SF₆ prstečne jedinice (RMU) i obnova gradske mreže
Pregled
Starije distributivne mreže su uglavnom radijalnog strukture, sa većinom ulaznih i izlaznih linija koje su nadzemne. Prekidni uređaji obično uključuju vakuum prekidnike sa zračnim izolatorima ili minimalno naftni prekidnici. Ove mreže često imaju greške, visoke troškove održavanja i dugotrajne, široko rasprostranjene ispadaje struje u slučaju greške, što značajno sprečava ekonomski razvoj.
Sa brzim ekonomskim rastom i implementacijom renoviranja gradske mreže, potreba za većom pouzdanosti snabdevanja električnom energijom je porasla. Potpuno izolovane, potpuno zatvorene, bez održavanja i kompaktni SF₆ Ring Main Units (RMU) ponovo postali su garancija pouzdanog snabdevanja električnom energijom.
1 Tipovi i strukturne karakteristike SF₆ RMU-ova
1.1 Tipovi SF₆ RMU-ova
SF₆ RMU-ovi mogu biti klasifikovani u dva glavna tipa prema strukturi: Zajednički rezervoar tip i Modularni blok tip. Rani Zajednički rezervoar tip RMU-ova obično imao jedan ulaz, jednu petlju i jedan izlaz, pogodan za manje opterećenje. Međutim, sa porastom potrebe za opterećenjem, pojavio se proširiv Modularni blok tip, koji nudi maksimalnu distributivnu kapacitet do 10 MVA.
SF₆ RMU-ovi mogu biti kategorizirani prema funkciji u Kabel tip, Štiplov tip i SF₆ prekidnički tip:
- Kabel tip: Koristi se za ulazne/izlazne kable. Nominalni tok je 630A.
- Štiplov tip: Može biti direktno povezan na transformere. Nominalni tok je 200A. Međutim, uzimajući u obzir efekat podizanja temperature štipala, svaki RMU je praktično ograničen na snabdevanje transformera do 1600 kVA u realnim primenama.
- SF₆ prekidnički tip: Koristi se za zaštitu transformera preko 1600 kVA. Takođe može poslužiti kao ulazni ili bus sekcioni unit sa zaštitom od prekomernog toka i trenutnog skoka. Njegov nominalni tok je 630A, sa ukupnim vremenom prekida greške od 95ms.
Osnovne konfiguracije SF₆ RMU-ova prikazane su na slici ispod.
1.2 Strukturne karakteristike SF₆ RMU-ova
Zajednički rezervoar tip SF₆ RMU opšteg sastoji se od gasnog rezervoara, odseka operativnog mehanizma i odseka za povezivanje kabela. Modularni blok tip dodatno zahteva odsek za povezivanje bus bara.
SF₆ RMU-ovi imaju sledeće četiri glavne karakteristike:
- Gasni rezervoar: To je najkritičniji deo RMU-a. Gasni rezervoar sadrži opterećeni prekidnik, bus bare, os za prekidnik i SF₆ gas.
- Opterećeni prekidnik je prekidnik sa tri pozicije, uključujući izolacioni nožni prekidnik i lukoprihvat.
- Pokretan kontakt nožnog prekidnika ima dva posebna čvora od legure nikela i hromia, koji služe dve svrhe:
- Pruža suhu smaznu tijelo tokom otvaranja/zatvaranja prekidnika, osiguravajući da otpornost kontakta između pokretnog i fiksnog kontakta ne poveća nakon dugotrajne upotrebe.
- Zbog visokog tačke taloženja legure nikela i hromia, pokretan kontakt neće taložiti zbog toplote generisane strujnim tokom kratkog spoja tokom zatvaranja ili vremena otpornosti.
- Lukoprihvat sadrži dejonizacione ploče koje produžavaju luk, smanjuju energiju luka i minimaliziraju količinu metalnih parova i produkata degradacije SF₆ kada opterećeni prekidnik prekida opterećeni tok.
- Deo bus barea koji dodiruje nožni prekidnik je fiksni kontakt. Pored zadovoljenja zahteva za nominalnim tokom i dinamičkom/termalnom stabilnošću, dizajn i proizvodnja bus barea takođe uzimaju u obzir efekte elektromagnetnog polja kako bi se smanjio uticaj magnetnog polja.
- Os za prekidnik probija gasni rezervoar i povezuje se sa odsekom operativnog mehanizma, omogućavajući operatorima van odseka kontrolu stanja zatvaranja, otvaranja i zemljanja prekidnika. Dvostruki zatvor koristi se na mestu probijanja (jedina pokretna veza između rezervoara i spolja), strogo obezbeđujući hermetičnost rezervoara tokom vakuumiranja i punjenja gasom.
- Godišnja stopa curenja SF₆ gasa je samo 0.0035%. Ova niska stopa curenja je ključna za dugotrajnu sigurnu radnju RMU-a.
- Pored SF₆ gasa za izolaciju i ugasevanje luka, gasni rezervoar takođe sadrži Oksid aluminijuma (Al₂O₃), koji ubrzava regeneraciju SF₆ gasa i posluži kao odlični sušilac, održavajući kvalitet SF₆ gasa i minimizirajući greške luka. Ukoliko do takve greške dođe, eksplozivni diafragam ispod rezervoara štiti osoblje tako što direktno ispušta vruće gasove u kabelske kanale ispod ili iza jedinice, udaljeno od operatora na prednjem delu.
- Gasni rezervoar je izgrađen od nerđajuće čelike debljine 3mm, savaren sa dve strane.
- Odsek operativnog mehanizma: Operativni mehanizam unutra povezan je sa opterećenim prekidnikom i zemljnim prekidnikom preko ose za prekidnik. Koristeći operativni štap umetnut u operativnu rupu, operatori mogu lako izvršiti operacije zatvaranja, otvaranja i zemljanja sa minimalnim naporom (potrebno je samo 60 N·m).
- Pošto su kontakti prekidnika nevidljivi, operativni mehanizam ima indikator pozicije direktno povezan sa osom za prekidnik, jasno pokazujući trenutno stanje opterećenog prekidnika i zemljnog prekidnika.
- Instalirani su mehanički zaključevi između opterećenog prekidnika, zemljnog prekidnika i prednje poklopne ploče, zadovoljavajući pet zahteva za bezbednosne zaključeve (funkcije sprtanja grešaka).
- Oba prekidnika, opterećeni i zemljni, opremljeni su mehanizmima za brzo zatvaranje/otvaranje, osiguravajući da brzine zatvaranja/otvaranja ne zavise od brzine operatora.
- Prekidnici sa štiplovom zaštitom (TS tip prekidnica) takođe imaju automatski prekidni uređaj, dostupan u mehaničkoj ili električnoj verziji. Princip mehaničkog prekidnice: Tijekom greške kratkog spoja u jediničnom krugu, štipalo topi unutar prvog poluciklusa (~10ms) toka greške. Štipalo udara u mehanizam prekida, dovodeći do otvaranja opterećenog prekidnika. Ukupno vreme prekida greške je samo 35ms, efektivno štiti jedinicu i sprečava proširenje greške na susedne jedinice. Nadalje, zbog odlične mehaničke performanse, transferni tok štiplovih prekidnica može doseći 2300A.
- Na operativnim levlama na prednjoj ploči odseka operativnog mehanizma mogu se dodati padlozi kako bi se sprečila neovlaštena operacija.
- Za sigurnu operaciju, instaliran je merilo pritiska gasa, direktno povezano sa gasnim rezervoarom i zaštićeno od vlage (sprečava maglanjenje na pokazivaču), u odseku, omogućavajući održavajućem osoblju tačno praćenje stanja RMU-a u bilo kom trenutku.
- Takođe je instaliran indikator napona u odseku operativnog mehanizma, omogućavajući operatorima praćenje napajanja kruga (indikator neon lampice) i verifikaciju faziranja (koristeći testne utičnice).
- Odsek za povezivanje kabela: Smesten je na prednjem delu RMU-a sa visinom 1220mm, pružajući dovoljno prostora za terminaciju kabela.
- Veze kabela sa RMU bušnjacima koriste Asbest-slobodne Dodirne Ekranirane (AFTS) ili Asbest-slobodne Sa Kompletom (AWK) silikonske gume dodatke za kabel.
- Presečni poprečni presjek bakrenih ili aluminijumskih kabela se kreće od 25–240 mm² (za štiplov tip prekidnica) ili 35–400 mm² (za kabel tip prekidnica).
- Odsek za povezivanje bus bara (modularne jedinice): Pozicioniran ispod gasnog rezervoara. Tri bušnjaca su raspoređena u stepenitoj "step-up" konfiguraciji, efektivno minimizirajući prostorne zahteve i olakšavajući veze bus bara.
- Bušnjaci su prazni provodni tip, omogućavajući da bakrene cevi bus bara direktno bolce na bus bare unutar gasnog rezervoara.
- Silikonske gume izolovane bakrene cevi bus bara se koriste, efektivno povećavajući kapacitet nosnog toka i smanjujući razmak faza (samo 110mm).
- Veze između bus bara i bušnjaca koriste silikonske gume konektore (E-tip terminalni konektori i T-tip prošireni konektori) i šrafove kapice za električno neprekidne veze direktno na bušnjacima. Ovi bus bari održavaju teške uslove kao što su kondenzacija vlage, provodni prah i solne depozite bez otkaza.
- Dodatno, prednji deo odseka bus bara je zaštićen odvojenom zemljom stalenom pločom, odvajajući ga od odseka za povezivanje kabela.
2 Tehnički parametri i primene SF₆ RMU-ova
2.1 Tehnički parametri
