Analiza typowych problemów w gazowo-zawieszonych pierścieniowych jednostkach głównych (RMUs) o napięciu 10kV
Wstęp:
RMU z gazową izolacją 10kV są szeroko stosowane ze względu na wiele zalet, takich jak pełna zamkniętość, wysoka wydajność izolacyjna, brak konieczności konserwacji, kompaktowy rozmiar i elastyczna oraz wygodna instalacja. Obecnie stopniowo stały się kluczowym węzłem w pierścieniowym systemie zasilania sieci dystrybucyjnej w miastach i odgrywają istotną rolę w systemie dystrybucji energii. Problemy występujące w RMU z gazową izolacją mogą poważnie wpłynąć na całą sieć dystrybucyjną. Aby zapewnić niezawodność dostawy energii, niezbędne jest poważne podejście do problemów występujących w RMU z gazową izolacją 10kV i podjęcie odpowiednich działań w celu ich rozwiązania, co zwiększa niezawodność dostawy energii.
I. Wprowadzenie do wielokomorowych RMU z gazową izolacją 10kV
Seria RMU z gazową izolacją 10kV (często nazywana: wielokomorowe RMU, całkowicie izolowane szafy) charakteryzuje się zwartą konstrukcją mechaniczną, małymi gabarytami, lekkim ciężarem, odpornością na wszystkie warunki atmosferyczne, doskonałą rozszerzalnością, lekką i elastyczną modułową instalacją, łatwą konserwacją bez demontażu i prostym utrzymaniem. Ich parametry techniczne są rozsądnie podzielone na podstawie cech projektowych i funkcjonalnych, a można je szeroko podzielić według rozmiaru na typy szaf elektrycznych, takie jak Jednostki Wyłączeniowe Niewiążące o Wysokim Napięciu, Jednostki Wyłączników, Jednostki Kombinacji Wyłącznika Ładowego i Bezpiecznika, Jednostki Połączeń Kablowych oraz Szafy Pomiarowe o Wysokim Napięciu.
Termin „wielokomorowe RMU” odnosi się głównie do bezpośredniego użycia szkodliwych gazów, takich jak SF₆, jako głównego środka izolacji elektrycznej i kontaktowego. To nadaje im znacznie lepsze właściwości izolacyjne i ochronne w porównaniu do zwykłych szaf kablowych z powietrzaną izolacją. Przerwy elektryczne w całkowicie izolowanych szafach są również zwykle węższe, często znacznie węższe, niż w odpowiednich półizolowanych szafach o tym samym napięciu. W związku z tym zajmują mniej miejsca. Obudowa wyłącznika i wszystkie żywe elementy połączeniowe miedziane są trwale uszczelnione w obudowie ze stali nierdzewnej wypełnionej gazem SF₆, utrzymując stałe ciśnienie niezależnie od wysokości. Są one również odpowiednie do piwnic i innych względnie wilgotnych, zimnych środowisk. Dokładnie dzięki tym cechom, RMU z gazową izolacją są szeroko stosowane w zewnętrznych skrzynkach rozgałęzionych kabli i prefabrykowanych stacjach transformatorowych.
II. Powszechne problemy w wielokomorowych RMU z gazową izolacją 10kV Ich kluczowa rola jest oczywista, ponieważ bezpieczna i niezawodna praca bezpośrednio wpływa na niezawodność dostawy energii do użytkowników. Powszechne problemy operacyjne i konserwacyjne związane z RMU z gazową izolacją 10kV obejmują problemy z bushingami RMU i połączeniami kablowymi, wpływ wilgotnego środowiska pracy na RMU oraz awarie zbiorników z powietrzem SF₆. 2.1 Problemy z bushingami i połączeniami kablowymi W Chinach szeroko stosuje się trójprzewodowe kable. W porównaniu do jednoprzewodowych, instalacja trójprzewodowych kabli jest znacznie bardziej skomplikowana. Zazwyczaj używane są zaciski lub śruby do mocowania zewnętrznego okablowania, co utrudnia jednoczesne zapewnienie absolutnej fiksacji wszystkich trzech przewodników. Ze względu na ogólnie krótszą długość i grubszy średnicę, nawet gdy trójprzewodowy kabel jest solidnie połączony i zamocowany, momenty skręcające generowane przez własny ciężar kabla lub dowolną siłę mechaniczną są bezpośrednio przekazywane do bushingów kablowych. Analiza ostatnich awarii RMU w niektórych regionach wskazuje, że usterki spowodowane niewystarczającymi połączeniami między bushingami RMU a kablami nie są rzadkością. 2.2 Problemy w wilgotnym środowisku 2.3 Awarie zbiorników z powietrzem Punkty przecieków są najczęściej znalezione na końcówkach kablowych (końcówkach kabli w zbiorniku). Jest to przede wszystkim wynikiem niestandardowej instalacji kabli, powodującej nadmierny nacisk na końcówki, co prowadzi do pęknięć w miejscu połączenia zbiornika z końcówką kabla, powodując przeciek gazu SF₆. Tak więc, awarie zbiorników również odzwierciedlają słabe praktyki budowlane. Drugo, wewnętrzne problemy procesowe w niektórych RMU mogą prowadzić do niewystarczającego uszczelnienia w określonych obszarach, powodując przecieki. 2.4 Usterki końcówek kablowych III. Kontrataki i środki zapobiegawcze 3.1 Zwiększenie wysokości komory kablowej RMU 10kV 3.2 Zastosowanie naturalnej wentylacji lub instalacja urządzeń odwilżowych 3.3 Wzmocnienie zarządzania eksploatacją i konserwacją 3.4 Zapewnienie ścisłego kontroli produkcji końcówek kablowych i codziennej administracji IV. Podsumowanie
Obecnie RMU z gazową izolacją 10kV stanowią wyższy procent w sieciach dystrybucyjnych miast niż inne rodzaje RMU. Regionalnie, z wyjątkiem kilku wcześnie zainstalowanych półizolowanych szaf, wszystkie zewnętrzne stacje przełącznikowe uruchomione po 2007 roku to RMU z gazową izolacją. Ich kluczowa rola jest oczywista, ponieważ bezpieczna i niezawodna praca直接影响了用户的供电可靠性。10kV气体绝缘环网柜常见的运行维护问题包括环网柜套管和电缆连接问题、潮湿运行环境对环网柜的影响以及SF₆气罐故障等。
由于您的指示要求严格翻译为波兰语，我将按照规则继续翻译剩余部分：
Projekt wielokomorowych RMU 10kV pochodzi z USA i Europy, gdzie dominują jednoprzewodowe kable. W związku z tym, komory kablowe RMU z gazową izolacją są stosunkowo niskie. Jednoprzewodowe kable ułatwiają łatwiejszą montaż i instalację, a ich końcówki dobrze pasują do bushingów RMU, zapewniając brak przekroczenia ciepła i odporność na momenty skręcające bushingów.
Chociaż RMU z gazową izolacją 10kV są zaprojektowane do działania w każdych warunkach atmosferycznych, długotrwałe narażenie na wilgotne środowisko, zwłaszcza w obszarach przybrzeżnych, może prowadzić do korozji obudowy i innych komponentów metalowych. Jeśli panele szczelne na pokrywie RMU lub wejściu do rowu kablowego nie są dokładnie zamocowane, wilgoć z rowu kablowego łatwo przenika do pokrywy i wnętrza RMU. Może to prowadzić do znacznego parowania wody tworzącej kondensat. Ten kondensat jest bardzo podatny na powodowanie usterki w wskaźnikach, wskaźnikach napięcia i wewnętrznym mechanizmie sterowania i obsługi. Te komponenty i sama pokrywa łatwo stają się wilgotne, zardzewiałe, zablokowane lub zkorodowane. Wilgotne powietrze może bezpośrednio przenikać do wnętrza RMU, powodując chemiczną korozję i rdzenie obudowy i podstawy, drastycznie skracając żywotność RMU [1].
Główną przyczyną krótkiego spięcia w zbiorniku powietrza wyłącznika SF₆ jest nagła przeciek gazu w hermetycznym zbiorniku SF₆ z różnych fizycznych powodów. To narusza integralność i gęstość uszczelnienia gazu SF₆, co ostatecznie prowadzi do krótkiego spięcia między ruchomymi i nieruchomymi kontaktami w normalnych warunkach pracy, powodując wypadek.
Obecnie jednym z najczęstszych powodów awarii RMU z gazową izolacją 10kV jest zewnętrzne przepięcie końcówek kablowych, spowodowane złym wykonaniem lub niskiej jakości materiałami podczas ich produkcji. To prowadzi do awarii RMU.
Wzmiankowane problemy można rozwiązać i zapobiec poprzez następujące podejścia:
Aby rozwiązać problem z wąskimi, niskimi komorami kablowymi wielokomorowych RMU, większość producentów wybiera zwiększenie wysokości komory. Gdy europejska marka weszła na rynek chiński, dostosowała układ bloków terminalnych z schodkowego na poziomy, zgodnie z preferencjami chińskimi, co poprawiło wykorzystanie przestrzeni w komorze kablowej. Podczas instalacji, RMU wewnątrz pomieszczeń można podnieść za pomocą odpowiednio rozmiarowanego podstawy typu pudła. Dla zewnętrznych skrzynek rozgałęzionych kabli, wysokość fundamentu można podnieść.
Obecnie bezpośredni, efektywny i niezawodny sposób zapobieżenia wtargnięciu szkodliwej wilgoci polega na całkowitym uszczelnieniu podłogi komory kablowej RMU za pomocą szczelnych materiałów strukturalnych ogniotrwałych. To skutecznie blokuje wilgotne powietrze z zewnątrz, zapobiega wtargnięciu małych zwierząt i pomaga zapobiegać wzrostowi roślin – osiągając wiele korzyści. RMU wewnątrz pomieszczeń muszą wykorzystywać dedykowane urządzenia odwilżowe lub systemy automatycznego kontroli wilgotności. Zewnętrzne skrzynki rozgałęzione kabli mogą mieć podwyższone fundamenty i odpowiednią liczbę otworów wentylacyjnych/chłodzących ułożonych wokół dna, aby ułatwić rozpraszanie wilgoci z rowów/pitów kablowych. Jednakże otworów nie powinno być zbyt dużo, a należy uwzględnić środki zapobiegające zagrożeniom ze strony małych zwierząt. Ponadto, jeśli skrzynka rozgałęziona kabli zawiera Transformator Potencjalny (PT) i pozwala na wentylację, można zainstalować małe klimatyzatory odwilżowe.
Awarie zbiorników z powietrzem SF₆ mogą prowadzić do poważnych wypadków. Dlatego wybór urządzeń o stabilnej jakości jest kluczowy, a zarządzanie podczas budowy musi być wzmocnione. Relevanckie specyfikacje techniczne China Southern Power Grid jasno wymagają, aby zbiorniki były wykonane ze stali nierdzewnej >2mm grubości, zdolne do wytrzymywania normalnego i przejściowego ciśnienia podczas użytkowania, i wyposażone w manometry ciśnienia SF₆ i porty do tankowania. Operatorzy muszą regularnie monitorować ciśnienie zbiornika podczas rutynowej konserwacji. Szczególnie przed operacjami przełączania, potwierdzenie normalnego ciśnienia wewnątrz jest kluczowe, aby uniknąć wypadków spowodowanych przeciekiem. Wszelkie wykryte przecieki muszą być natychmiast naprawione.
Aby zapobiec awariom RMU spowodowanym defektowymi końcówkami kablowymi, niezbędne jest staranne wyboru zakwalifikowanych końcówek kablowych spełniających wymagania jakości. Osoby wykonujące instalację muszą ściśle przestrzegać standardów narodowych podczas produkcji końcówek. Inspektorzy muszą surowo egzekwować kontrole akceptacji jakości, aby zapobiec wprowadzeniu do użytku końcówek niespełniających norm. Ponadto, jednostki eksploatacyjne i konserwacyjne muszą sumiennie prowadzić rejestry końcówek kablowych i klasyfikować/analizować końcówki wykazujące potencjalne problemy napotkane podczas rutynowej eksploatacji. To zapewnia szybkie identyfikowanie rodzinnych defektów i pomaga unikać ponownego występowania podobnych problemów jakości i wypadków [2].
Ze względu na liczne zalety, RMU z gazową izolacją 10kV stopniowo stały się kluczowym węzłem w pierścieniowym systemie zasilania sieci dystrybucyjnej w miastach, odgrywając istotną rolę w systemie dystrybucji energii. Ten artykuł ilustruje kilka powszechnych problemów w wielokomorowych RMU z gazową izolacją 10kV i proponuje odpowiednie rozwiązania i środki zapobiegawcze. Celem jest zmniejszenie częstotliwości awarii RMU z gazową izolacją 10kV i zwiększenie niezawodności dostawy energii. Po wielu latach rozwoju, RMU z gazową izolacją 10kV są teraz głównymi węzłami w pierścieniowych sieciach dystrybucyjnych w miastach. Bezpieczna i niezawodna praca bezpośrednio wpływa na niezawodność dostawy energii przez przedsiębiorstwa energetyczne. W rzeczywistej eksploatacji różne typy usterki mogą wystąpić w RMU z gazową izolacją 10kV ze względu na czynniki środowiskowe lub problemy jakości, prowadząc do spadku niezawodności dostawy energii.
