Esquema de implementación para a instalación de pararraios ou transformadores de tensión en unidades de anel principal aisladas a gas

17yrs 700++ staff 108000m²+m² US$150,000,000+ China

Según o tipo de aislamento, as unidades de anel (RMUs) poden categorizarse como aisladas por gas ou aisladas por aire. As primeiras instalan os compoñentes do circuito principal nunha carcasa metálica selada chea de gas a baixa presión (principalmente SF₆ ou gases mixtos) como medio aislante, utilizando terminais de cable para as liñas de entrada e saída. Debido ao seu excelente aislamento, tamaño compacto e deseño modular, son ampliamente utilizadas en subestacións de distribución exterior de 10kV e en estacións transformadoras prefabricadas. No entanto, a súa natureza totalmente aislada e compacta limita a súa aplicabilidade en certas disposicións típicas de subestacións.

1 Problemas coas RMUs aisladas por gas

A figura 1 ilustra un diseno típico de subestación de distribución, onde o armario combinado de interruptor de carga-fusible require un pararrayos, e o armario de transformador de tensión (VT) require dous VTs de resina fundida de 10/0.1/0.22kV. Se os proxectos seleccionan RMUs aisladas por gas como o RM6 de Schneider ou o Safenng de ABB, non se poden cumprir completamente os requisitos de deseño.

1.1 Dificultades na instalación de pararrayos nos armarios de interruptor de carga-fusible

Para os armarios de entrada/saída de interruptores de carga, ambas as marcas proporcionan suficiente espazo no compartimento de cables con empalme do tipo C (conforme IEC 60137), permitindo a instalación de accesorios de cable T y pararrayos plug-in. Nos armarios de interruptor de carga-fusible:

Safenng: Os fusibles montados horizontalmente (Figura 2) conservan o espazo para os cables, permitindo a instalación de pararrayos plug-in.
RM6: Os fusibles montados verticalmente (Figura 3) ocupan o espazo para os cables, co empalme do tipo A que limita os accesorios a tipos codo/reto. Non hai espazo para pararrayos plug-in, e non hai pararrayos compatibles con accesorios codo/reto dispoñibles no mercado.

1.2 Dificultades na instalación de VTs nos armarios de VT

Os armarios de VT estándar requiren tres unidades de fusibles de alta tensión e dous VTs monofásicos en configuración V (doble bobinado, 10/0.1kV para medición, 10/0.22kV para alimentación; ≥1000VA de saída secundaria). As RMUs aisladas por aire (por exemplo, Schneider SM6) ofrecen suficiente espazo (500×840×950mm). En contraste, as RMUs aisladas por gas teñen compartimentos de cables compactos (~400×350×700mm), insuficientes para accesorios de cable, cables de conexión, fusibles expostos, VTs ou un espazo de 125mm entre fases/terra.

Os fabricantes xeralmente engaden un armario baleiro ao lado do armario de interruptor de carga para aloxar os VTs e fusibles, conectándolos mediante cables. No entanto, isto compromete:

A seguridade durante a manutención dos VTs debido á falta de interbloqueos mecánicos.
A compactación e a estética das estacións exteriores.

2 Solucións para a instalación de pararrayos

2.1 Omisión de pararrayos

DL/T 620-1997 Protección contra sobretensión e coordinación de aislamiento para instalacións eléctricas de corrente alternada manda pararrayos para cables >50m conectados a liñas aéreas. Para ≤50m cables, os pararrayos poden instalarse só nun extremo. No entanto, o estándar non require explicitamente pararrayos nas cabezas de cable plug-in de 10kV en RMUs aisladas por gas.

Os edificios urbanos modernos teñen extensas redes de protección contra raios, reducindo os riscos de impactos de raios. As conexiones de cable aéreo son raras nas cidade, facendo pouco probable que os sobresaltos directos de raios alcancen os núcleos de cable. As prácticas internacionais (por exemplo, accesorios de pararrayos tipo T) adoitan omitirse en áreas urbanas. As RMUs aisladas por gas na provincia de Zhejiang operan de forma fiable durante anos sen pararrayos. Polo tanto, os pararrayos poden omitirse nas subestacións de RMUs aisladas por gas urbanas.

2.2 Criterios de selección de pararrayos

Para redes suburbano/rurais con cables conectados aéreos >50m, deben instalarse pararrayos. Para unidades de interruptor de carga puras, a maioría dos produtos é suficiente. Para unidades de interruptor de carga-fusible, especifique fusibles dispostos horizontalmente para reservar espazo para pararrayos, evitando problemas de retrofit.

3 Solucións para a instalación de transformadores de tensión

A miniaturización do armario de VT require resolver o aislamento eléctrico e as restricións de espazo.

3.1 Resolución do aislamento eléctrico

O uso de fusibles/VTs estándar de RMUs aisladas por aire en compartimentos aislados por gas viola os estándares de separación. A solución é adoptar componentes compatibles con o aislamento, como o VT JSZV16-10R. Características inclúen:

Accesorios de cable estilo americano integrados para aislamento completo.
Fusibles substituíveis incorporados nos terminais de alta tensión.
Tensión nominal: 10/0.1/0.22kV.

Configuración de cableado:

Lado do interruptor de carga: accesorios T tácteis estilo europeo.
Lado del VT: accesorios codo tácteis estilo americano de 20kV (compatibles con fusibles de VT).
A figura 4 mostra o VT e os accesorios estilo americano.

Todos os componentes están completamente aislados e tácteis. A limitación é o tamaño do VT JSZV16-10R (deseñado para RMUs exteriores compactas), restringindo a saída de 220V a ≤2×400VA—suficiente para a carga da batería DC e a iluminación.

3.2 Resolución das restricións de espazo

As disposicións validadas confirmaron un espazo insuficiente para VTs con accesorios de cable. Probaron dúas solucións: