Komparo de SF6-gaz-insultitaj Ring-Main Unuoj kaj Solid-insultitaj Ring-Main Unuoj

Enkonduko​
Aktuale, SF6 gas-insulitaj cirkla distribuaĵoj (ĉi tie plu nomataj kiel "SF6 RMU") regas la merkaton. Tamen, SF6 gaso estas internacie konata kiel unu el la ĉefaj vardelegazetoj. Por atingi protekton de la medio kaj redukti emisiojn, ĝia uzo devas esti malpliigita kaj limigita. La apero de solide insulitaj cirkla distribuaĵoj (RMU) solvis la problemojn rilatantaj al SF6 RMU, samtempe enmetante multajn novajn trajtojn.

​1 Cirkla distribuo de energio kaj cirkla distribuaĵoj (RMU)​​
La procezo de "urbanigo" metas ĉiam pli altajn postulojn al la fidindeco de la distribuo de energio. Pli da uzantoj bezonas duoblan (aŭ pli ol duan) fonton de energio. Uzado de "radia distribuosistemo" povas konduki al malfacilaĵoj en la instalado de kaboloj, defektrakto kaj nekomforto dum la modernigo kaj vastigo de la reto. Kontraŭe, "cirkla distribuo de energio" povas facile provizi duoblajn (aŭ pli ol duajn) fontojn de energio por gravaj ŝargoj, simpligas distribuan linion, faciligas la trakton de kaboloj, malpliigas la postulojn pri kommutiloj, malpliigas la frekventon de defektoj kaj faciligas la identigon de erarlokaj.

​1.1 Cirkla distribuo de energio​
Cirkla distribuo de energio rilatas al sistemo, kie du (aŭ pli ol du) eliraj linioj de diversaj substacioj aŭ diversaj busbaroj en la sama substacio estas interligitaj por formi ciklon por la distribuo de energio. Ĝiaj avantaĝoj inkluzivas: ĉiu distribua branĉo povas akiri energion de la ĉefalimentilo de la maldekstra flanko aŭ la ĉefalimentilo de la dekstra flanko. Tio signifas, ke se okazas defekto en iu ajn el la ĉefalimentiloj, la energio povas daŭrigi esti distribuita de la alia flanko. Kvankam ĝi estas ununura cirkvito de distribuo esence, ĉiu distribua branĉo efektive akiras la avantaĝojn similaj al duoblaj cirkvitaj distribuoj, signife plibonigante la fidindeco. Reguloj en Ĉinio stipulas, ke la ĉefa cirkla distribuo en urboj sekvas la "N-1 Sekureca Kriterio". Tio signifas, ke se estas N ŝargoj sur la linio, kiam ajn unu ŝargo havas defekton, la sistemo povas akcepti la transdonitan ŝargon, garantante, ke la restantaj "N-1" ŝargoj daŭrigas ricevi sekuran distribuon de energio sen kaŭzi interrompon aŭ ŝargoperdon.

​1.2 Metodoj de cirkla konektado​

• ​Standarda cirkla konektado:​​ Alimentita de ununura fonto, formanta ciklon tra la kaboloj mem, garantante fidindan distribuon de energio al ĉiuj aliaj ŝargoj, kiam sekcio de la kabolo defektas.
• ​Cirkla konektado de diversaj busbaroj:​​ Tiu konektado havas du fontojn de energio, kutime operacias en malfermit-cikla modo, oferante pli altan fidindecon de la distribuo kaj pli grandan flekseblecon de operacio.
• ​Ununura cirkla konektado:​​ Fontoj de energio estas prenitaj de diversaj substacioj aŭ du busbaraj sekcioj. Kiam ajn sekcio de la reto estas sub manteno, ĝi ne kaŭzas interrompon de ŝargo.
• ​Dubla cirkla konektado:​​ Ĉiu ŝargo povas ricevi energion de sendependa cirkla reto, oferante tre altan fidindecon.
• ​Duobla fonto dubla "T" konektado:​​ Du kabolkursoj estas konektitaj de diversaj busbaraj sekcioj. Ĉiu ŝargo povas akiri energion de ambaŭ kaboloj. Tiu metodo efektive atingas nenian interrompon por duoblaj fontoj de energio kaj estas aparte taŭga por certaj gravaj uzantoj.

​1.3 Cirkla distribuaĵoj (RMU) kaj iliaj trajtoj​
RMU rilatas al komutilekabinoj uzataj por cirkla distribuo de energio. Tipoj de kabinoj inkluzivas ŝarĝoswitches, circuit-breakers, ŝarĝoswitch + fuzokombinaĵoj, kombinaj aparatoj, bus-kopililoj, mezurunujoj, tensiotransformiloj (VT), ktp., aŭ iu ajn kombinaĵo aŭ etendaĵo de ili.

RMU havas kompakta strukturon, malgrandan areon, malaltan koston, facilan instaladon kaj mallongan komisionigantan tempon, kontentigante la postulon pri "miniaturo de ekipaĵo". Ili estas vaste uzataj en loĝantarkompleksoj, publikaj konstruaĵoj, malgrandaj & meza biznesaj substacioj, dua ĝisdatigaĵostacioj, kompakta substacioj, kaj kabolaj kunigiloj.

​1.4 Tipoj de RMU​

• ​Aera-insulitaj RMU:​​ Uzas aeron kiel la insulilon. Ili havas grandan areon kaj volumenon, kaj estas influataj de la medio.
• ​SF6 RMU:​​ Uzas SF6 gason kiel la insulilon. La ĉefa switch estas enŝlosita en fermitan metalan ŝelon plenan je SF6 gaso, kun la operacia mekanismo situanta ekstere de la ŝelo. Pro la fermita enŝlosigo, ili ne estas influataj de la ekstera medio. Ilia volumeno estas signife pli malgranda ol normaj aer-insulitaj RMU, farante ilin la plej ofte uzatan tipo nuntempe.
• ​Solide insulitaj RMU:​​ Uzas solidajn insulmaterialojn kiel la ĉefan insulilon. La switch kaj ĉiuj vivaj partoj estas enkasetitaj aŭ potitaj per insulmaterialoj kiel epoksidrezino. Ĉar la sekuraj faz-inter-faza kaj faz-inter-ter-insuldistancoj en la switch estas malpliigitaj, ilia grandeco kaj volumeno estas simila al SF6 RMU. Ili ne produktas SF6 emisiojn kaj atingas veran senmantenan operacion.

​2 Uzlimigoj de SF6 RMU​
SF6 estas grava kontribuanto al atmosferaj vardegazaj efektoj. Tamen, SF6 posedas idealajn elektrajn ecojn (ekscelaj insulaj, arko-stingaj, kaj refreskegaj performancoj), forta elektronegativeco, bona termodeklivo kaj stabileco, estas resutiligebla, insensiba al ambientaj kondiĉoj (humido, poluso, alta alteco), kaj ebligas kompakta dizajnon de kabino. Konsekvencaje, ĝi estas vaste uzata kiel insula kaj arko-stinga medio en elektraj aparatoj. La konsumado de SF6 estas plej alta en la energetika industrio; statistiko indikas, ke 80% de la SF6 gaso produkta ĉiujare estas uzata en elektraj aparatoj.

La Intergubernamenta Panelo pri Klimata Ŝanĝo (IPCC) de la Unuiĝintaj Nacioj kaj la Amerika Protekta Agencio (EPA) ambaŭ klasifikas SF6 kiel tre damaĝa kaj influema vardegazo. La EU F-Gas-Regulo (2006) stipulas: escepte de potswitchgear, kie ne ekzistas realigebla alternativo, la uzo de SF6 estas prohibita en la plejmulto de kampoj.

Plue, SF6 RMU estas kompleksa por uzi kaj postulas grandan investadon, necesigante multajn helpajn aparatojn:

• ​Aĉetado de SF6 Fluormonitorilo:​​ Uzata por detekti fuĝon de SF6 gaso, monitori la koncentron de SF6 kaj oksigena enhavo, detekti spurajn vaporojn, ktp.
• ​Ekipado de SF6 Reskaptado-unuo:​​ En la gasa kompartmento generiĝas by-produktaj materialoj kiel SF4 dum la arko-stingproceso de SF6. Do, je finfase, ne nur la restanta SF6 gaso devas esti reskaptata, sed la restantaj toksaj by-produktaj materialoj postulas specialan pritraktadon.
• ​Konfigurado de SF6 Gas-puriga Aparato:​​ Por purigi kaj recikli la SF6 gason.
• ​Instalado de Ventililo en Substacio.​​

Kiam oni uzas SF6 RMU, estas necese:

• ​Minimigi fluon de SF6:​​ SF6 RMU uzas presurizitan fermitan kompartmenton, tamen gasflu estas neevitebla. Ekkompreno de komutan operacio kiam la SF6-premo estas malalta rezultas en malalta fidindeco, direktan danĝeron al la sekureco de operaciantoj kaj malpliiĝon de la longdaŭro de la ekipaĵo.
• ​Antaŭ ol laboristoj eniras la substacion, forta ventilado devas esti farita unue, kaj ili devas porti specialan protektan equipon.​​
• ​Operacioj kaj proceduroj estas kompleksaj, postulante ripetan instruadon por la rilata personaro.​​

​3 Trajtoj kaj Aplikoj de Solide Insulitaj RMU​
La potenciala envirodangero de SF6 RMU limigas ilian pluan evoluon. Trovado de alternativoj al SF6 estas temo de esploro ĉiujarde en la mondo. Solide insulitaj RMU unue estis disvolvitaj kaj lanĉitaj de la Eaton Corporation (USA) en la lasta dekjarperiodo de la 1990-aj jaroj. Dum operacio, ili ne produktas iujn ajn toksajn aŭ danĝerajn gazojn, havas neniun envirodanĝeron, ofertas pli altan fidindecon kaj atingas veran senmantenan operacion.

Solide insulitaj RMU rilatas al sistemoj, kie la ĉefaj kondukaj cirkvitaj elementoj - kiel vakuum-interruptilo, disconnector, ter-switch, ĉefbusbaro, branĉbusbaro - estas individue aŭ kombine enkapsitaj per solidaj insulmaterialoj kiel epoksidrezino. Ili estas enkapsitaj en plene insulitaj, fermitaj funkcio-moduloj, kiuj povas esti plu kombinitaj aŭ vastigitaj. Eksteraj surfacoj de la moduloj, alireblaj al personaro, estas kovritaj per kondukiva aŭ semi-kondukiva blindilo kaj povas esti rekta kaj sekure teritaj.

​3.1 Trajtoj de Solide Insulitaj RMU​

• ​Eko-dizajno:​​ Ne uzas SF6 kiel insulan aŭ komutan median. Anstataŭe, vakuo estas uzata kiel arko-stinga medio por switch, kaj ekologiaj materialoj sen envirodanĝero (kaj kiuj estas recikleblaj) estas uzataj kiel la ĉefinsulan medio. Plue, la nombro de komponentoj estas minimumigita por assekuri malaltan energikonsumon dum operacio kaj malpli da potencialaj defektpunktoj.
• ​Veraj Senmantena Operacio:​​ Solide insulitaj RMU eliminigas la SF6-presurizitan ŝelon. La interna insulado kaj arko-stingo de la switchkorpo uzas vakuan median; eksterna insulado uzas solidan dielektran materialon kiel insulcilindron. La insulcilindro uzas solidan fundadon, integriĝante la vakuum-interruptilon, la ĉefan kondukan cirkviton, kaj la insulsupportojn en unu korpon, fermitan en metalan enĉelon, neafektitan de la ekstera medio. Pro la plene insulita kaj fermita tutstrukturo, kaj la manko de problemoj kiel detekto de SF6-fluo, replenigo, kaj malbontraktado, vere senmantena operacio estas atingita.
• ​Alta Kostefikeco:​​ Kvankam la komenca investado por solide insulitaj RMU estas iomete pli alta ol por SF6 RMU, la totala vivcikla kostumo estas signife pli malalta, kiel montrite en Tablo 1. La konsideroj de uzantoj estas ĉiam pli kompletaj, inkluzivante ne nur la komencon de la aĉetprezo, sed ankaŭ la tutan vivciklan koston, inkluzive la riskojn de sekureco, la kvaliton de la reto, la kontrolon de kostoj, kaj susteneblecon. La kostoj postulataj por la tenado, la replenigo de gaso, la gestio de fluo, kaj la fina reskaptado de SF6 RMU dum sia vivo estas preskaŭ egala al la aĉetprezo. Kontraŭe, solide insulitaj RMU implicas unu komenca investado kun esence neniuj posteaj kostoj. Do, el longtermeca perspektivo, la ekonomia efikeco de solide insulitaj RMU estas multe pli alta ol tiu de SF6 RMU.

​Tablo 1: Komparo de Vivciklaj Kosto inter SF6 RMU kaj Solide Insulitaj RMU​

• ​Kompakta Strukturo:​​ Dizajnita por esti kiel kompakta kiel eble, dum garanciante la sekurecon de la kabino kaj facilecon de operacio. Ilia areo kaj volumeno estas eĉ pli malgrandaj ol SF6 RMU, helpante uzantojn savadi spacon kaj provizante direkta ekonomia beneficio.
• ​Interne Ark-resista Dizajno, Pli Sekura kaj Fidinda:​​ Por primara kaj sekunda switchgear, signifa damaĝo pro interna arko okazas almenaŭ foje ĉiujare. Plej multaj solide insulitaj RMU inkluzivas internan ark-resistan dizajnon. Kiam okazas interna arko, ĝia efiko sur la RMU estas minimumigita kiel eble, garantante pli sekuran kaj fidindan funkciadon de la ekipaĵo.
• ​Videbla Izolada Spaco:​​ Havas vizualan observadon fenestron por facile kontrolado de la kontaktstatuso de la interna tri-posicia disconnector, provizante videblan izolon sur site kaj plibonigante la sekurecon de la operacianto.
• ​Inteligenta Kapablo:​​ Pli facila realigi distribuan automatigon ol SF6 RMU. Post instalado de Distribua Terminala Unuo (DTU) kaj komunikaj aparatoj, funkcioj kiel statusdata akirado kaj monitorado, "Kvar-Remote" funkcioj (remote signaling, remote measurement, remote control, remote regulation), komunikado, self-diagnosis, and logging/reporting povas esti facile atingitaj.

​3.2 Statuso de Aplikado​
Aktuale, la larĝa adopcio de solide insulitaj RMU estas limigita pro ilia relativaj pli alta prezo kaj kompleksaj fabrikprocedoj. Iliaj procespostuloj superas tiujn de SF6 gas-insulitaj RMU. Se la teknikaj procedoj ne sufiĉas, la insulriskoj, la probablo de defektoj kaj danĝeroj povas esti pli altaj ol SF6 RMU, postulante striktan kvalitkontrolon de la matroialoj kaj artmastro. Aldone, la fleksebleco de la kondukado de solide insulitaj RMU povas esti limigita, speciale por funkciaj unuoj kiel PT (VT) kabinoj kaj mezurkabinoj, oferante pli malmultajn konektilojn kaj limigante la elektaron de la uzanto, kio ankaŭ iom limigas la aplikadon kaj evoluon de solide insulitaj RMU.

Kun daŭra optimigo de la produktestructuroj kaj pligrandiĝo de standardigo en la produktado, la produto-kvalito de solide insulitaj RMU iĝas pli stabila, kaj la prezoj malpliiĝas grademe. Iuj landoj oferas incitivojn de 5%~10% por produktoj, kiuj ne uzas SF6, por redukti ĝian uzadon kaj emisiojn. Tio signifas, ke uzantoj ne nur konsideras la aĉetkoston en la decidan procezon. Ni ankaŭ povas lerni de internacia praktiko: prioritati la uzon de solide insulitaj RMU en enviro-sensaj projektoj kaj novaj projektoj (ekz. loĝantarkompleksoj, publikaj konstruaĵoj, municipa konstruado), dum grademe elimini kaj anstataŭigi agantajn aŭ vetustajn SF6 RMU laŭ ilia promesita vivtempo de la produtoro, kaj provizi subsidiojn al uzantoj, kiuj adoptas ekologiajn solide insulitajn RMU, por subteni tiajn produktojn. Kun la kresko de la envirokonscio de uzantoj kaj la konsidero de la vivcikla kostumo, la prosperektoj de solide insulitaj RMU estas vastaj.

​4 Konkludo​
Solide insulitaj RMU estas teknike same valoraj kiel SF6 RMU kaj posesas kelkajn trajtojn, kiuj SF6 RMU mankas, kiel nehavado de damaĝaj gasemisioj, vera senmantena operacio, kaj pli malalta totala vivcikla kostumo. Ili estas ĉiam pli atentitaj kaj preferitaj de uzantoj.