Primerjava SF6 plinskih izoliranih krožnih glavnic in trdnoizoliranih krožnih glavnic

Predstavitev​
Trenutno dominirajo SF6 plinski izolirani kolobarji glavnih napajal (naprej se bodo omenjali kot "SF6 RMU"). Vendar je SF6 plin mednarodno priznan kot eden od glavnih toplogredni plinov. Za dosego varstva okolja in zmanjševanje emisij je potrebno njegovo uporabo zmanjšati in omejiti. Pojav trdnih izoliranih kolobarjev glavnih napajal (RMU) je rešil težave, povezane s SF6 RMU, hkrati pa vključuje veliko novih funkcij.

​1 Kolobarno napajanje in kolobarji glavnih napajal (RMU)​​
Proces "urbanizacije" postavlja vedno večje zahteve glede zanesljivosti razdelitve električne energije. Več uporabnikov zahteva dualno (ali večkratno) napajanje. Uporaba sistema "radialnega napajanja" lahko vodi do težav pri namestitvi kabelov, izzivov pri iskanju napak in neugodnosti med posodabljanjem in razširjanjem omrežja. Nasprotno, "kolobarno napajanje" lahko preprosto zagotovi dualno (ali večkratno) napajanje ključnih obremenitev, poenostavi distribucijske črte, olajša usmerjanje kabelov, zmanjša zahteve za komutacijskim opremo, zmanjša stopnjo odpadkov in poenostavi identifikacijo točk nepopravnosti.

​1.1 Kolobarno napajanje​
Kolobarno napajanje se nanaša na sistem, kjer sta dva (ali več) izhodna črta iz različnih pretvoril ali različnih štikovnih plošč znotraj istega pretvorila povezana v krožnico za napajanje. Njegove prednosti so: vsaka distribucijska grada lahko dobiva energijo s strani glavnega prenosnika na svoji levi strani ali s strani glavnega prenosnika na svoji desni strani. To pomeni, da če pride do odpadka na enem glavnem prenosniku, lahko energija nadaljuje s strani drugega. Čeprav je v bistvu enosmerno napajanje, vsaka distribucijska grada uživa prednosti podobne dvosmernemu napajanju, kar znatno izboljša zanesljivost. Pravila v Kitajski določajo, da mora glavna kolobarna povezava v mestih slediti "N-1 varnostnemu merilu". To pomeni, da če je na črti N obremenitev, ko katera koli obremenitev pride do odpadka, sistem lahko sprejme preneseno obremenitev, ki zagotavlja, da ostale "N-1" obremenitve nadaljujejo z varnim napajanjem brez izklopov ali omejevanja obremenitve.

​1.2 Načini povezave kolobarjev​

• ​Standardna kolobarna povezava:​​ Napajana s samo eno virjo, ki tvori krožnico skozi kablove sami, zagotavlja zanesljivo napajanje vseh drugih obremenitev, ko pride do odpadka delov kabla.
• ​Kolobarna povezava s različnih štikovnih plošč:​​ Ta povezava ima dva vira, običajno deluje v odprtem zanki, kar zagotavlja višjo zanesljivost oskrbe in večjo operativno prožnost.
• ​Ena kolobarna povezava:​​ Viri so vzeti iz različnih pretvoril ali dveh štikovnih odsekov. Ko je kateri koli del omrežja v vzdrževanju, to ne povzroči nobenega odpadka obremenitve.
• ​Dvojna kolobarna povezava:​​ Vsaka obremenitev lahko prejme energijo iz neodvisnega kolobarnega omrežja, kar zagotavlja zelo visoko zanesljivost.
• ​Dvojni vir dvojni "T" povezave:​​ Dve kabelske črte so povezani s različnih štikovnih plošč. Vsaka obremenitev lahko prejme energijo iz obeh kabelov. Ta metoda v bistvu doseže nič odpadkov za uporabnike z dvojnim virom in je posebno primerna za določene ključne uporabnike.

​1.3 Kolobarji glavnih napajal (RMU) in njihove značilnosti​
RMU se nanaša na komutacijske škatle, uporabljene za kolobarno napajanje. Vrste škatel vključujejo obremenitvene ventile, preklopnike, kombinacije obremenitvenih ventilov + preplinskih ventile, kombinacije aparatura, vezje, merilne enote, prenosnike napetosti (VT), itd., ali katerokoli kombinacijo ali razširitev tega.

RMU imajo kompakten zasnov, majhen prostorninski porabljen, nizko ceno, lažjo namestitev in kratko čas za komisioniranje, kar zadosta zahtevi po "miniaturizaciji opreme". Široko se uporabljajo v stanovanjskih kompleksih, javnih stavbah, malih in srednjih podjetijskih pretvorilih, sekundarnih komutacijskih stanicah, kompaktnih pretvorilih in kablastih preklopnih škatlah.

​1.4 Vrste RMU​

• ​Zračno izolirani RMU:​​ Uporabljajo zrak kot izolacijsko sredstvo. Imajo velik prostorninski porabljen in so občutljivi na okoljske vplive.
• ​SF6 RMU:​​ Uporabljajo SF6 plin kot izolacijsko sredstvo. Glavni preklopnik je zaprt v zapečeni metalni konstrukciji, napolnjen s SF6 plinom, z mehanizmom delovanja zunaj konstrukcije. Zaradi zaprte konstrukcije niso občutljivi na zunanje okolje. Njihov prostorninski porabljen je značilno manjši kot standardnih zračno izoliranih RMU, kar jih čini najpogosteje uporabljenim tipom trenutno.
• ​Trdni izolirani RMU:​​ Uporabljajo trdna izolacijska sredstva kot glavno izolacijsko sredstvo. Ventil in vse žive dele so zaključeni ali zaliti z izolacijskimi materiali, kot so epoksidne smole. Ker so varne faza-do-faze in faza-do-zemlje izolacijske razdalje znotraj ventila zmanjšane, njihova velikost in prostorninski porabljen so podobna SF6 RMU. Ne proizvajajo SF6 emisij in dosežejo resnično brezvzdržno delovanje.

​2 Omejitve uporabe SF6 RMU​
SF6 je glavni prispevalec k atmosferskim toplogrednim učinkom. Vendar SF6 ima idealne električne lastnosti (odlična izolacija, uglaševanje luka in hladilna zmogljivost), močno elektronegativnost, dobro toplotno prevodnost in stabilnost, je ponovno uporabilen, neobčutljiv na okoljske pogoje (vlaga, onesnaženost, visoka višina) in omogoča kompaktno zasnovo škatel. Zato se široko uporablja kot izolacijsko in uglaševalno sredstvo v električni opremi. Največja poraba SF6 je v električnem sektorju; statistika kaže, da 80% SF6 plina, ki ga letno proizvedemo, uporabimo v električni opremi.

Mednarodni panel za klimatske spremembe (IPCC) in Ameriška agencija za varstvo okolja (EPA) oba klasificirata SF6 kot zelo škodljiv in vplivni toplogredni plin. EU F-Gas Uredba (2006) določa: razen za električno opremo, kjer ne obstaja učinkovita alternativa, uporaba SF6 je prepovedana v večini področij.

Dodatno, SF6 RMU so zapleteni za uporabo in zahtevajo veliko investicijo, za katere so potrebni mnogi pomožni pripomočki:

• ​Nakup opreme za nadzor utrku SF6:​​ Uporablja se za zaznavanje utrka SF6 plina, nadzor koncentracije SF6 in vsebnosti kisika, zaznavanje slednih vlage itd.
• ​Oprema za obnovitev SF6:​​ Med procesom uglaševanja SF6 plina se generirajo blizu-produkti, kot so SF4. Torej, na koncu življenjske dobe, je treba ne le obnoviti preostali SF6 plin, ampak tudi ohraniti preostale strupene blizu-produkte za posebno ravnanje.
• ​Konfiguracija opreme za čiščenje SF6 plina:​​ Za čiščenje in recikliranje SF6 plina.
• ​Namestitev opreme za ventilacijo v pretvorilih.​​

Pri uporabi SF6 RMU je nujno:

• ​Zmanjšanje utrka SF6:​​ SF6 RMU uporabljajo tlakovan zapečene prostorice, vendar je utrek plina neizbežen. Izvajanje preklopov, ko je tlak SF6 nizek, vodi do nizke zanesljivosti, neposredno ogroža varnost operatorjev in zmanjša življenjsko dobo opreme.
• 08/15/2025