naftni preklopniki. Te mreže trpijo zaradi pogostih napak, visokih stroškov delovanja in dolgih, široko razširjenih odrezov struje pri pojavu napak, kar značilno ovira gospodarski razvoj.

Z hitrim gospodarskim rastom in uvedbo posodobitev urbanih mrež se je povečala zahteva za višjo zanesljivost oskrbe s strujami. Polnostno izolirani, polnostno zaprti, brez održbe in kompaktni SF₆ Ring Main Units (RMU) so se spet postavili za zagotovilo zanesljive oskrbe s strujami.

​1 Vrste in strukturne značilnosti SF₆ RMU-jev​

​1.1 Vrste SF₆ RMU-jev​
SF₆ RMU-je lahko razdelimo na dve glavni vrsti glede na strukturo: Zajednični rezervoar in Modulski enotni tip. Raniji Zajednični rezervoar RMU-ji so običajno imeli en vhod, en cikel in en izhod, primerni za manjše opterečenosti. Vendar s povečanimi opterečenostmi je nastal razširljivi Modulski enotni tip, ki ponuja maksimalno distribucijsko kapaciteto do 10 MVA.

SF₆ RMU-je lahko razvrstimo po funkciji v Kabelski tip, Žični tip in SF₆ preklopnik:

• ​Kabelski tip:​​ Uporabljen za kabelske vhode/izhode. Imenovana tokovna moč je 630A.
• ​Žični tip:​​ Lahko je neposredno povezan z transformatorji. Imenovana tokovna moč je 200A. Vendar, ob upoštevanju učinka segrevanja žic, vsaka RMU dejansko lahko opremi transformatorje do 1600 kVA v praksi.
• ​SF₆ preklopnik:​​ Uporabljen za zaščito transformatorjev, ki presegajo 1600 kVA. Lahko služi tudi kot vhodna ali bus sekcija z zaščito pred previsokim tokom in trenutnim preklopom. Njegova imenovana tokovna moč je 630A, skupno čas prekinitve napake pa 95ms.
  Osnovne konfiguracije SF₆ RMU-jev so prikazane na spodnji sliki.

​1.2 Strukturne značilnosti SF₆ RMU-jev​
Zajednični rezervoar SF₆ RMU-ja običajno vključuje plinski rezervoar, odseček operacijskega mehanizma in odseček za povezavo kablov. Modulski enotni tip dodatno zahteva odsek za povezavo busbarov.

SF₆ RMU-ji imajo naslednje štiri glavne značilnosti:

1. ​Plinski rezervoar:​​ To je najpomembnejši del RMU-ja. Plinski rezervoar vsebuje optroški preklopnik, busbare, preklopnik in SF₆ plin.
• Optroški preklopnik je 3-polozajni preklopnik, ki vključuje ločevalni nož in lokovnik.
• Pomikalni kontakt noža ima dva posebna kleča iz nihrome legiranega železa, ki služita dvema namenoma:
• Ponuja suho smoljenje med odpiranjem/zapiranjem preklopnika, zato da se odpornost kontakta med pomikalnim in fiksno kontaktnim elementom ne poveča po dolgoletnem uporabljanju.
• Zaradi visoke toplote topnja nihrome legiranega železa pomikalni kontakt ne bo stopljen zaradi toplote, generirane kratkoporo tokom med zapiranjem ali obdrževanjem.
• Lokovnik vsebuje dejonizacijske plošče, ki raztezijo lok, zmanjšajo energijo loka in zmanjšajo količino metalnih parov in produktov razcepa SF₆, ko optroški preklopnik prekine optroški tok.
• Del busbara, ki stika z nožem, je fiksni kontakt. Poleg zadostitve zahtevam za imenovano tokovno moč in dinamično/toplotno stabilnost, je oblikovanje in izdelava busbarov upoštevala tudi elektromagnetska polja, da bi zmanjšali vpliv magnetskega polja.
• Preklopnik prebija plinski rezervoar in se poveže z odsekom operacijskega mehanizma, kar omogoča operatorjem zunaj odseka, da nadzorujejo stanje zapiranja, odpiranja in potiskanja preklopnika. Dvojni zategovalni sistem se uporablja pri prebijanju (edini premični stik med rezervoarjem in zunanjim okoljem), strogo zagotavlja hermetičnost rezervoarja med vakuumskim izčrpavanjem in plinjanjem.
• Letna iztečnost SF₆ plina je le 0,0035%. Ta nizka iztečnost je ključna za dolgoročno varno delovanje RMU-ja.
• Osim SF₆ plina za izolacijo in ugasanje loka, plinski rezervoar vsebuje tudi Oksid Aluminija (Al₂O₃), ki pospešuje regeneracijo SF₆ plina in deluje kot odličen sušilec, ohranja kakovost SF₆ plina in zmanjša napake loka. Če takšna napaka pride do, eksplozijsko membrana pod rezervoarom zaščiti osebje, tako da vede vroče pline neposredno v kabelski kanal pod ali za enoto, oddaljeno od operatorjev na fronti.
• Plinski rezervoar je izdelan iz 3mm debelih neržnega blata, dvostransko zavarjenega.
2. ​Odsek operacijskega mehanizma:​​ Operacijski mehanizem notranjosti se poveže s preklopnikom optroškega preklopnika in preklopnikom potiskanja preko preklopnika. S uporabo operacijskega valja, vnese v operacijsko luknjo, lahko operatorji z minimalno naporom (samo 60 N·m zahtevan) enostavno opravijo zapiranje, odpiranje in potiskanje.
• Ker kontakti preklopnika niso vidni, operacijski mehanizem vključuje kazalo položaja, ki je neposredno povezano z preklopnikom, jasno prikazuje trenutno stanje optroškega preklopnika in preklopnika potiskanja.
• Med optroškim preklopnikom, preklopnikom potiskanja in prednjo pokrovno ploščo so nameščeni mehanski interlocki, ki izpolnjujejo pet zahtev za varnostne interlocke (funkcije za preprečevanje zamenjave).
• Oba, optroški preklopnik in preklopnik potiskanja, sta opremljena s hitrim zapiranjem/odpiranjem, zato je hitrost zapiranja/odpiranja neodvisna od hitrosti operatorja.
• Preklopniki s zaščito žic (TS Tip opreme) imajo tudi samodejno preklopno napravo, ki je na voljo v mehanskih ali električnih verzijah. Mehanski princip preklopa: Med kratkoporno napako v enoti, žica se topi v prvi pol-ciklu (~10ms) kratkopornega toka. Žični udarnik udari preklopni mehanizem, ki vzroči, da se optroški preklopnik odpre. Skupni čas prekinitve napake je samo 35ms, učinkovito zaščiti enoto in prepreči širjenje napake na sosednje enote. Poleg tega, zaradi odličnih mehanskih lastnosti, prenosni tok žičnega tipa opreme doseže 2300A.
• Na operacijske ročice na prednji plošči odseka operacijskega mehanizma lahko dodate padlove, da preprečite neupravičeno delovanje.
• Za varno delovanje je v odseku nameščen merilnik tlaka plina, ki je neposredno povezan z plinskimi rezervoari in zagojen proti vlazi (preprečuje zamgljenost na plošči), omogoča održevalcem, da natančno spremljajo stanje RMU-ja kadarkoli.
• V odseku operacijskega mehanizma je tudi nameščen kazalo napetosti, ki omogoča operatorjem, da spremljajo napajanje krunic (neonska žarnica) in preverjajo faziranje (s pomočjo testnih vstopov).
3. ​Odsek za povezavo kablov:​​ Nastavljen na prednji strani RMU-ja z višino 1220mm, prušča dovolj prostora za zaključevanje kablov.
• Povezave kablov s bushingi RMU-ja uporabljajo Asbestos-free Touching Screened (AFTS) ali Asbestos-free With Kit (AWK) silikonske gume kabelske pripomočke.
• Premer kablov iz bakra ali aluminija sega od 25–240 mm² (za žični tip opreme) ali 35–400 mm² (za kabelski tip opreme).
4. ​Odsek za povezavo busbarov (Modularni enoti):​​ Postavljen pod plinski rezervoar. Tri bushinge so razpostavljene v "step-up" konfiguraciji, učinkovito zmanjšujejo prostorske zahteve in olajšajo povezave busbarov.
• Bushingi so praznotokovni vodni tip, ki omogoča, da se bakrene cevi busbarov neposredno bolcaju na busbare znotraj plin