Intelligenttien tiivisteisen eristettyjen rengasmaisten yksiköiden (SIRMUs) soveltaminen Qinzhoun jakeluverkossa

1 Johdanto​

Rannikkoalueet kohtaavat ympäristöhaasteita, kuten runsaata sadeä, ukkosta, korkeaa lämpötilaa, suuret kosteusarvot ja korkea suolahuurre. Kaupunkien jakeluverkkoihin liittyvän turvallisuuden takaamiseksi, laitteen huollon aiheuttamien sähkökatkoksiin vähentämiseksi sekä välineiden käyttöajan päättymisen ja muiden tekijöiden aiheuttamien onnettomuuksien estämiseksi olemme tutkineet uuden tyyppisen kiinteästi eristetyn rengasmaisun (SIRMU) käyttöä. Tämä SIRMU tarjoaa pitkä elinkaari, huoltojaksoton toiminta, ympäristöystävällisyys, älykkyyttä ja parantaa sähköntoimituksen luotettavuutta.

Tällä hetkellä yli 90 % keskipotentiaalisista rengasmaisujen (RMU) käyttää SF₆-kaasua eristevääränä. SF₆-kaasu on kemiallisesti hyvin vakaa, sillä erinomaiset eristeyden ja kaasulohdusominaisuudet, ja se on laajasti käytössä sähkövälineissä. SF₆-kaasulla eristetty kytkentälaite on kompakti. Kuitenkin SF₆-kaasu nestelee alhaisilla lämpötiloilla, mikä heikentää sen eristeyden ja kaasulohduskykyä. Korkeilla lämpötiloilla se hajoaa erittäin myrkyllisiin sivutuotteisiin, mikä asettaa merkittäviä riskejä ihmisille. Lisäksi kaasun täyttö, käyttö ja kierrätys ovat väistämättä yhteydessä vuotoihin ja päästöihin, mikä tekee SF₆-kaasusta merkittävän ympäristöongelman. SF₆ tunnetaan kansainvälisesti kuudesta päästökaasusta; ympäristön näkökulmasta sen käyttöä tulisi vähentää tai lopettaa. Kiinteästi eristetty rengasmaisu on periaatteessa suunniteltu poistamaan SF₆-kaasun tarpeen, mikä tarjoaa perustan päästöjen vähentämiseen ja ympäristönsuojeluun jakeluverkon alalla, joka vastaa voimakkaasti ympäristövaatimuksia.

Älyinen kiinteästi eristetty rengasmaisu (SIRMU) jakeluverkon laajennuksissa tarjoaa paitsi ympäristöystävällisyyttä ja erinomaista vastusta koville olosuhteille, myös korkean asteen älykkyyttä. Sen toiminnallisuus sisältää kaikki perinteisesti ensimmäisen ja toisen sähköjärjestelmän välineet tarjoamat ominaisuudet yhdessä laitteessa. Tuote noudattaa integroituja ja modulaarisia suunnitteluperiaatteita sekä korkean että alhaisen potentiaalin osissa, tarjoten erinomaisen monipuolisuuden ja laajentuvuuden, edustaa todellista älyistä sähkövälinettä.

​2 Älyisten kiinteästi eristettyjen rengasmaisujen (SIRMU) tekninen soveltaminen​​

​2.1 Kiinteän eristyksen teknologian soveltaminen​

Kiinteän eristyksen teknologia perustuu keskipotentiaalisen kytkentälaitepäävirtapiirin live-osien tiivistämiseen ja sulautumiseen kiinteisiin materiaaleihin, tai korkean sähkökentän intensiteetin siirtymiseen kiinteän eristämateriaalin sisään. Tämä mahdollistaa kiinteän materiaalin kestävyyden korkeampiin potentiaaleihin, mikä vähentää ilman kentän voimakkuutta. Yleisimpiä kiinteitä eristämateriaaleja ovat epoksiharja ja silikaattikumi.

Kiinteästi eristetty rengasmaisu (SIRMU) käyttää kiinteää eristämateriaalia päärivistä eristämateriaalina. Avaintoimintapolut, kuten tyhjiökatkaisimet ja niiden yhteydet, irrotuskytkimet, maanvyöt, pääputket ja haarakatkaisimet, on yksityisesti tai yhdessä tiivistetty kiinteässä eristämissa, muodostamassa yhden tai useamman moduulin. Nämä moduulit ovat täysin eristettyjä, täysin suljettuja, toiminnallisesti erikoistuneita ja suunniteltu yhdistämiseen ja laajentamiseen. Ihmiskäyttöön tarkoitettu pinta on peitetty johtavilla tai puolijohtavilla suojakerroksilla ja on suoraan ja luotettavasti maanjäristyksen. Avaimena ovat täysi eristys, täysi sulatus, modulaarisuus, kompaktisuus ja älykkyyttä. SIRMUt osoittavat huomattavasti parempaa suorituskykyä kuin SF₆ RMU:t kovissa olosuhteissa, kuten äärimmäisessä kylmyydessä, korkealla, kosteudessa ja voimakkaassa tuulessa / hiekassa. Niillä on täysin suljettu, vesitiivis suunnittelu ilman ulospäin jääneitä korkean potentiaalin johtimia, mikä tekee niistä erityisen sopivia kostealle ja tulvilta altistuville alueille, pystyen tarjoamaan luotettavan sähköntoimituksen kosteissa tai upotetuissa olosuhteissa.

​2.2 Älyisen suojauksen teknologian soveltaminen​

Mikroprosessori- ja tietokoneteknologian integrointi sähkövälineisiin antaa niille älykkyyttä, samalla mahdollistaen kaksisuuntaisen kommunikaation hallintakeskukseen. Tämä muodostaa älyisen valvontajärjestelmän, suojauksen ja verkoston hallintajärjestelmän. Yksinkertaisella parametrien määrityksellä yksi älyväline voi helposti suorittaa useiden laitteiden vaativat toiminnot.

SIRMUn rakenne vastaa modernien resilienssisten älyverkkojen vaatimuksia. Se käyttää nopeita algoritmeja antamaan katkaisimille nopeita katkaisukykyjä, mikä mahdollistaa nopean virheellisen linjan eristämisen ja tehokkaasti estää kaskadivaikutuksen. Varustettuna yksifaseisella maanvirheen suojajärjestelmällä se mahdollistaa sellaisten virheiden online-detektion maanottamattomissa (tai korkean impedanssin maanottomissa / PET / PEN) järjestelmissä ilman lisäasetuksia, tarjoamalla hälytyksiä tai katkaisukomentoja asetettujen arvojen mukaan. Päävirtapiiri käyttää yksifaseista modulaarista suunnittelua, mikä kokonaan välttää vaiheen väliset lyhytsulut toiminnossa ja merkittävästi parantaa huoltotehokkuutta ja vähentää kustannuksia. Integroitu upotettu käyttöjärjestelmä sisältää ytimenä CPU-arkkitehtuurin, mukaan lukien ARM-prosessori (ARMP) yleiselle käsittelylle ja järjestelmän ohjaukselle, sekä tehokkaan DSP:n tehokkaaksi monitoiminnallisuuden tukemiseksi, mikä mahdollistaa nopean tiedon käsittelyn, ohjaus- ja kommunikaatiokyvyn. Yksiköt ovat rakenteeltaan kompaktit, pienikokoisia, kevyitä ja helposti asennettavia. Erityykset ovat näkyvästi varmistettavissa turvallisen toiminnan kannalta. Automaattinen tarjonnan tilan tunnistus mahdollistaa joustavan automaattisen vaihtoverkon kahdelle tarjonnalle, parantaen sähköntoimituksen luotettavuutta. Joustava kommunikaatio (GSM SMS, GPRS, CDMA universaali langaton palvelu, optinen, paisunut pari, langaton, kantaja) ja useiden kommunikaatioprotokollien tuki mahdollistavat helposti jakeluautomaation toteuttamisen.

​2.3 Huoltojaksoton ja ympäristöystävällinen​

Pääkatkaisin käyttää huoltojaksonta vakiovirtakatkaisinta, joka on tunnettu vakaudelleen ja luotettavuudelleen, eikä vaadi säännöllistä huoltoa. Irrotuskytkimen ja maanvyön integroitu suunnittelu katkaisimen kanssa tarjoaa kompaktin rakenteen luotettavilla mekaanisilla ja sähköisillä lukkoilla, mikä tehokkaasti estää väärän toiminnan.

​2.4 SIRMUjen avainvalmistusprosessit ja laadunvarmistus​

Tuotannon vakauden, yhtenäisyyden ja tuotteen laadun varmistamiseksi – mikä takaa SIRMU-tuotteiden pitkäaikaisen eristyskyvyn – kiinteät eristämateriaalit käyttävät automaattista painepohjaista gelointi (APG) prosessia epoksiharjan valmistuksessa. SIRMUjen valmistusprosessivaatimukset ylittävät SF₆-kaasulla eristettyjen RMU:n. Riittämätön valmistusprosessin valvonta lisää huomattavasti piilokuormien ja -virheiden todennäköisyyttä ja vakavuutta verrattuna SF₆-yksikköihin. Raaka-aineiden tiukka laadunvalvonta ja edistyneet valmistuskyky ovat olennaisia.

Tyhjiökatkaisimen ulkopuolinen eristys saavutetaan useiden mediaalien, kuten epoksi-, silikaattikumi- ja ilma, avulla. Siksi yksittäisten materiaalien eristyskyvyn ja eri eristämateriaalien rajapinnan käsittelyn on oltava ratkaisevan tärkeitä. Sekä epoksi- että silikaattikumi tarjoavat erinomaisen dielektrisen vahvuuden, joka on 5-6 kertaa suurempi kuin ilma. Tämän vahvuuden saavuttamiseksi on tiukasti valvottava muovausprosessia – optimoitu lämpötila ja paine – sekä varmistettava materiaalien degassaus ja ventilaatio muovauksen aikana välttääksemästä sisäkkäisten mikrobubuloitten syntyminen. Jos sitä ei tehdä, se vähentää eristyskykyä ja aiheuttaa epätasaisen sähkökentän jakautumisen, lisää osittaisen sähkökentän toimintaa ja aiheuttaa toimintariskejä. Rajapinnan käsittely varmistaa riittävän rajapinnan eristyskyvyn stressi-, lämpökierto- ja muissa olosuhteissa, estäen eristysvirheen. Luotettavat menetelmät rajapinnan laadun havaitsemiseksi ovat välttämättömiä. Nykyisin PD-mittausten, röntgenkuvien ja salaman pistoskokeiden avulla voidaan tarkasti arvioida rajapinnan eristyskyky.

Röntgenkuvien käyttö tehdaskokeena estää kupliteiden, poreiden tai revitysten kaltaiset vioit kiinteässä eristämissa ja varmistaa, että tyhjiökatkaisimet, niiden yhteydet/päätteet ja kiinteästi eristetyt pääputket eivät näytä näkyviä epänormaaleja muodostumia röntgenkuvissa niiden sijainnin suhteen. PD-mittausten suorittaminen estää PD:n syntymisen ja lopettamisen heikkouksissa tai vioissa SIRMUn eristyskentässä korkean sähkökentän aiheuttamina, välttää kertymän aiheuttaman eristysromahduksen ajan mittaan.

​3 Tekninen suunnitelma älyiselle SIRMU:lle​

Laajassa jakeluverkon toiminnan kokemuksen ja edistyneiden kotimaisten ja kansainvälisten laitteiden analyysin pohjalta, ottaen huomioon käytännön verkon toiminta-olosuhteet ja ympäristövaatimukset, päädyimme kattavan vertailun avulla kehittämään ja soveltamaan "10kV älyisen kiinteästi eristetyn rengasmaisun sovellus" projektia.

​3.1 Pääasiassa tekninen sisältö​

Uudet AVR-12 tyyppiset kiinteästi eristetyt rengasmaisut (SIRMU) asennetaan alkuperäiseen paikkaan. Kaksitarjonnan konfiguraatiota käytetään, hyödyntäen SIRMUn älykkyyttä nopean virheellisen linjan eristämiseen, nopean yksifaseisen maanvirheen havaitsemiseen ja kaikkien kytkinten tietojen välittämiseen optisella kaapelilla Jakeluautomaation pääkonttoriin (DMS) tai tekstiviestillä huoltoyksiköiden puhelimille. Pääkonttorin valvontaalustan avulla voidaan tehdä datan tilastointia ja virheanalyysiä.

Tämä projekti toteutetaan seuraavilla aloilla:

• Perustuen alkuperäiseen RMU-skeemaan ja ottaen huomioon käyttäjän tärkeyden, sähkö tarjotaan kahdella tulevalla linjalla. Normaalissa toiminnassa Incomer #1 tarjoaa sähköä, kun taas Incomer #2 on kuumin varalla.
• Päälaite on AVR-12 tyyppinen rengasmaisu, joka koostuu 7 välistä: 6 virtakatkaisinväliä (CB) ja 1 potentiaalimuuntaja (PT) väli.
• 6 CB-väliä käyttää CB + Disconnector (DS) + Grounding Switch (ES) -rakennetta, varustettuna integroiduilla suojalaitteilla.
• PT-väli käyttää DS + yksifaseinen PT -rakennetta, tarjoamalla kommunikaatiotarjonnan. PT voidaan kytkiä päälle ja pois DS:n avulla PT-välissä, mikä mahdollistaa PT:n tai linjan huollon ilman, että koko SIRMU on pois päältä.
• 08/15/2025