SF₆-ringhuvuden (RMUs) och stadsnätrenovering
Översikt
Äldre distributionsnät är huvudsakligen radieformade, med de flesta inkommande och utgående linjerna som överbryggningar. Omkopplingsutrustningen består vanligtvis av luftisoleringssugrumsbrytare eller minimal-oljabrytare. Dessa nät drabbas av frekventa fel, höga driftskostnader och långa, omfattande strömavbrott vid ett fel, vilket betydligt hindrar den ekonomiska utvecklingen.
Med snabb ekonomisk tillväxt och genomförandet av stadsnätsrenovering har efterfrågan på högre eldistributionssäkerhet ökat. Fullt isolerade, fullt sällda, underhållsfria och kompakta SF₆ Ring Main Units (RMUs) har återigen blivit en garanti för tillförlitlig eldistribution.
1 Typer och strukturella egenskaper hos SF₆ RMUs
1.1 Typer av SF₆ RMUs
SF₆ RMUs kan indelas i två huvudtyper beroende på struktur: Gemensam tanktyp och Modulär enhetstyp. De tidiga gemensamma tanktypen RMUs hade vanligtvis en ingång, en slinga och en utgång, lämplig för mindre belastningar. Men med ökande belastningskrav dök den utbyggbara modulära enhetstypen upp, med en maximal distributionskapacitet på upp till 10 MVA.
SF₆ RMUs kan kategoriseras efter funktion i Kabeltyp, Fusetyp och SF₆ Brytar typ:
- Kabeltyp: Används för kabelingångar/utgångar. Nominell ström är 630A.
- Fusetyp: Kan kopplas direkt till transformatorer. Nominell ström är 200A. Men med tanke på uppvärmningseffekten av fuser, är varje RMU praktiskt begränsad till att leverera transformatorer upp till 1600 kVA i verkligheten.
- SF₆ Brytar typ: Används för att skydda transformatorer över 1600 kVA. Den kan också fungera som en ingång eller bussektionsenhet med överströmskydd och omedelbar avbrytning. Nominell ström är 630A, med total felavbrotts tid på 95ms.
De grundläggande konfigurationerna av SF₆ RMUs visas i figuren nedan.
1.2 Strukturella egenskaper hos SF₆ RMUs
Den gemensamma tanktypen SF₆ RMU består generellt av en gastank, en driftmekanismkammare och en kabelanslutningskammare. Den modulära enhetstypen kräver dessutom en busbaranslutningskammare.
SF₆ RMUs har följande fyra viktigaste egenskaper:
- Gastank: Detta är den mest kritiska delen av RMU. Gastanken innehåller lastbrytaren, busbars, brytarskäfte och SF₆ gas.
- Lastbrytaren är en 3-positionsbrytare, inklusive en isolerande knivbrytare och en buktbrytare.
- Rörelsekontakten på knivbrytaren har två speciella rivetter gjorda av nichromlegering, som har två syften:
- Ger torrsmörjning vid öppning/stängning av brytaren, vilket säkerställer att kontaktmotståndet mellan rörelse- och fastkontakt inte ökar efter långt bruk.
- På grund av det höga smältpunkten hos nichromlegeringen kommer rörelsekontakten inte att smälta på grund av värme som genereras av kortslutningsströmmar vid stängning eller hållbarhetsperioder.
- Buktbrytaren innehåller deioniseringsplattor som sträcker ut buken, minskar bukenenergi och minimerar mängden metallånga och SF₆ nedbrytningsprodukter som genereras när lastbrytaren avbryter lastström.
- Delen av busbar som kontakter knivbrytaren är fastkontakten. Förutom att uppfylla nominell strömkapacitet och dynamisk/termisk stabilitet, tar busbar design och tillverkning även hänsyn till elektromagnetiska fält för att minimera magnetfältets inverkan.
- Brytarskäftet tränger igenom gastanken och ansluter till driftmekanismkammaren, vilket gör det möjligt för operatörer utanför kammaren att styra brytarens stängning, öppning och jordningsstater. En dubbelsegellstruktuur används vid genomträngningspunkten (den enda rörliga anslutningen mellan tanken och ytan), vilket strikt säkerställer tankens lufttäthet under vakuumavdunstning och gassprutning.
- Det årliga läckaget av SF₆ gas är bara 0,0035%. Detta låga läckage är viktigt för RMUs långsiktiga säkra drift.
- Utöver SF₆ gas för isolering och buktavbrott innehåller gastanken också aluminiumoxid (Al₂O₃), som accelererar SF₆ gasregeneration och fungerar som en utmärkt torkmedel, vilket bibehåller SF₆ gaskvalitet och minimerar buktfel. Om sådant fel inträffar, skyddar en explosionskyddad membran under tanken personal genom att ledare heta gaser direkt in i kabelfickan under eller bakom enheten, borta från operatörer framför.
- Gastanken är byggd av 3 mm tjock rostfritt plåt, växelsidigt svetsad.
- Driftmekanismkammare: Driftmekanismen inuti ansluter till lastbrytaren och jordningsbrytaren via brytarskäftet. Genom att använda en driftstång insatt i driftöppningen kan operatörer enkelt utföra stängning, öppning och jordningsoperationer med minimal ansträngning (endast 60 N·m krävs).
- Eftersom brytarkontakterna inte är synliga, har driftmekanismen en positionindikator direkt ansluten till brytarskäftet, som tydligt visar den aktuella staten av lastbrytaren och jordningsbrytaren.
- Mekaniska lås mellan lastbrytaren, jordningsbrytaren och frontplåten är installerade, vilket uppfyller de fem säkerhetslåsningskraven (skydd mot misstag).
- Både lastbrytaren och jordningsbrytaren är utrustade med snabbstäng/snarabryt mekanismer, vilket säkerställer att öppnings/stängningshastigheter är oberoende av operatörens hastighet.
- Brytare med fuseskydd (TS-typ brytutrustning) har också en automatisk avbrytningsenhet, tillgänglig i mekanisk eller elektrisk version. Mekanisk avbrytningsprincip: Vid ett kortslutningsfel i enhetens krets smälter fuset inom den första halvcykeln (~10ms) av felströmmen. Fusets slagspinne påverkar avbrytningsmekanismen, vilket gör att lastbrytaren öppnas. Total felet avbrotts tid är bara 35ms, vilket effektivt skyddar enheten och förhindrar felpropagering till grannenheter. Dessutom, på grund av utmärkt mekanisk prestanda, kan överföringsströmmen av Fuse Type switchgear nå 2300A.
- Hänglås kan läggas till på driftstångarna på driftmekanismkammarens frontpanel för att förhindra obehörig drift.
- För säker drift är en gastryckmätare, direkt ansluten till gastanken och seglad mot fukt (förhindrar dimma på skivans display), installerad i kammaren, vilket gör det möjligt för underhållspersonal att noggrant övervaka RMUs status när som helst.
- En spänningsindikator är också installerad i driftmekanismkammaren, vilket gör det möjligt för operatörer att övervaka kretsuppspänning (neonlampindikator) och verifiera fasning (genom testuttag).
- Kabelanslutningskammare: Belägen framför RMU med en höjd på 1220mm, vilket ger gott om utrymme för kabelterminering.
- Kabelanslutningar till RMUs bushings använder antingen asbestfria Touching Screened (AFTS) eller Asbestos-free With Kit (AWK) silikonkautschuk kabellösningar.
- Koppar eller aluminium kabeldimensioner ligger mellan 25–240 mm² (för Fuse Type switchgear) eller 35–400 mm² (för Cable Type switchgear).
- Busbaranslutningskammare (modulära enheter): Placerad under gastanken. Tre bushings är ordnade i en stegrad "steguppförs" konfiguration, vilket effektivt minimerar utrymmeskraven och underlättar busbaranslutningar.
- Bushings är tomma ledande typ, vilket gör att kopparrörbusbar kan monteras direkt med skruvar till busbar inuti gastanken.
- Silikonkautschuk-isolerade kopparrörbusbar används, vilket effektivt ökar strömförmågan och minimerar fasavstånd (bara 110mm).
- Anslutningar mellan busbar och bushings använder silikonkautschukanslutningar (E-typ terminalanslutningar och T-typ utvidgningsanslutningar) och skruvkappor för elektriskt sömlösa anslutningar direkt på bushings. Dessa busbar klarar av hårda förhållanden som kondensbildning, ledbara damm och saltdepåer utan att misslyckas.
- Dessutom är fronten av busbar-kammaren skyddad av en separat jordad stålplåt, vilket separerar den från kabelanslutningskammaren.
2 Tekniska parametrar och tillämpningar av SF₆ RMUs
2.1 Tekniska parametrar
|
Objekt |
Kabeltyp brytutrustning |
Fusetype brytutrustning |
Fusetype brytkabinet |
|
Nominell spänning / kV |
12 |
12 |
12 |
|
Nominell ström / A |
630 |
200 |
630 |
|
Strömfrekvensbaserad tryckhållbarhet / kV·min⁻¹ |
50 - 60 |
42 - 48 |
42 - 48 |
|
Impulstryckhållbarhet / kV |
125 - 145 |
75 - 85 |
75 - 85 |
|
Nominell avbrottsström / A |
630 |
200 |
630 |
|
Nominell överföringsström / A |
- |
2300 |
- |
|
Nominell kortslutningsavbrottsström / kA |
- |
20 |
20 |
|
Avbrottskapacitiv ström / A |
45 |
10 |
50 |
|
Avbrottsinduktiv ström / A |
16 |
16 |
- |
|
Nominell topptryckhållbarhet / kA |
50 |
- |
50 |
|
Nominell korttidshållbarhet / kA·3s⁻¹ |
20 |
- |
20 |
|
Nominell stängningsström / kA |
50 |
- |
50 |
|
Antal operationer (630 A) / gång |
>100 |
>100 |
3000 |
|
Antal stängningsoperationer (50 kA) / gång |
5 |
5 |
5 |
|
Antal mekaniska operationer / gång |
2000 |
2000 |
4000 |
|
Omge
|
