Implementeringsplan for installasjon av lynbeskyttere eller spenningstransformatorer i gassisolerede ringhovedenheter

Ifølge isolasjonstype kan ringhovedenheter (RMUs) kategoriseres som gassisoleret eller luftisoleret. De første installerer hovedkretskomponenter i en tett metallbeholder fylt med lavtrykksgass (primært SF₆ eller blanding av gasser) som isolasjonsmedium, og bruker kabelterminaler for inngående og utgående ledninger. På grunn av superiør isolasjon, kompakt størrelse og modulær design, er de vidt brukt i 10kV utendørs distribusjonssubstasjoner og forhåndsmonterte transformatorstasjoner. Imidlertid begrenser deres fullt isoleret og kompakte natur anvendeligheten i visse typiske substasjonsoppsett.

​1 Problemer med gassisoleret RMUs​

Figur 1 illustrerer et typisk distribusjonssubstasjonsdesign, der belastningsbryter-fuse kombinasjonskabinet krever en lynbeskytter, og spenningstransformator (VT) kabinet krever to 10/0.1/0.22kV gjøyste VT-er. Hvis prosjekter velger gassisoleret RMUs som Schneider’s RM6 eller ABB’s Safenng, kan designkravene ikke være fullt tilfredsstilt.

​1.1 Vanskeligheter med å installere beskyttere i belastningsbryter-fuse kabinet​

For belastningsbryter inn/ut kabinet, gir begge merker tilstrekkelig kabelkompartmentsrom med Type-C busser (IEC 60137-konform), som tillater plug-in T-type kabeltilbehør og plug-in beskyttere. I belastningsbryter-fuse kabinet:

• ​Safenng: Horisontalt monterte fusere (Figur 2) bevare kabelrom, som lar plug-in beskytterinstallasjon.
• ​RM6: Vertikalt monterte fusere (Figur 3) okkuperer kabelrom, med Type-A busser som begrenser tilbehør til albue/rette typer. Det finnes ingen plass for plug-in beskyttere, og det finnes ingen markedsferte beskyttere som er kompatible med albue/rette tilbehør.

​1.2 Vanskeligheter med å installere VT-er i VT kabinet​

Standard VT kabinet krever tre HV fuse enheter og to enefase VT-er i et V-koblet oppsett (dobbeltvinding, 10/0.1kV for måling, 10/0.22kV for strømforsyning; ≥1000VA sekundærutdata). Luftisoleret RMUs (for eksempel Schneider SM6) tilbyr mye rom (500×840×950mm). I motsetning til dette har gassisoleret RMUs kompakte kabelkompartement (~400×350×700mm), som ikke er nok for kabeltilbehør, koblingskabler, eksponerte fusere, VT-er, eller 125mm fase til fase/jordklaring.

Produsenter legger vanligvis til et tomt kabinet ved siden av belastningsbryterkabinetet for å house VT-er og fusere, koblet sammen via kabler. Dette kompromitterer imidlertid:

• Sikkerhet under VT vedlikehold på grunn av mangel på mekaniske interlocks.
• Kompakthet og estetikk av utendørs stasjoner.

​2 Lynbeskytter installasjonsløsninger​

​2.1 Utelate beskyttere​

DL/T 620-1997 Overvoltage Protection and Insulation Coordination for AC Electrical Installations krever overvoltage beskyttere for kabler >50m koblet til overføre linjer. For ≤50m kabler, kan beskyttere installeres bare på ett endepunkt. Standarden krever imidlertid ikke eksplisitt beskyttere på plug-in kabelhoder for 10kV gassisoleret RMUs.

Moderne bygninger har omfattende lynbeskyttelsesnettverk, noe som reduserer risikoen for lynnedslag. Overføre kabellinjer er sjeldne i byer, noe som gjør direkte lynnedslag til kabelkjerner unaturlig. Internasjonale praksiser (for eksempel T-type beskytter tilbehør) blir ofte utelatt i byområder. Gassisoleret RMUs i Zhejiang provins opererer pålitelig i flere år uten beskyttere. Derfor, ​kan beskyttere utelates for bybaserte gassisoleret RMU substasjoner.

​2.2 Kriterier for valg av beskyttere​

For forstad/rurale nettverk med overføre koblet kabler >50m, må beskyttere installeres. For rene belastningsbryter-enheter, er de fleste produkter tilstrekkelige. For ​belastningsbryter-fuse enheter, spesifiser ​horisontalt arrangerte fusere​ for å reservere beskytterrom, unngå endring etter installasjon.

​3 Spenningstransformator installasjonsløsninger​

VT kabinet miniaturisering krever løsning av ​elektrisk isolasjon​ og ​romrestriksjoner.

​3.1 Løse elektrisk isolasjon​

Bruk av standard fusere/VT-er fra luftisoleret RMUs i gassisoleret kompartmenter bryter klaringstandarder. Løsningen er å adoptere ​isolasjonkonforme komponenter, som den ​JSZV16-10R VT. Egenskaper inkluderer:

• Integrasjon av amerikansk stil kabeltilbehør for full isolasjon.
• Innebygde erstattbare fusere ved HV terminaler.
• Nominell spenning: 10/0.1/0.22kV.

​Koblingskonfigurasjon:

• Belastningsbryter side: europeisk stil touchable T-type tilbehør.
• VT side: amerikansk stil 20kV touchable albue tilbehør (kompatibel med VT fusere).
• Figur 4 viser VT og amerikansk stil tilbehør.

Alle komponenter er fullt isoleret og touchable. Begrensningen er JSZV16-10R VT-størrelsen (designet for kompakte utendørs RMUs), som begrenser 220V utdata til ≤2×400VA—nok for DC batteriladning og lys.

​3.2 Løse romrestriksjoner​

Validerede oppsett bekrefter utilstrekkelig rom for VT-er med kabeltilbehør. To løsninger ble testet:

1. ​Toppmontert VT boks: Eksterne kabler og usikker VT vedlikehold (brudd på interlocks).
2. ​Bunnmontert VT base (implementert)​:
• Utvider kabelkompartementet nedover.
• Høyde: 400mm, kompatibel med 700mm-høye kabelkompartementer.
• Tillater mekanisk interlocking for vedlikehold.

​Resultat: Dette designet sikrer trygg installasjon og vedlikehold samtidig som det bevarer gassisoleret RMUs kompakthet.