Schemat wdrożenia montażu ochraniających przeciwdziałających błyskawicom lub transformatorów napięciowych w gazowo-izolowanych pierścieniowych jednostkach główne

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

W zależności od typu izolacji, jednostki pierścieniowe (RMU) mogą być klasyfikowane jako gazowo-izolowane lub powietrznie-izolowane. Pierwsze z nich instalują komponenty obwodu głównego w hermetycznej metalowej obudowie wypełnionej niskociśnieniowym gazem (głównie SF₆ lub mieszankami gazów) jako medium izolujące, używając końcówek kablowych do połączeń wejściowych i wyjściowych. Dzięki lepszej izolacji, kompaktowemu rozmiarowi i modułowemu projektowi są szeroko stosowane w zewnętrznych stacjach dystrybucyjnych 10kV i prefabrykowanych stacjach transformatorowych. Jednak ich całkowicie izolowana i kompaktowa natura ogranicza ich zastosowanie w niektórych typowych układach stacji.

1. Problemy z gazowo-izolowanymi RMU

Rysunek 1 przedstawia typowy projekt stacji dystrybucyjnej, gdzie kombinacja przełącznika obciążenia-zaworu bezpieczeństwa wymaga zabezpieczenia przeciwprzeciętnego, a szafka transformatora napięcia (VT) wymaga dwóch żelbetowych VT o parametrach 10/0.1/0.22kV. Jeśli projekty wybierają gazowo-izolowane RMU, takie jak Schneider’s RM6 lub ABB’s Safenng, wymagania projektowe nie mogą być w pełni spełnione.

1.1 Trudności z instalacją zabezpieczeń przeciwprzeciętnych w szafkach przełącznika obciążenia-zaworu bezpieczeństwa

Dla szafek wejściowych/wyjściowych przełączników obciążenia, obie marki oferują wystarczającą przestrzeń w przedziale kablowym z bushingami typu C (zgodnymi z IEC 60137), umożliwiając montaż akcesoriów kablowych typu T i zabezpieczeń przeciwprzeciętnych. W szafkach przełącznika obciążenia-zaworu bezpieczeństwa:

Safenng: Poziomo zamontowane zawory bezpieczeństwa (Rysunek 2) zachowują przestrzeń na kabli, umożliwiając instalację zabezpieczeń przeciwprzeciętnych.
RM6: Pionowo zamontowane zawory bezpieczeństwa (Rysunek 3) zajmują przestrzeń na kabli, a bushingi typu A ograniczają akcesoria do typów łokciowych/prostoliniowych. Nie ma przestrzeni na zabezpieczenia przeciwprzeciętne, a na rynku nie ma dostępnych zabezpieczeń przeciwprzeciętnych kompatybilnych z akcesoriami łokciowymi/prostoliniowymi.

1.2 Trudności z instalacją VT w szafkach VT

Standardowe szafki VT wymagają trzech jednostek wysokiego napięcia i dwóch jednofazowych VT w konfiguracji V (podwójne cewki, 10/0.1kV do pomiarów, 10/0.22kV do zasilania; ≥1000VA wyjście wtórne). Powietrznie-izolowane RMU (np. Schneider SM6) oferują dużą przestrzeń (500×840×950mm). Z drugiej strony, gazowo-izolowane RMU mają kompaktowe przedziały kablowe (~400×350×700mm), co jest niewystarczające dla akcesoriów kablowych, kabli połączeniowych, odsłoniętych zaworów bezpieczeństwa, VT lub odstępów fazy-faza/ziemia 125mm.

Producenci zazwyczaj dodają pustą szafkę obok szafki przełącznika obciążenia, aby umieścić VT i zawory bezpieczeństwa, łącząc je kablami. Jednak to prowadzi do:

Zagrożenia bezpieczeństwa podczas konserwacji VT ze względu na brak mechanicznych blokad.
Naruszenia kompaktowości i estetyki stacji zewnętrznych.

2. Rozwiązania dotyczące instalacji zabezpieczeń przeciwprzeciętnych

2.1 Pominięcie zabezpieczeń przeciwprzeciętnych

DL/T 620-1997 Ochrona przeciwko nadnapięciom i koordynacja izolacji w instalacjach elektrycznych prądu przemiennego nakazuje stosowanie zabezpieczeń przeciwprzeciętnych dla kabli >50m podłączonych do linii nadziemnych. Dla kabli ≤50m zabezpieczenia przeciwprzeciętne mogą być zainstalowane tylko na jednym końcu. Jednak standard nie wymaga jawnie zabezpieczeń przeciwprzeciętnych na głowicach kablowych typu wtykowego 10kV w gazowo-izolowanych RMU.

Nowoczesne budynki miejskie mają rozbudowane sieci ochrony przed piorunami, co zmniejsza ryzyko uderzeń piorunów. Podłączenia kabli nadziemnych są rzadkie w miastach, co czyni bezpośrednie impulsy piorunowe do rdzenia kabla mało prawdopodobnymi. Międzynarodowe praktyki (np. akcesoria zabezpieczeń przeciwprzeciętnych typu T) są często pomijane w obszarach miejskich. Gazowo-izolowane RMU w prowincji Zhejiang działają niezawodnie przez lata bez zabezpieczeń przeciwprzeciętnych. Dlatego zabezpieczenia przeciwprzeciętne mogą być pominięte w miejskich stacjach gazowo-izolowanych RMU.

2.2 Kryteria wyboru zabezpieczeń przeciwprzeciętnych

Dla siatek podmiejskich/wiejskich z kabli podłączonymi do linii nadziemnych >50m, zabezpieczenia przeciwprzeciętne muszą być zainstalowane. Dla czystych jednostek przełącznika obciążenia, większość produktów jest wystarczająca. Dla jednostek przełącznika obciążenia-zaworu bezpieczeństwa, należy określić poziomo ułożone zawory bezpieczeństwa, aby zarezerwować przestrzeń na zabezpieczenia przeciwprzeciętne, unikając problemów z modernizacją.

3. Rozwiązania dotyczące instalacji transformatorów napięcia

Miniaturyzacja szafek VT wymaga rozwiązania problemów izolacji elektrycznej i ograniczeń przestrzennych.

3.1 Rozwiązanie problemów z izolacją elektryczną

Używanie standardowych zabezpieczeń/VT z powietrznie-izolowanych RMU w komorach gazowo-izolowanych narusza normy odstępów. Rozwiązaniem jest zastosowanie komponentów zgodnych z izolacją, takich jak JSZV16-10R VT. Cechy to:

Zintegrowane amerykańskie akcesoria kablowe zapewniające pełną izolację.
Wbudowane wymienne zabezpieczenia wysokiego napięcia na złączach HV.
Napięcie nominalne: 10/0.1/0.22kV.

Konfiguracja połączeń:

Strona przełącznika obciążenia: europejskie akcesoria typu T dotykowe.
Strona VT: amerykańskie akcesoria typu łokciowe 20kV dotykowe (zgodne z zabezpieczeniami VT).
Rysunek 4 pokazuje VT i amerykańskie akcesoria.

Wszystkie komponenty są w pełni izolowane i dotykowe. Ograniczeniem jest rozmiar VT JSZV16-10R (projektowany dla kompaktowych stacji RMU na zewnątrz), który ogranicza wyjście 220V do ≤2×400VA – wystarczające do ładowania baterii DC i oświetlenia.

3.2 Rozwiązanie problemów z ograniczeniami przestrzennymi

Zatwierdzone układy potwierdzają, że przestrzeń na VT z akcesoriami kablowymi jest niewystarczająca. Przetestowano dwa rozwiązania: