Kompaktowe jednostki główne z pierścieniem w izolacji SF6 są szeroko stosowane w miejskich i wiejskich sieciach energetycznych, elektrowniach wiatrowych, rozdzielniach średniego-napięcia, zakładowych instalacjach energetycznych i budynkach komercyjnych na całym świecie. Dlatego są to również produkty dystrybucji energii zarządzane przez przedsiębiorstwa energetyczne w różnych krajach, a różne regiony mają różne wymagania. W tym artykule przeanalizowano wymagania aplikacji.
Po przekształceniu energii elektrycznej z miejskich i wiejskich sieci elektroenergetycznych na napięcie 24/12 kV za pośrednictwem-pierwotnych podstacji wysokiego napięcia, do dystrybucji energii do terminali użytkowników potrzebne są liczne regionalne podstacje wtórne. Jednostki główne z pierścieniem w pełni izolowanym gazem SF6, jako podstawowe produkty do wtórnej dystrybucji energii, mają szeroki zakres zastosowań i są wykorzystywane w dużych ilościach. Bezpieczeństwo i niezawodność głównych jednostek pierścieniowych bezpośrednio wpływa na stabilność sieci dystrybucyjnej. Chociaż typowe, w pełni izolowane jednostki pierścieniowe z SF6 mogą spełniać wymagania aplikacyjne, w niektórych krajach i regionach sformułowano specjalne wymagania w oparciu o względy bezpieczeństwa i zastosowania.
Jednostka główna pierścienia SF6 jest systemem całkowicie szczelnym; wszystkie części pod napięciem i przełączniki są zamknięte w obudowie ze stali nierdzewnej. Całe urządzenie przełączające jest odporne na zewnętrzne warunki środowiskowe, co zapewnia niezawodność działania i bezpieczeństwo ludzi oraz pozwala uzyskać-bezobsługową pracę. Wybierając szyny zbiorcze z możliwością rozbudowy, można uzyskać dowolną kombinację, uzyskując pełną modułowość. Wydłużona szyna zbiorcza jest w pełni izolowana i ekranowana, co zapewnia wysoką niezawodność i bezpieczeństwo. Jest zgodny z normami takimi jak IEC62271-1, EC62271-100, IEC62271-200, IEC60265 i IEC60480.
Wymagania środowiskowe
1. Obszary o wysokiej wilgotności
W obszarach o dużej wilgotności często dochodzi do kondensacji. Podczas gdy obwód pierwotny, zamknięty w komorze gazowej, pozostaje nienaruszony, mechanizm operacyjny i obwody wtórne wymagają ochrony. Szczególną uwagę należy zwrócić na kondensację w komorze bezpieczników. Na przykład użytkownik przemysłowy w Australii zainstalował jednostkę główną pierścieniową w obudowie zewnętrznej. Włączał się rano i wyłączał wieczorem, gdy nie było obciążenia. Któregoś dnia podczas wymiany bezpiecznika na uchwycie bezpiecznika stwierdzono silną korozję. Ponieważ pokrywa i korpus przedziału bezpieczników były całkowicie uszczelnione, spełniając wymagania IP67, a kompresja gumy silikonowej zapewniła, że bezpiecznik wysokonapięciowy był w stanie wytrzymać napięcie wytrzymywane o częstotliwości sieciowej występujące pomiędzy nim a obudową, wilgoć nie mogła przedostać się do przedziału bezpiecznika, co pozostawiło użytkownika zdziwionego.
Zakładając, że podczas instalacji bezpiecznika temperatura wynosi 20 stopni Celsjusza, wilgotność względna wynosi 80%, a punkt rosy wynosi 16,4 stopnia Celsjusza, a proces instalacji jest długotrwały, a komora bezpieczników jest szczelnie zamknięta po instalacji i idealnie całkowicie odizolowana od środowiska zewnętrznego, warunki kondensacji wewnątrz obudowy są następujące: Zakładając, że temperatura otoczenia wynosi 25 stopni Celsjusza, a wilgotność względna wynosi 60% podczas instalacji bezpiecznika, a początkowa temperatura i wilgotność powietrza wewnątrz obudowy są takie same jak temperatura i wilgotność otoczenia podczas instalacji bezpiecznika, jak pokazano w poniższej tabeli, temperatura skraplania wynosi 16,7 stopnia Celsjusza. Ponieważ sprzęt jest wyłączany w nocy, temperatura otoczenia wynosi tylko 5-10 stopni Celsjusza, a temperatura punktu rosy powodująca kondensację jest zawsze niższa niż temperatura otoczenia. Wnętrze przedziału bezpieczników musi znajdować się w obszarze o najniższej temperaturze powietrza. Obszar o najniższej temperaturze wewnątrz przedziału to pokrywa bezpiecznika. Dlatego zatrzask bezpiecznika na pokrywie bezpiecznika osiąga temperaturę punktu rosy, powodując kondensację. Cykl ten się powtarza, powodując utlenianie srebrzenia i poważną korozję oprawki bezpiecznika. Dlatego też jednostki główne pierścieniowe muszą uwzględniać ten scenariusz zastosowania, utrzymując komorę bezpieczników wysokiego napięcia w stanie suchym. Podczas wymiany bezpieczników należy przestrzegać warunków wilgotności, aby zminimalizować czas ekspozycji. W razie potrzeby szafy wyłącznikowe powinny zastąpić połączone szafy sterownicze.
2. Obszary-na dużych wysokościach
W przypadku rozdzielnic z izolacją-gazową, ponieważ wszystkie główne obwody pod napięciem są umieszczone w szczelnych skrzynkach-wypełnionych gazem, a połączenia zewnętrzne wykorzystują solidną izolację, ciśnienie atmosferyczne działające na izolację zewnętrzną nie ma na nie wpływu. W przypadku rozdzielnic-z izolacją gazową najważniejszym czynnikiem jest wytrzymałość skrzynki gazowej. W krajach Ameryki Południowej, takich jak Chile, wysokość wynosi zazwyczaj około 3500 metrów. W przypadku kompaktowych jednostek pierścieniowych SF6 wpływ wysokości odzwierciedla się głównie w zmianach ciśnienia atmosferycznego. Na wysokości 3500 metrów ciśnienie atmosferyczne wynosi 0,065 MPa. Zakładając, że ciśnienie napełniania wynosi 0,13 MPa ciśnienia bezwzględnego, na wysokości 1000 metrów różnica ciśnień wewnątrz i na zewnątrz skrzynki gazowej wynosi 0,04 MPa.
Jednak na wysokości 3000 metrów różnica ciśnień osiąga 0,065 MPa. W tych warunkach skrzynka gazowa rozszerzy się, co może prowadzić do pęknięcia i nieszczelności. Ogólną praktyką jest stosowanie wzmocnionej skrzynki powietrznej, wzmacnianie ciśnieniowego zaworu nadmiarowego, pierścieni uszczelniających i innych konstrukcji oraz odpowiednie zmniejszanie ciśnienia napełniania przy jednoczesnym zapewnieniu izolacji. Należy wziąć pod uwagę nie tylko rzeczywiste warunki pracy, ale także to, czy transport będzie przebiegał przez obszary-na dużych wysokościach, przy użyciu transportu nisko-lub bez-ciśnienia, aby zapewnić szczelność produktu i zapobiec uszkodzeniu wytrzymałości skrzynki powietrznej.
Wymagania bezpieczeństwa
1. Ocena zwarcia łuku wewnętrznego i metody usuwania nadmiaru ciśnienia
Dla klientów zagranicznych odporność na wewnętrzne zwarcia łukowe w rozdzielnicach jest obowiązkowa, ponieważ bezpieczeństwo ludzi jest najważniejsze. Jednostki główne pierścieniowe (RMS) muszą przejść testy na zwarcie łukowe wewnętrzne, w tym przedział kablowy i skrzynkę gazową, które muszą przejść test AFL 20 kA 1 s. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku montażu na ścianie-zgodnie z normą wymagany jest tylko przód i boki AFL; tylna ochrona zwykle nie jest wymagana. Wiele jednostek RMS jest instalowanych w oddzielnych podstacjach transformatorowych lub obudowach zewnętrznych; dlatego metody usuwania nadmiaru ciśnienia obejmują głównie:
Reduktor ciśnienia w kanale kablowym: Ciśnienie łuku wewnętrznego w skrzynce gazowej RMS i przedziale kablowym jest bezpośrednio uwalniane do rowu kablowego przez kanał dekompresyjny z tyłu przedziału kablowego. Niektóre konstrukcje uszczelniają tylną część rowu kablowego za pomocą dedykowanego systemu nadmiaru ciśnienia, ale zmniejsza to rozmiar rowu kablowego, co utrudnia instalację.
Góra-Tylne odciążenie: ciśnienie jest uwalniane przez górną część tylnego kanału. Po wyjściu strumień powietrza przemieszcza się wzdłuż górnej części szafki, pokonując już dużą odległość. To znacznie zmniejsza wpływ płomienia spalania i minimalizuje szkody dla sprzętu i personelu. Pozwala to uniknąć uwolnienia ciśnienia do rowu kablowego, co mogłoby spowodować uszkodzenie kabli, lub uwolnienia ciśnienia łuku bezpośrednio ze szczytu komory gazowej do szczytu rozdzielni, co mogłoby spowodować potencjalne obrażenia personelu znajdującego się przed szafą lub dalsze uszkodzenie innego sprzętu.
Dolny-bufor poziomu nadmiaru ciśnienia dla głównych jednostek pierścieniowych: niektóre kraje europejskie, takie jak Belgia, wymagają, aby główne jednostki pierścieniowe były-odciążane w ten sposób. Jak pokazano na schemacie, rozdzielnica ma wspólną podstawę. Podstawa działa jak bufor chroniący przed łukiem, szybko redukując ciśnienie i energię przed uwolnieniem ich przez otwór o wymiarach 200 x 200 mm z tyłu, minimalizując szkody dla ludzi i sprzętu.
2. Test wytrzymałości kabla na napięcie
Zgodnie z normą IEC 62271-200 aparaturę rozdzielczą i sterowniczą można zaprojektować tak, aby umożliwiała testowanie po podłączeniu do nich kabli. Można tego dokonać za pomocą dedykowanych złączy testowych lub zakończeń kablowych. W takim przypadku rozdzielnica i sterownica powinna być w stanie wytrzymać znamionowe napięcie probiercze kabla określone w normie, przyłożone do części nadal połączonych z kablem, podczas gdy napięcie znamionowe jest przyłożone do tych odcinków kabla. Obwód główny zaprojektowano tak, aby pozostawał pod napięciem podczas testowania kabli.
