Умный, компактный и надежный: инновации в проектировании распределительных устройств и подстанций

Nov 16, 2023

Новые и перспективные конструкции распределительных устройств ориентированы на цифровизацию операций и сокращение занимаемой площади подстанций. Одной из основных проблем, с которыми сталкиваются передающие и распределительные предприятия при расширении сети, являются ограничения полосы отвода (RoW). Для решения этой проблемы коммунальные предприятия все чаще применяют новые технологические решения. Распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) все чаще применяются коммунальными предприятиями, поскольку для их установки требуется значительно меньше земли по сравнению с распределительными устройствами с воздушной изоляцией (КРУ). Гибридные подстанции, сочетающие в себе ГИС и АИС, также предлагают потенциальные решения для минимизации требований к пространству. Кроме того, набирает обороты использование компактных, гибких и надежных цифровых, интеллектуальных и интеллектуальных распределительных устройств. Благодаря поддержке Интернета вещей (IoT) цифровые распределительные устройства позволяют обрабатывать данные, которые можно использовать для заблаговременного обнаружения ошибок и неисправностей, тем самым предотвращая сбой системы и сводя к минимуму потери энергии и затраты.

ГИС: КРУЭ по существу компактны и заключены в металлический корпус и состоят из оборудования высокого напряжения (ВН), такого как автоматические выключатели и разъединители. На подстанциях КРУЭ все компоненты, включая шины, автоматические выключатели, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а также другое оборудование подстанции, размещаются внутри модулей, заполненных газом гексафторид серы SF6. Традиционно в качестве изоляционного материала в КРУЭ используется элегаз.

Развертывание подстанций КРУЭ приобретает все большее значение в сегментах передачи и распределения электроэнергии Индии, чтобы эффективно решать проблему нехватки места. Подстанции КРУЭ требуют примерно на 35 процентов меньше места, чем подстанции АИС, что приводит к снижению затрат на техническое обслуживание и частоте отключений. Хотя первоначальная стоимость подстанций КРУЭ примерно на 50 процентов выше, чем у их аналогов АИС, общие капитальные затраты сопоставимы.

ГИС является привлекательной альтернативой для густонаселенных районов, поскольку отличается высокой надежностью, меньшими требованиями к техническому обслуживанию и меньшим воздействием на окружающую среду. КРУЭ-подстанции могут быть размещены как внутри, так и снаружи помещений. Они надежны для работы при среднем и низком напряжении и особенно полезны для промышленных объектов, больниц и жилых комплексов, где пространство ограничено. Кроме того, из-за меньшего размера подстанций КРУЭ они хорошо подходят для экологически чувствительных территорий, поскольку минимизируют воздействие на окружающую среду. Однако одной из проблем, связанных с растущим распространением КРУЭ, является широкое использование SF6 в качестве изолирующей и дугогасительной среды. SF6 классифицируется как парниковый газ и очень эффективен с точки зрения глобального потепления.

Распределительное устройство с твердой изоляцией: В распределительных устройствах со твердой изоляцией (SIS) главная цепь среднего напряжения обычно герметизирована изоляционными материалами (например, эпоксидной смолой). Принципиально разницы в поведении SIS и AIS нет. В главной цепи также нет видимых частей под напряжением. Однако в суровых условиях окружающей среды возникает проблема изменения электрического поля. Экранированная SIS (2 SIS) представляет собой более совершенную технологию с тремя концентрическими слоями: токоведущая часть (главный проводник, вставка и вакуумный прерыватель, постоянно подключенный к сети и подверженный изменениям напряжения), изолирующий слой, обеспечивающий изоляцию в для всех условий эксплуатации, а также проводящий слой, обеспечивающий электрическую непрерывность и эффективное заземление. Технология 2SIS предлагает различные преимущества, такие как отсутствие старения инфраструктуры, отсутствие трехфазных или двухфазных замыканий и отсутствие эффектов внутренней дуги.

Гибридное распределительное устройство: Коммунальные предприятия все чаще используют гибридные распределительные устройства, сочетающие в себе компоненты технологий AIS и SF6 GIS. Компактная и модульная конструкция особенно полезна для подстанций, которые требуют реконструкции и расширения и в настоящее время используют распределительное устройство AIS. Гибридное распределительное устройство особенно выгодно в районах, где земля дорогая или ограничена. В гибридной подстанции шины изолированы воздухом, а все остальное оборудование, такое как автоматические выключатели, вводы, токопроводы, соединительные элементы, разъединители, трансформаторы тока и датчики, изолировано газом. Гибридные подстанции характеризуются компактной модульной конструкцией, сочетающей в одном модуле множество функций. Первоначальная стоимость гибридных подстанций примерно на 20 процентов выше, чем у АИС, и эти подстанции требуют умеренного количества земли.