Circuito de Reutilização Magnética de TC e Interruptor de Aterramento: Solução Integrada para Construção Compacta de Subestações GIS

Contexto​
Durante as atualizações da rede elétrica urbana, os recursos de terra limitados representam um desafio central. O equipamento GIS tradicional ocupa uma quantidade significativa de espaço vertical devido às estruturas separadas dos transformadores de corrente (TCs) e dos interruptores de aterramento, tornando-se um gargalo no design de miniaturização das subestações.

​Solução: Design Modular Integrado​
Esta solução inova ao integrar profundamente a funcionalidade do TC no mecanismo de operação do interruptor de aterramento, alcançando reutilização espacial e avanços de desempenho:

• ​Reutilização Eficiente de Espaço:​​
• Bobina de TC Embutida: Remove o isolador de TC autônomo tradicional, incorporando bobinas de medição de alta precisão diretamente na estrutura interna do bastão operacional isolado do interruptor de aterramento.
• Fechamento do Circuito Magnético do Envolvente GIS: Utilização inovadora do próprio envolvente metálico de alta resistência do equipamento GIS como caminho de baixa resistência para o fluxo magnético do TC, formando um circuito magnético fechado completo. A ocupação de espaço vertical é significativamente reduzida.
• ​Compensação Precisa do Circuito Magnético:​​
• Aço Silício Laminado Dual-C: Para abordar a possível distribuição não uniforme do campo magnético causada pela estrutura de equipamento não axissimétrica (desvio de linearidade estimado ≤5%), o núcleo utiliza módulos laminados de aço silício de alta permeabilidade de 0,23 mm do tipo dual-C.
• Orientação Direcionada do Fluxo Magnético: O design simétrico em forma de C compensa com precisão a assimetria do circuito magnético, garantindo que o desvio de linearidade da medição de corrente permaneça estável em ≤0,5% tanto em condições de estado estacionário quanto transitórias (até 40 kA de pico), atendendo aos requisitos de precisão Classe 0,2S.
• ​Monitorização de Sincronização de Contato:​​
• Sincronização de Sensores Hall Duplos: Matrizes de sensores Hall de alta sensibilidade são embutidas nos nós de transmissão chave do elo de potência da lâmina de aterramento.
• Estado Sincronizado de Saída: Coleta em tempo real do estado mecânico de abertura/fechamento da lâmina, alcançando sincronização de tempo de alta precisão (precisão de alinhamento de timestamp ≤1ms) com o sinal de corrente de fase saído do TC.

​Valor Central do Cenário: Subestações GIS Compactas Urbanas​

• ​Ruptura na Compressão Espacial:​​ Profundidade da estrutura vertical do equipamento reduzida em 1,2 metros, impulsionando a otimização geral do layout da subestação. A pegada média da subestação foi reduzida com sucesso em 30% (por exemplo, área de distribuição GIS de 220 kV).
• ​Design de Consistência de Vida Útil:​​ A estrutura integrada simplifica a cadeia de transmissão. O TC e o interruptor de aterramento compartilham peças móveis principais (por exemplo, sistema de rolamento do bastão operacional). Validado por mais de 10.000 ciclos de operação de abertura/fechamento em capacidade total, alcançando metas de vida útil mecânica sincronizada.
• ​Habilitação de Manutenção Inteligente:​​ A sincronização altamente confiável em milissegundos dos sinais de posição Hall e dos dados do TC fornece suporte de dados inédito no nível do dispositivo para analisar as correntes transitórias de operação do interruptor de aterramento e avaliar riscos de reacendimento de arco.

​Resumo das Vantagens Técnicas​