Las unidades principales de anillo compactas con aislamiento de SF6 se utilizan ampliamente en redes eléctricas urbanas y rurales, centrales eólicas, estaciones de conmutación de media-tensión, distribución de energía en fábricas y edificios comerciales en todo el mundo. Por lo tanto, también son productos de distribución de energía administrados por compañías eléctricas en varios países, y diferentes regiones tienen diferentes requisitos. Este artículo analiza estos requisitos de aplicación.
Después de que la electricidad de las redes eléctricas urbanas y rurales se transforma a 24/12 kV a través de subestaciones primarias de alto voltaje-, se necesitan numerosas subestaciones secundarias regionales para distribuir la energía a los terminales de los usuarios. Las unidades principales de anillo completamente aisladas con SF6, como productos principales para la distribución secundaria de energía, tienen una amplia gama de aplicaciones y se utilizan en grandes cantidades. La seguridad y confiabilidad de las unidades principales del anillo afectan directamente la estabilidad de la red de distribución de energía. Aunque las unidades principales de anillo completamente aisladas con SF6 típicas pueden cumplir con los requisitos de aplicación, algunos países y regiones han formulado requisitos especiales basados en consideraciones de seguridad y aplicación.
La unidad principal del anillo SF6 es un sistema completamente sellado; Todas sus partes vivas e interruptores están encerrados dentro de una carcasa de acero inoxidable. Todo el dispositivo de conmutación no se ve afectado por las condiciones ambientales externas, lo que garantiza la confiabilidad operativa y la seguridad personal, y logra un funcionamiento sin mantenimiento-. Al seleccionar barras colectoras ampliables, se puede lograr cualquier combinación, logrando una modularidad total. La barra colectora extendida está completamente aislada y blindada, lo que garantiza una alta confiabilidad y seguridad. Cumple con estándares como IEC62271-1, EC62271-100, IEC62271-200, IEC60265 e IEC60480.
Requisitos ambientales
1. Áreas de alta humedad
En zonas de alta humedad, es frecuente que se produzca condensación. Si bien el circuito primario, sellado dentro de la cámara de gas, no se ve afectado, el mecanismo operativo y los circuitos secundarios requieren protección. Se debe prestar especial atención a la condensación dentro del compartimento de fusibles. Por ejemplo, un usuario industrial en Australia tenía una unidad principal en anillo instalada en un recinto exterior. Se encendía por la mañana y se apagaba por la noche cuando no había carga. Un día, al reemplazar un fusible, se encontró una corrosión severa en el portafusibles. Debido a que la cubierta y el cuerpo del compartimiento de fusibles estaban completamente sellados, cumpliendo con los requisitos IP67, y la compresión de caucho de silicona garantizaba que el fusible de alto-voltaje pudiera soportar el voltaje soportado de frecuencia eléctrica entre él y el gabinete, era imposible que la humedad ingresara al compartimiento de fusibles, lo que dejaba desconcertado al usuario.
Suponiendo que la temperatura es de 20 grados Celsius, la humedad relativa es del 80% y el punto de rocío es de 16,4 grados Celsius durante la instalación del fusible, y el proceso de instalación es largo, con el compartimiento de fusibles sellado después de la instalación, idealmente completamente aislado del ambiente exterior, las condiciones para la condensación dentro del gabinete son las siguientes: Suponiendo que la temperatura ambiente es de 25 grados Celsius y la humedad relativa es del 60% durante la instalación del fusible, y la temperatura y humedad inicial del aire dentro del gabinete son las mismas que la temperatura y humedad ambiente Durante la instalación de los fusibles, como se muestra en la siguiente tabla, la temperatura de condensación es de 16,7 grados Celsius. Dado que el equipo se apaga por la noche, la temperatura ambiente es de solo 5-10 grados Celsius y la temperatura del punto de rocío para la condensación es siempre inferior a la temperatura ambiente. El interior del compartimento de fusibles debe estar en la zona con la temperatura del aire más baja. El área con la temperatura más baja dentro del compartimiento es la tapa de fusibles. Por lo tanto, el retén del fusible en la tapa del fusible alcanza la temperatura del punto de rocío, provocando condensación. Este ciclo se repite, lo que resulta en oxidación del revestimiento de plata y corrosión severa del portafusibles. Por lo tanto, las unidades principales en anillo deben considerar este escenario de aplicación, manteniendo seco el compartimiento de fusibles de alto voltaje. Se deben cumplir las condiciones de humedad al reemplazar los fusibles para minimizar el tiempo de exposición. Si es necesario, los gabinetes de disyuntores deben reemplazar los gabinetes de control eléctrico combinados.
2. Áreas de gran-altitud
En el caso de los equipos de distribución con aislamiento de gas-, dado que todos los circuitos energizados principales están alojados en cajas selladas llenas de gas-y las conexiones externas utilizan aislamiento sólido, no se ven afectadas por la presión atmosférica en el aislamiento externo. En el caso de aparamenta-con aislamiento de gas, la resistencia de la caja de gas es la consideración principal. En países sudamericanos como Chile, la altitud suele rondar los 3500 metros. Para las unidades principales de anillo compacto de SF6, el impacto de la altitud se refleja principalmente en cambios en la presión atmosférica. A una altitud de 3500 metros, la presión atmosférica es de 0,065 MPa. Suponiendo que la presión de llenado es de 0,13 MPa de presión absoluta, a una altitud de 1000 metros, la diferencia de presión dentro y fuera de la caja de gas es de 0,04 MPa.
Sin embargo, a una altitud de 3000 metros, la diferencia de presión alcanza los 0,065 MPa. En estas condiciones, la caja de gas se expandirá, lo que podría provocar roturas y fugas. La práctica general es utilizar una caja de aire reforzada, fortalecer la válvula de alivio de presión, los anillos de sellado y otras estructuras, y reducir adecuadamente la presión de inflado garantizando al mismo tiempo el aislamiento. Es necesario considerar no solo las condiciones de operación reales, sino también si el transporte pasará por áreas de gran-altitud, utilizando transporte de baja-presión o sin-presión para garantizar la hermeticidad del producto y evitar daños a la resistencia de la caja de aire.
Requisitos de seguridad
1. Clasificación de fallas de arco interno y métodos de alivio de presión
Para los clientes extranjeros, la resistencia a fallas de arco interno en los cuadros es obligatoria, ya que la seguridad humana es primordial. Las unidades principales de anillo (RMS) deben pasar pruebas de falla de arco interno, incluido el compartimiento de cables y la caja de gas, que deben pasar una prueba AFL 20kA 1s. Generalmente, solo se requiere que el frente y los lados del AFL cumplan con el estándar, considerando la instalación montada en la pared-; Por lo general, no se requiere protección trasera. Muchas unidades RMS se instalan en subestaciones transformadoras separadas o en recintos exteriores; por lo tanto, los métodos de alivio de presión incluyen principalmente los siguientes:
Alivio de presión en la zanja de cables: La presión del arco interno en la caja de gas RMS y el compartimiento de cables se libera directamente en la zanja de cables a través de un canal de alivio de presión en la parte posterior del compartimiento de cables. Algunos diseños sellan la parte posterior de la zanja para cables con un sistema de alivio de presión exclusivo, pero esto reduce el tamaño de la zanja para cables, lo que dificulta la instalación.
Arriba-Alivio de presión trasera: la presión se libera a través de la parte superior del canal trasero. Después de salir, el flujo de aire viaja a lo largo de la parte superior del gabinete, habiendo recorrido ya una gran distancia. Esto reduce significativamente el impacto de la llama de combustión y minimiza los daños al equipo y al personal. Evita liberar presión en la zanja de cables, lo que podría dañar los cables, o liberar la presión del arco directamente desde la parte superior de la cámara de gas hasta la parte superior de la sala de interruptores, lo que podría lesionar al personal frente al gabinete o causar más daños a otros equipos.
Alivio de presión del amortiguador de nivel inferior-para unidades principales de anillo: algunos países europeos, como Bélgica, exigen que las unidades principales de anillo-se alivien la presión de esta manera. Como se muestra en el diagrama, el cuadro tiene una base común. El espacio de la base actúa como un amortiguador contra el arco, reduciendo rápidamente la presión y la energía antes de liberarla a través de una abertura de 200x200 mm en la parte trasera, minimizando el daño a personas y equipos.
2. Prueba de tensión soportada del cable
Según IEC 62271-200, los equipos de conmutación y control se pueden diseñar para permitir pruebas mientras los cables están conectados a ellos. Esto se puede realizar utilizando conexiones de prueba dedicadas o terminaciones de cable. En este caso, el cuadro y el equipo de control deben poder soportar la tensión nominal de prueba del cable especificada en la norma aplicada a las partes aún conectadas al cable, mientras se aplica la tensión nominal a esas secciones del cable. El circuito principal está diseñado para permanecer energizado durante la prueba del cable.
