Intelligentsete soliidse isolatsiooniga ringmainitud ühikute (SIRMU) rakendamine Qinzhou jaotusvõrgus
1 Sissejuhatus
Rannikualad silmitsed keskkonnaraskustega, nagu tugev sademavool, äike, kõrge temperatuur, suure niiskus ja soolane roosteteg. Et tagada linnade jaotussüsteemide ohutus sellistes keskkondades, vähendada seadmete hoolduse tõttu tekitatud elektritöökatkestusi ja vältida õnnetusi, mille põhjustavad seadmete eluea lõpp ja muud tegurid, mis mõjutavad võrguohutust, on meie uurinud uue tüübi Solid Insulated Ring Main Unit (SIRMU) kasutamist. See SIRMU pakub pikka eluajad, hoolduseta tööd, keskkonnakindlust, intelligentsust ja paremat elektriandmise kindlust.
Praegu sõltub üle 90% keskvoolu Ring Main Unit (RMU)-sid SF₆ gaasist kui isoleerimisvahendina. SF₆ gaas on keemiliselt väga stabiilne, omab suurepärast isoleerimis- ja lõigumisomadusi ning on laialdaselt kasutusel elektriseadmetes. SF₆ gaasi-isoleeritud lüliteseadmed on kompaktsed. Kuid madalal temperatuuril vedelustub SF₆ gaas, vähendades selle isoleerimis- ja lõigumisoskusi. Kõrge temperatuuri korral laguneb see toksiliste toodeteks, millest on inimestele suur oht. Lisaks on gaasi täitmise, töötamise ja taastamise ajal tõenäoliselt lekke ja heitmete, mis teevad SF₆'ist olulise keskkonnamüra. SF₆ on rahvusvaheliselt tunnustatud üheks kuueks peamiseks süsinikuheapressiooniga gaasiks; keskkonnakaitselise vaatepunktist peaks selle kasutamist vähendama või likvideerima. Solid Insulated Ring Main Uniti disainiprintsip alaliselt eemaldab vajaduse SF₆ gaasi järele, pakkudes heitaiste vähendamise ja keskvooluvõrgu sektorisse kaasnevate keskkonnakaitseliste nõudmistega kooskõlastatud aluspõhja.
Intelligentne Solid Insulated Ring Main Unit (SIRMU) jaotussüsteemide laiendamiseks pakub mitte ainult keskkonnasõbralikkust ja suurt vastupanu raske keskkonna vastu, vaid ka suurt intelligentsust. Selle funktsionaalsus hõlmab kõiki traditsioonilisi esmase ja teise astme elektrivõrguseadmete omadusi ühes ühikus. Toode kasutab integreeritud ja modulaarse disainilähenemist nii kõrge- kui ka madalavoolulistele komponentidele, pakkudes suurepärast mitmekesisust ja laiendatavust, esindades tõelist intelligentsed elektriseadmet.
2 Intelligentsed Solid Insulated Ring Main Unitide (SIRMU) tehniline rakendamine
2.1 Põhiline isolatsioonitehnoloogia rakendamine
Põhiline isolatsioonitehnoloogia hõlmab peamiselt keskvoolu lüliteseadmete põhivoolu elavaid osi soliidsete materjalidega mahapeitmisest või kõrge elektriväljakintensiviidi ülekandmist soliidse insuleeriva materjali sisse. See võimaldab soliidsele materjalile kannatada kõrgemat potentsiaali, vähendades õhu väljakintensivid. Kõige levinumad soliidsete insuleerivad materjalid on epoksi resiin ja silikooni kumm.
Solid Insulated Ring Main Unit (SIRMU) kasutab soliidset insuleerivat materjali peamiseks insuleerimisvahendiks. Olulised juhitavate voogute osad, nagu vakuumlõigud ja nende ühendused, eralduslülitid, maanduslülitid, peamised busbarid ja harilikud busbarid, on üksikult või ühiselt soliidse insuleeriva materjali sees mahapeidetud, moodustades ühe või mitu moodulit. Need moodulid on täielikult insuleeritud, täielikult mahapeidetud, funktsiooniliselt spetsiifilised ja konstrueeritud uuesti kombineerimiseks ja laiendamiseks. Inimese ligipääsetavad pinnad on kattetud juhivatega või pooljuhivatega ekraanilistega ja on otse ja usaldusväärselt maandatud. Olulisemad omadused hõlmavad täielikku insuleerimist, täielikku mahapeitvat, modulaarsust, kompaktsust ja intelligentsust. SIRMU-d näitavad oluliselt paremaid omadusi SF₆ RMU-dega võrreldes vastupidavuses rasketesse keskkondadesse, nagu äärmuslik külm, kõrge asukoht, niiskus ja tugev tuul/liiv. Nende täielikult mahapeidetud, veevastane disain ilma väljaspool olevate kõrgevooludega on eriti sobilik niiskete ja üleujutusaladega, suudetes pakkuda usaldusväärset elektriandmist niisketes või tabanes olevates tingimustes.
2.2 Intelligentsed kaitsetehnoloogiate rakendamine
Mikroprotsessori ja arvuti tehnoloogia integreerimine elektriseadmetesse andis neile intelligentsed funktsioonid, samas lubades kontrollikeskustega kaksiksuunalist suhtlust. See moodustab intelligentsed jälgimise, kaitse ja võrguhaldussüsteemi. Lihtsa parameetrite konfigureerimise kaudu saab üks intelligentne seade mugavalt täita traditsiooniliselt mitme seadmega nõutavaid funktsioone.
SIRMU struktuurilised disain vastab modernsete paindlike intelligentsed võrkude nõudmistele. See kasutab kiireid algoritme, et anda lülititel kiire lõigumisvõime, võimaldades kiiresti eraldada vigased jooned ja tõhusalt vältida kaskaadset lõigumist. Varustatud ühefaasi maapinna kaitsega, võimaldab see režiimi analüüsimist ungrounded (või kõrge impedantsiga grounded/PET/PEN) süsteemides, ilma lisakonfiguratsioonita, andes alarme või lõigumiskäske seatud väärtuste järgi. Peamisel vooguteel kasutatakse ühefaasilist modularset disaini, mis täielikult vältib faasisiseset lühikut käitamisel ja oluliselt suurendab hoolduse efektiivsust, vähendades kulutusi. Integreeritud embetöödelda operatsioonisüsteem sisaldab tuuma CPU arhitektuuri, sealhulgas ARM protsessorit (ARMP) üldiseks töötluseks ja süsteemi kontrolliks, kõrvalt võimsa DSP-i, mis võimaldab tõhusat mitmeülesande töötlust, kiiret andmetöötlust, kontrolli ja suhtlust. Üksused on struktuuriliselt kompaktsed, väikesed suuruses, kevased ja lihtsad paigaldada. Isolatsiooniruumid on nähtavalt kontrollitavad turvaliseks tööks. Automaatne tarbimismoodi tuvastamine võimaldab paindlikku automaatset muutust kahe energiaallika jaoks, parandades elektriandmise kindlust. Paindlik suhtlus (GSM SMS, GPRS, CDMA universaalne sideline, optiline kaabel, kõver, laineliin, sidekanal), mitme suhtlusprotokolli toetusega, lihtsustab jaotuse automatiseerimise rakendamist.
2.3 Hoolduseta ja keskkonnasõbralik
Peamine lülitus kasutab hoolduseta vakuumlõigut, mis on tuntud oma stabiilsuse ja usaldusväärsuse poolest, millel ei ole perioodilist hoolduse vajadust. Eralduslülitite ja maanduslülitite integreeritud disain lülititega annab kompaktse struktuuri, usaldusväärsete mehaaniliste ja elektriliste lukustega, tõhusalt vältides valetoiminguid.
2.4 SIRMU-de olulised valmistamismeetodid ja kvaliteedi tagamine
Et tagada tootmise stabiilsus, ühtsus ja toote kvaliteet - nii et garantida SIRMU toodete pikaajaline insuleerimisvõime - kasutatakse soliidsete insuleerivate tiibide valmistamisel Automatiseeritud rõhk-gelatiinimise (APG) protsessi, kui need on valmistatud epoksi resiinist. SIRMU-valmistamise protsessinõuded ületavad SF₆ gaasi-isoleeritud RMU-nõuded. Ebapiisav valmistamisprotsessi kontroll suurendab oluliselt varjatud insuleerimispuuduste ja vigade ilmnemise tõenäosust ja tõsisust SF₆ üksustega võrreldes. Raavarikontrolli range kontroll ja edasijõudnud protsessivõimet on hädavajalikud.
Vakuumlõigu välisinsuleerimine saavutatakse mitme media kaudu, sealhulgas epoksi, silikooni kumm ja õhk. Seega on individuaalsete materjalide insuleerimisvõime ja erinevate insuleerimismedia vahelise interfeesi käsitlemine oluline. Nii epoksi kui ka silikooni kumm pakuvad suurepärast dielektrilist tugevust, jõudes 5-6 korda õhu võimekuse. Selle tugevuse saavutamiseks on vaja rangeid kontrole moldimisprotsessi ajal - optimaalset temperatuuri ja rõhku - koos materjali degasseerimise ja ventilatsiooniga moldimise ajal, et vältida mikro-pupukute kinnistumist. Kui seda ei tehta, siis väheneb insuleerimisvõime ja tekib ebavõrdne elektriväljakjagunemine, suurendades osaliselt lõigumise (PD) aktiivsust ja toimimisriske. Interfeesi käsitlemine tagab piisava insuleerimisvõime pinget, soojusküttes jne all, vältides insuleerimise ebaõnnestumist. Vajalik on usaldusväärne meetod interfeesi kvaliteedi kontrollimiseks. Praegu võimaldavad PD mõõtmised, rentgeni-inspekteerimine ja äikeimpulsitestid täpselt hinnata interfeesi insuleerimisvõimet.
Rentgeni-inspekteerimise kasutamine tehase testina vältib pupukeid, aukeid või kraape soliidsete insuleerivate komplektide sees ja tagab, et vakuumlõigud, nende ühendused/terminaalid ja soliidsete insuleeritud busbarid ei näita rentgenipiltides mitte mingit nähtavat ebanormaalset deformatsiooni nende asukoha suhtes. PD mõõtmiste läbiviimine vältib PD algust ja lõpetamist SIRMU insuleerimises, mis on põhjustatud kõrge elektriväljakuga nõrgadega või vigadega, vältides kumulatiivset degradatsiooni, mis viib insuleerimise murdumiseni aja jooksul.
3 Tehniline disain skema intelligentsed SIRMU-le
Laiplikku jaotussüsteemi töökokemuse ja tõhusate kodumaaliste ja rahvusvaheliste seadmete analüüsi põhjal, arvestades praktilisi võrgutoimimistingimusi ja keskkonnana nõudmisi, otsustasime, et "10kV Intelligent Solid Insulated Ring Main Uniti rakendusuuringu" projekti arendamiseks ja rakendamiseks on vaja kõrvaldavat võrreldavust.
3.1 Peamine tehniline sisu
Uued AVR-12 tüüpi Solid Insulated Ring Main Units (SIRMU-d) paigutatakse originaalkohale. Kasutatakse kaheenergiaallika konfiguratsiooni, kasutades SIRMU inteligentseid funktsioone vigaste joonte kiireks eraldamiseks, ühefaasi maapinna kaitse vigade kiireks tuvastamiseks ja kõigi lülitite teabe edastamiseks optilise kaabeli kaudu Jaotuse Automatiseerimise Peamisele Stantsioonile (DMS) või SMS-i kaudu hooldustöö personali telefoni. Peamise stantsiooni jälgimisplatvormi kasutamine võimaldab andmete statistikat ja vigade analüüsi.
See projekt rakendatakse järgmistes aspektides:
- Aluseks on originaalne RMU-skeem, arvestades kasutaja tähtsust, energiaga varustatakse kahe sissetuleva joone kaudu. Tavalisel tööl on Incomer #1 varustab energiaga, samas kui Incomer #2 on varuks.
- Peamised seadmed on AVR-12 tüüpi Ring Main Unit, mis koosneb 7 baidist: 6 lülitite (CB) baadist ja 1 Spanningsmuunduri (PT) baadist.
- 6 CB-baidi kasutavad CB + Disconnector (DS) + Grounding Switch (ES) struktuuri, varustatud integreeritud kaitseseadmetega.
- PT-baas kasutab DS + ühefaaselise PT struktuuri, pakkudes suhtlusenergiat. PT saab sisse ja välja lülitada PT-baasis asuva DS abil, lubades PT või joone hooldust ilma, et SIRMU-l oleks täielik katkemine.
- CB-tüübi SIRMU-de kasutamine võimaldab mitmeid lühikeseid ringikerevigade lõigumisi. Fuusiokaitsega võrreldes, kõrvaldab nad fuusiote vahetamise ebamugavuse ja raiskamise, pakkudes täielikku lühikese ringikerevigade kaitset reguleerimiste abil.
Tavaline töö:
Intelligentne kontroller hankib iga sissetuleva/väljamineva baasi parameetreid (lülituse olek, eralduslülituse olek, esmase vool/jõesisu, null-sektsioon vool/jõesisu, DMS peamise stantsiooni olek). Reaalajas andmete üleslaadimine optilise kaabeli kaudu Intelligent Distribution Switch Master Stationi võimaldab kaugtööd.
Lühikese ringikerevigade:
Intelligentne kontroller kiire kaitsega tuvastab vigase voolu ja energiavoolu 15ms jooksul ja lõikab vigase 25ms jooksul, tagades normaalse joone varustamise, vältides kaskaadset lõigumist ja minimeerides katkemisala. Instantaneous karakteristikud (jõesisu, vool, lülituse olek) võimaldavad kontrollida permanent magnet actuatori tegemist, lühendades vigase lõigumisaega, et kiiresti eraldada vigane joon. Samas edastab kontroller SIRMU-tegevuse teavet optilise kaabeli kaudu jälgimiskeskusele, võimaldades ajaliku hindamise toote seisundile ja lihtsustades vigade tuvastamist ja elektri taastamist.
Ühefaasi maapinna kaitse:
Kontroller kasutab null-sektsiooni voolu suuruse/fase ja null-sektsiooni jõesisu suuruse/fase, et määrata, kas vigane on SIRMU laadimispool. Ainus laadimispooles toimuvad maapinna kaitse vigased, kontroller annab kaitse lõigumiskäsku või alarmi käsk ja üleslaadib vigase teavet optilise kaabeli kaudu. Allikapoole vigased ei käivitu selle SIRMU kontrolleri poolt.
3.2 Peamine tehniline väljakutse
(1) Soliidsete insuleerivate tehnoloogiate ja APG valmistamisprotsessi kasutamine, et tagada SIRMU usaldusväärsus, pika eluajad ja hoolduseta töö kõrge temperatuuri ja kõrge soolade summa keskkonnas.
(2) Integreeritud, paindlik disainikonseptsiooni kasutamine, mis kombinib lülitite kõrgevoolulist esmast osa teise intelligentsed kontrolli osaga. Sisseehitatud kombinatsioonilised vool/jõesisu sensorid võimaldavad reaalajas hankida esmase vool/jõesisu signaale ja lülituse olekut, paindlikult kontrollida lülitite aktuatort, optimiseerides vakuumlõigute tööd.
(3) Kiire vigase voolu tuvastamine ja kaitsemeetmete elluviimine.
Projekti elluviimine:
See projekt kasutab soliidsete insuleerivate RMU-dega integreeritud intelligentsed kontrolliseadmetega. Peamine lülitus kasutab Permanent Magnet Actuated Vacuum Circuit Breaker (VCB) kombinatsioonseadmet, mis sisaldab integreeritud Disconnector (DS) ja Grounding Switch (ES). Varustatud intelligentsed kontrollisüsteemiga, suudab see teha automaatkontrollifunktsioone, isegi ilma DMS koordineerimiseta. Permanent magnet aktuator pakub suurt usaldusväärsust ja hoolduseta tööd. Optilise kaabeli suhtlus võimaldab reaalajas koguda kõiki RMU tööparameetreid, lihtsustades kaugtööd ja elektrivigade analüüsi, kogudes kogemusi intelligentsed võrgu lõppseadmete jaoks. Väline roostevaba terase kaabinet vähendab tulevikus hooldust.
4 Järeldus
Intelligentne Solid Insulated Ring Main Unit (SIRMU) on turvaline, keskkonnasõbralik, stabiilne, usaldusväärne ja suure intelligentsusega järgmine põlvkond RMU. See on eriti sobilik kasutamiseks raskestes asukohtades, mida iseloomustab kõrge asukoht, äärmuslik temperatuurivaheldus, kontaminatsioon ja niiskus.
