Implementeringsplan for installation af lynfanger eller spændingsomformer i gasisolerede ringhovedenheder

Ifølge isolationsmetode kan ringmainenheder (RMUs) inddeles i gasisolerede eller luftisolerede. De første installerer hovedkredsløbskomponenter i en tæt lukket metalbeholder fyldt med lavtryksgas (primært SF₆ eller blandede gasser) som isoleringsmedium, og bruger kabelterminaler til ind- og udkommandolinjer. På grund af deres fremragende isolation, kompakte størrelse og modulare design anvendes de bredt i 10kV udendørs distributionsunderstationer og forfabrikerede transformatorstationer. Deres fuldt isolerede og kompakte natur begrænser dog deres anvendelighed i visse typiske understationslayouter.

​1 Problemer med gasisolerede RMUs​

Figur 1 viser et typisk distributionsunderstationsdesign, hvor belastningsbryder-fuse kombinationskabinet kræver en lynbeskytter, og spændingstransformator (VT) kabinet kræver to 10/0.1/0.22kV gysset resinspændingstransformatorer. Hvis projekter vælger gasisolerede RMUs som Schneider's RM6 eller ABB's Safenng, kan designkravene ikke fuldt ud opfyldes.

​1.1 Sværheder ved installation af beskyttere i belastningsbryder-fuse kabinet​

For belastningsbryder ind-/udgangskabinetter leverer begge mærker tilstrækkelig kabelkompartmentsrum med Type-C busser (IEC 60137-kompatibel), hvilket gør det muligt at installere T-type kabletilbehør og plug-in lynbeskyttere. I belastningsbryder-fuse kabinetter:

• ​Safenng: Vandret monterede fyrstikke (Figur 2) bevare kabelplads, hvilket gør det muligt at installere plug-in lynbeskyttere.
• ​RM6: Lodret monterede fyrstikke (Figur 3) optager kabelplads, og Type-A busser begrænser tilbehør til albue/linje typer. Der er ingen plads til plug-in lynbeskyttere, og der findes ingen markedsfærdige lynbeskyttere, der er kompatible med albue/linje tilbehør.

​1.2 Sværheder ved installation af VTs i VT kabinet​

Standard VT kabinetter kræver tre højspændingsfuse enheder og to enefasede VTs i et V-forbundet konfiguration (dobbeltvinding, 10/0.1kV til måling, 10/0.22kV til strømforsyning; ≥1000VA sekundær output). Luftisolerede RMUs (fx Schneider SM6) tilbyder tilstrækkelig plads (500×840×950mm). Imidlertid har gasisolerede RMUs kompakte kabelkompartments (~400×350×700mm), hvilket er utilstrækkeligt til kabletilbehør, forbindelseskabler, eksponerede fusser, VTs eller 125mm fase-til-fase/jordafstand.

Producenter tilføjer typisk et tomt kabinet ved siden af belastningsbryderkabinet for at house VTs og fusser, forbundet via kabler. Dette kompromitterer imidlertid:

• Sikkerhed under VT vedligeholdelse pga. mangel på mekaniske interlocks.
• Kompakthed og æstetik af udendørs stationer.

​2 Lynbeskytter installationsløsninger​

​2.1 Udeladelse af beskyttere​

DL/T 620-1997 Overspændingsbeskyttelse og isoleringskoordinering for AC elektriske installationer fastsætter overspændingsbeskyttere for kabler >50m forbundet til overgrundsledninger. For ≤50m kabler kan beskyttere installeres kun på den ene ende. Standarden specificerer imidlertid ikke eksplicit krav om beskyttere på plug-in kabelhoveder for 10kV gasisolerede RMUs.

Moderne bygninger har omfattende lynbeskyttelsesnetværk, hvilket reducerer risikoen for lynnedslag. Overgrundsforbindelser er sjældne i byer, hvilket gør direkte lynnedslag til kabelkerner usandsynlige. Internationale praksisser (fx T-type beskyttertilbehør) udelades ofte i byområder. Gasisolerede RMUs i Zhejiang Province fungerer pålideligt i årevis uden beskyttere. Derfor kan beskyttere udelades for bybaserede gasisolerede RMU-understationer.

​2.2 Kriterier for valg af beskyttere​

For landsby- og landdistriktsnetværk med overgrundsforbundne kabler >50m skal beskyttere installeres. For rene belastningsbrydere er de fleste produkter tilstrækkelige. For belastningsbryder-fuse enheder, angiv vandret ordnede fusser for at reservere beskytterplads, undgå refitting-problemer.

​3 Spændingstransformator installationsløsninger​

Miniaturisering af VT kabinet kræver løsning af elektrisk isolation og pladsbegrænsninger.

​3.1 Løsning af elektrisk isolation​

Brug af standard fusser/VTs fra luftisolerede RMUs i gasisolerede kompartments overtræder klarancestandarder. Løsningen er at anvende isoleringskompatible komponenter, såsom JSZV16-10R VT. Funktioner inkluderer:

• Integrerede amerikanske-styled kabletilbehør for fuld isolation.
• Indbyggede erstattelige fusser ved højspændingskontakter.
• Nominel spænding: 10/0.1/0.22kV.

​Koblingskonfiguration:

• Belastningsbryder side: Europæiske-styled berøringsbare T-type tilbehør.
• VT side: Amerikanske-styled 20kV berøringsbare albuetoaccessories (kompatibelt med VT fusser).
• Figur 4 viser VT og amerikanske-styled tilbehør.

Alle komponenter er fuldt isolerede og berøringsbare. Begrænsningen er JSZV16-10R VT's størrelse (designed for kompakte udendørs RMUs), hvilket begrænser 220V output til ≤2×400VA - tilstrækkeligt til DC batterioplading og belysning.

​3.2 Løsning af pladsbegrænsninger​

Validerede layouter bekræfter utilstrækkelig plads for VTs med kabletilbehør. To løsninger blev testet:

1. ​Topmonteret VT boks: Eksterne kabler og usikker VT vedligeholdelse (overtrædelse af interlocks).
2. ​Bundmonteret VT base (implementeret)​:
• Udvider kabelkompartments nedad.
• Højde: 400mm, kompatibel med 700mm høje kabelkompartments.
• Gør mekanisk interlocking muligt for vedligeholdelse.

​Resultat: Dette design sikrer sikkert installation og vedligeholdelse, mens det bevarer gasisolerede RMUs kompakthed.