Unità principale ad anello da 10kV

L'unità principale ad anello da 10 kV è un componente fondamentale dell'apparecchiatura nei sistemi di distribuzione dell'energia. Il suo ruolo principale è trasmettere stabilmente elettricità ad alta-tensione a 10 kV o 35 kV agli utenti finali. Inoltre, monitora continuamente i trasformatori all'interno del sistema di alimentazione e li controlla per garantirne il normale funzionamento. Grazie a questi importanti compiti, l'unità principale ad anello da 10 kV presenta un livello di tensione elevato e una grande capacità, ma è compatta, leggera e facile da usare. Successivamente, daremo uno sguardo più da vicino all'unità principale dell'anello di distribuzione da 10 kV ed esploreremo tutti i suoi aspetti.

 

 

1.1 Cos'è un'unità principale Ring?

Un'unità principale ad anello (RMU) è un dispositivo elettrico costituito da un gruppo di quadri ad alta-tensione assemblati all'interno di un involucro in lamiera d'acciaio o configurato come un'unità di alimentazione principale ad anello modulare. I suoi componenti principali utilizzanointerruttori di caricoEfusibili, offrendo vantaggi quali struttura semplice, dimensioni ridotte, basso costo, parametri e prestazioni di alimentazione migliorati e maggiore sicurezza dell'alimentazione.

Infatti, se i tipi di quadri sono classificati in base ai dispositivi di commutazione, ci sono quadri di carico, armadi con interruttori automatici, GIS (quadri isolati in gas), ecc., e "Unità principale ad anello" non è una categoria standard. Il termine "Unità principale Ring" è un nome convenzionale. Originariamente si riferiva ai quadri elettrici di carico utilizzati nei sistemi di alimentazione principale ad anello. Al giorno d'oggi viene spesso utilizzato come sinonimo di quadri elettrici di carico, indipendentemente dal fatto che vengano effettivamente utilizzati in una configurazione principale ad anello. Ad esempio, armadi di distribuzione che abilitano funzioni come l'operazione di chiusura del circuito (comunemente nota come configurazione "mano-in-mano") o potenzialetrasferimento del carico(spostamento del carico da una linea all'altra) sono chiamate Ring Main Units. Pertanto, una RMU è un dispositivo di commutazione in grado di implementare l'alimentazione principale ad anello, comunemente utilizzata nei sistemi di alimentazione principale ad anello, da qui il nome popolare "Ring Main Unit", noto anche come "unità principale ad anello di tipo box esterno-" o "sezionatore".

È possibile utilizzare quadri elettrici di caricoanello di alimentazione principale, diramazione del punto di delimitazione di media tensione, EAlimentazione di cabina terminale di media tensione. Le autorità di fornitura elettrica in diverse regioni hanno specifiche diverse riguardo alla capacità del trasformatore consentita per l'utilizzo della protezioneinterruttori di carico abbinati a fusibili. Ad esempio, a Pechino, la capacità del trasformatore non deve generalmente superare i 1000 kVA, mentre nell'area di Shenzhen potrebbe essere 1600 kVA. Gli armadi di commutazione del carico hanno una struttura semplice, un costo contenuto e dimensioni ridotte. La maggior parte può essere installata contro una parete e in genere dispone solo di protezione con fusibile senza protezione relè.

La corrente nominale della sbarra principale in un quadro elettrico di carico è generalmente inferiore o uguale a 630 A. La corrente di interruzione nominale dell'interruttore di carico stesso è generalmente inferiore o uguale a 630 A (alcuni modelli raggiungono 1700 A). La corrente nominale (valore del fusibile) perarmadi di alimentazione del trasformatore (armadi di alimentazione in uscita)è generalmente inferiore o uguale a 125 A. La corrente di trasferimento per gli switch di carico di fascia alta-può raggiungere 2800 A. Alcuni quadri elettrici di carico possono ospitare interruttori automatici in vuoto dedicati, interruttori automatici SF6 o utilizzare metodi di estinzione dell'arco-come il tipo puffer, ottenendo capacità di interruzione di cortocircuito-vicine o equivalenti ai livelli del quadro elettrico. Le unità principali Ring vengono utilizzate per commutare correnti di carico, interrompere correnti di cortocircuito-, correnti di magnetizzazione di trasformatori e correnti di carica di linee aeree o cavi su determinate distanze. Svolgono funzioni di controllo e protezione e sono dispositivi di commutazione cruciali per i sistemi di alimentazione sia principali ad anello che radiali.

 

1.2 Classificazione

Le unità principali Ring possono essere classificate in base a diversi criteri:

Struttura del serbatoio del gas: Recinto comunetipo eUnitàtipo.

Struttura complessiva: Stile americano-EStile-europeo.

Materiale isolante: Isolamento solidotipo,Isolamento dell'ariatipo eIsolamento dal gas SF6tipo.

Posizione di installazione: Unità principale ad anello per interniEUnità principale dell'anello esterno.

1.2.1 Unità principale dell'anello-stile americano
Progettato per uso esterno, dimensioni compatte, esente da manutenzione-.
Presenta un robusto involucro interno ed esterno con forte resistenza alle forze esterne e capacità-antideflagrante. La custodia è in acciaio inossidabile o in una scatola verniciata di verde-.
I cavi in ​​entrata e in uscita sono collegati tramite connettori completamente pre-stampati e pre{1}}, garantendo un'installazione semplice e una connessione affidabile. È possibile utilizzare sia accessori per cavi standard americani che europei.
Adotta il tradizionale design americano-dell'involucro comune, in cui più circuiti in entrata e in uscita sono alloggiati in un unico serbatoio, offrendo una struttura compatta ed elevata affidabilità.
Combinazioni flessibili di configurazioni di commutazione.

1.2.2 Unità principale ad anello-in stile europeo

1.2.2.1 Unità principale dell'anello europeo dell'armadio comune
L'alloggiamento dell'unità principale dell'anello è costituito da scomparti funzionali indipendenti. La sbarra collettrice principale, l'interruttore del carico e l'unità combinata hanno ciascuno il proprio scomparto. Il compartimento riempito di gas-dell'unità principale dell'anello è saldato da una piastra di acciaio inossidabile da 3,0 mm utilizzando la saldatura ad arco di argon. I collegamenti dell'interruttore del carico e delle sbarre collettrici sono completamente sigillati nel gas SF6. Offre una combinazione flessibile e una facile estensione.

1.2.2.2 Serbatoio modulare (scompartimento del gas) Unità principale ad anello europeo
Presenta un design esclusivo dell'interruttore, che utilizza un alloggiamento dell'interruttore di carico in acciaio inossidabile per dividere l'armadio in diversi scomparti. Consente combinazioni flessibili e una comoda espansione. L'interruttore del carico è sigillato all'interno del gas SF6. L'alloggiamento è realizzato in acciaio inossidabile utilizzando la tecnologia del processo di forgiatura a freddo, garantendo un'elevata qualità del prodotto.

 

1.3 Componenti di base
Una Ring Main Unit (RMU) è generalmente composta da quattro parti: ilvano interruttori, ILvano fusibili, ILvano comando, e ilvano cavi(carro).

Lo scomparto interruttori ospita vari circuiti funzionali (compresi sezionatori di terra e sezionatori di carico) sigillati all'interno di un involucro metallico, insieme alle sbarre collettrici che collegano questi circuiti. La custodia è saldata da lamiera di acciaio laminata a freddo- da 3 mm (o lamiera di acciaio inossidabile). Ciascun circuito funzionale comprende un sezionatore di carico e un sezionatore di terra. L'interruttore di carico è costituito da un sistema di contatti che si muovono verticalmente e da un contatto stazionario situato all'estremità inferiore. Quando l'interruttore è chiuso, il contatto mobile si sposta verso il basso completando il circuito. Il sezionatore di terra comprende un coltello mobile ed un coltello fisso; chiude rapidamente durante il funzionamento a molla. Quattro fori rettangolari per il processo di assemblaggio si trovano sulle parti superiore e posteriore del vano interruttori. Sulla parte anteriore della RMU è installata una finestra di osservazione che consente la conferma visiva della posizione "aperto" o "chiuso" del sezionatore di terra. Sul retro dell'RMU è montato un dispositivo-antideflagrante.

L'interruttore di carico utilizza una struttura di estinzione dell'arco interno-di tipo puffer, che fornisce una forte capacità di estinzione dell'arco-senza influenzare l'isolamento da fase-a-fase o da fase-a-terra. Sia i contatti mobili che quelli stazionari sono dotati di contatti ad arco, aumentando significativamente il numero di operazioni di commutazione consentite.

Il vano fusibili e sezionatori costituiscono il circuito di protezione del trasformatore. Il fusibile di limitazione della corrente-di alta tensione-è alloggiato all'interno di un alloggiamento isolante in resina epossidica. Quando il fusibile si brucia, espelle un percussore, innescando l'apertura dell'interruttore di carico.

Il vano comandi è situato sul pannello frontale della RMU. Per ciascun circuito funzionale, l'interruttore di carico è dotato di un meccanismo di manovra manuale (o elettrico) a carica di molla- e il sezionatore di terra è dotato di un meccanismo di comando manuale a carica di molla-. Il pannello è dotato di una manopola rotativa per la manovra di chiusura del sezionatore di carico e di apertura manuale, nonché di fori di manovra per l'apertura e la chiusura del sezionatore di terra. Comprende inoltre spie luminose per la posizione aperto/chiuso dell'interruttore del carico, pulsanti elettrici di apertura/chiusura, un diagramma sinottico, indicatori di visualizzazione dello stato dell'interruttore e posizioni di blocco. Il funzionamento dell'interruttore del carico e del sezionatore di terra è interbloccato per evitare malfunzionamenti.

 

1.4 Designazione del modello
La designazione del modello per un'unità principale Ring è generalmente definita come segue:

XGW/N□-12 (F o F · R)/630-20

Dove:

X-- Chiuso (quadri)

G-- Fisso

W-- All'aperto

N-- Al coperto

F-- Interruttore principale dotato di interruttore di carico

F · R-- Interruttore principale dotato di una combinazione sezionatore-fusibile

12-- Tensione nominale (12 kV)

630-- Corrente nominale della sbarra principale (630 A)

20-- Corrente nominale ammissibile di breve durata (20 kA)

 

1.5 Principali parametri tecnici

 

Ad esempio: Jinneng elettricoXGN口-12 Quadro dell'unità principale ad anello:

Articolo			Unità	Carica interruttore	Unità elettrica combinata	Unità interruttore
Tensione nominale			kV		12/24
Frequenza nominale			Hz		50/60
Corrente rete della sbarra principale			A		630,1250
Corrente nominale			A	630	125	630,1250
Corrente di interruzione di corto-circuito nominale			kA		31.5	20,25/30
Corrente di cortocircuito nominale (picco)			kA	50	80	50,63
Corrente nominale di resistenza-di breve durata		Circuito principale 4s circuito di terra 4s	kA	20		20,25
		Circuito di collegamento a terra 4s		17.4		17.4,21.7
Corrente nominale di tenuta di picco		Anello di terra del circuito principale	kA	50		50,63
		Circuito di collegamento a terra		43.5		43.5/54.6
Corrente di trasferimento nominale			A	1750(12kV)/1400(24kV)
Possibilità di rompere e chiudere				Livello E3		Livello E2
Livello di isolamento nominale	tensione di resistenza alla frequenza industriale	Fase-a-terra/fase-a-fase	kV	42(12kV)/65(24kV)
		Spazio di vuoto/spazio di isolamento		48(12kV)/79(24kV)
	Tensione di tenuta all'impulso di fulmine (picco)	Fase-a-terra/fase-a-fase		75(12kV)/125(24kV)
		Spazio di vuoto/spazio di isolamento		85(12kV)/145(24kV)
Circuito ausiliario Tensione di tenuta a frequenza industriale di 1 minuto			kV	2
Corrente di interruzione nominale del banco di condensatori singolo/concatenato-a-concatenato			A			400
Banchi di condensatori nominali che chiudono la corrente di spunto			kA			20(50Hz)
Vita meccanica		Interruttore di carico, interruttore combinato	Volte	5000/3000	5000/3000
		Interruttore automatico, interruttore di isolamento				10000/3000
Pressione nominale del gas SF₆ (valore relativo di 20 gradi)		Livello di progettazione e livello di riempimento nominale	MPa	0.04
		Livello funzionale minimo		0.02
		Pressione di esercizio del dispositivo di rilascio della pressione		0.14
Classe di protezione		Vano gas sigillato		IP67
		Custodia del quadro		IP4X
Prestazioni di tenuta				Tasso di perdita annuale Inferiore o uguale allo 0,01%

Nota: i parametri sopra indicati sono valori tipici, la nostra azienda si riserva il diritto di interpretazione finale.plscontattaci

 

2.1 Principio di funzionamento e caratteristiche

 

Chiama la rete principale
Una rete principale ad anello si riferisce ad una rete di distribuzione radiale configurata ad anello chiuso. L'alimentatore entra in questo circuito e l'energia viene distribuita dal circuito agli alimentatori in uscita tramite quadri ad alta-tensione. Il vantaggio è che ciascun ramo di distribuzione può attingere energia sia dal lato sinistro del circuito che dal lato destro. Se si verifica un guasto sul lato sinistro, il ramo continua a ricevere alimentazione dal lato destro e viceversa. Pertanto, anche con un'unica fonte di alimentazione che alimenta il circuito, ciascun ramo di distribuzione beneficia di un livello di ridondanza simile al doppio-alimentatore, migliorando l'affidabilità dell'alimentatore.

Concetto di "Unità principale dell'anello" (RMU)
Una "Unità Principale Anello" è il quadro elettrico installato per ciascun ramo di distribuzione (armadio di alimentazione in uscita). La sbarra collettrice all'interno di questo armadio è contemporaneamente una parte dell'anello principale stesso. In altre parole, l'anello principale è formato collegando in serie le sbarre di ciascun armadio di uscita. Ogni singolo cabinet è chiamato "Unità principale Ring". Il concetto di "anello" è evidente solo quando più unità sono collegate tra loro; una singola unità vista isolatamente non mostra intrinsecamente il suo ruolo in un anello.

Queste RMU in genere hanno correnti nominali basse. Pertanto, invece di complessi interruttori automatici, gli interruttori ad alta-tensione utilizzati nelle RMU sono solitamente semplici interruttori di carico ad alta-tensione combinati con fusibili ad alta-tensione. Essenzialmente, il dispositivo di commutazione principale in una RMU è un interruttore di carico. Gestisce le normali correnti di carico, mentre i fusibili interrompono le correnti di cortocircuito-. Questa combinazione sostituisce la funzione di un interruttore automatico, pur entro certi limiti di capacità.

Tali quadri possono essere utilizzati anche in sistemi di distribuzione non-ad anello. A causa della loro ampia applicazione, il termine "Unità principale ad anello" si è evoluto oltre la definizione rigorosa di rete ad anello- ed è ora comunemente utilizzato per riferirsi a qualsiasi quadro elettrico ad alta-tensione che utilizza un interruttore di carico come dispositivo di commutazione principale.

Configurazione e componenti tipici
Una RMU è generalmente composta da tre scomparti: due per il cavo ad anello in entrata/uscita e uno per il circuito del trasformatore.

Interruttore di carico SF6:Riconosciuto come un eccellente interruttore di carico. Oltre alla lunga durata elettrica e all'elevato potere di interruzione (simile agli interruttori a vuoto), i suoi principali vantaggi includono la facile realizzazionefunzionamento a tre-posizioni (connesso, disconnesso e messo a terra), capacità di interrompere piccole correnti (induttive, capacitive) e forte resistenza a condizioni ambientali difficili. È adatto per un'applicazione diffusa nelle reti di distribuzione a media tensione-urbane e rurali.

Funzione interruttore di carico:Un interruttore di carico è un dispositivo di commutazione con un semplice meccanismo di estinzione dell'arco-. Un interruttore di carico SF6 utilizza il gas SF6 per l'isolamento e l'estinzione dell'arco. Viene utilizzato per creare e interrompere correnti di carico, correnti di sovraccarico, nonché per energizzare e diseccitare linee senza-carico, trasformatori senza carico-e banchi di condensatori. Gli interruttori di carico a tre-posizioni (con funzioni connesso, disconnesso e messo a terra) presentano una struttura semplice e un costo contenuto. Tuttavia, un interruttore di cariconon può interrompere le correnti di corto-circuito.

Combinazione interruttore di carico SF6 + fusibile
Questo apparato combinato utilizza l'interruttore di carico SF6 per gestire le normali correnti di carico e di sovraccarico (entro la sua capacità di interruzione nominale), inclusa l'interruzione delle "correnti di trasferimento". I fusibili di limitazione della corrente-di alta tensione-gestiscono la protezione da cortocircuito-e la protezione da sovraccarico sul lato dell'alta-tensione del trasformatore. In questa configurazione, con un interruttore di carico SF6 e tre fusibili dotati di percussori, l'azionamento di qualsiasi percussore attiva un meccanismo che fa scattare automaticamente tutte e tre le fasi dell'interruttore di carico contemporaneamente.
Questa combinazione soddisfa efficacemente i requisiti operativi e di protezione dei sistemi di distribuzione in varie condizioni normali e di guasto.

Tipi di RMU
Le RMU possono essere classificate in tipi interni ed esterni:

RMU per interni:Solitamente utilizzato per la distribuzione dell'alimentazione sul lato alta-tensione, costituito da armadi di ingresso, armadi di misurazione, armadi PT (trasformatore potenziale) e armadi di trasformatore in uscita. Per gli utenti con requisiti di richiesta di energia elevati, l'alimentazione in ingresso deve utilizzare un armadio di trasferimento a doppia-fonte di alimentazione.

RMU esterne:Comunemente utilizzato nelle reti elettriche urbane, spesso impiegando RMU SF6-con custodia comune. La caratteristica principale di questo tipo è l'elevato grado di protezione, in grado di raggiungere IP67, rendendolo adatto all'uso esterno e in grado di resistere a immersioni di breve-termine.

Schema di fornitura principale dell'anello
Un tipico schema di alimentazione principale ad anello prevede un anello in entrata, un anello in uscita e due o tre circuiti di alimentazione in uscita, formando una modalità di alimentazione principale ad anello "mano-nella-mano". Per garantire affidabilità e continuità, l'alimentazione viene fornita tramite due alimentatori in ingresso, creando un circuito. Utilizzo di interruttori di carico in SF6 a tre posizioni (chiuso, aperto, a terra) per il controllo di linea e trasformatore. Un singolo armadio non costituisce una rete ad anello; sono necessari almeno tre armadi (ad esempio, due interruttori di ingresso/anello e un interruttore di uscita/trasformatore) collegati alle fonti di alimentazione per formare una configurazione di base dell'unità principale dell'anello.

Per migliorare l'affidabilità dell'alimentazione e consentire agli utenti di ottenere energia da due direzioni, la rete di distribuzione è spesso collegata ad anello. Questo metodo è chiamato fornitura principale ad anello. Nei sistemi di distribuzione CA da 10 kV per imprese industriali/minerarie, aree residenziali, porti ed edifici a molti piani, a causa delle capacità di carico moderate, i circuiti ad alta tensione sono spesso controllati da interruttori di carico o contattori a vuoto, protetti da fusibili ad alta tensione. Questi sistemi utilizzano in genere l'alimentazione principale ad anello e i quadri ad alta-tensione utilizzati vengono convenzionalmente definiti unità principali ad anello.

Oltre a fornire energia alla propria sottostazione, lasbarra collettrice ad alta-tensionedi un RMU porta anche ilattraverso-correntedella rete ad anello (ovvero, la corrente che passa attraverso la sbarra di questa sottostazione per alimentare una sottostazione adiacente). Pertanto, la sezione trasversale- delle sbarre deve essere scelta in base alla somma della corrente di carico della sottostazione locale e della corrente passante della rete ad anello- per evitare sovraccarichi durante il funzionamento. Le attuali serie di prodotti RMU includonoUnità principale dell'anello di fusione primario e secondario XGW-12, GTXGN-12(C,V,F,PT)GTXGN-12 Unità principale ad anello isolante solido , Quadro XGN-12 isolato in gas SF6,XGN-12,XGN-12(C,V,F)

Applicazione e funzionalità per esterni
Le RMU sono semplici da installare e hanno un ingombro ridotto, comodamente posizionate sui bordi delle strade, nelle aree residenziali o nelle cinture verdi urbane. Sono ampiamente utilizzati in parchi industriali, strade, quartieri residenziali e centri commerciali affollati per la ricezione e la distribuzione di energia.

Le RMU per esterni spesso utilizzano vacuostati come dispositivo di interruzione, con il comune isolamento in gas SF6 della custodia. Ciò si traduce in una struttura compatta, un ingombro ridotto e un aspetto esteticamente gradevole che può fondersi con l'ambiente circostante. Adottando un concetto completamente sigillato e completamente isolato, unità come RVAC RMU ospitano tutte le parti di commutazione, comprese tutte le parti e i meccanismi sotto tensione ad alta-tensione, completamente sigillati all'interno del serbatoio principale, non influenzati dalla condensa o dall'inquinamento esterno. Il grado di protezione del serbatoio principale può raggiungere IP67 e, se dotato di connettori per cavi impermeabili e toccabili, difende efficacemente dalle inondazioni occasionali nelle aree piovose.

 

3.1 Manutenzione

L'ispezione dell'unità principale Ring è necessaria nelle seguenti circostanze:

Dopo 100 operazioni a pieno-carico, è necessario controllare la resistenza del circuito principale e il livello di isolamento dell'interruttore di carico e, in base alle condizioni, valutare la possibilità di inviarlo al produttore per la revisione.

Dopo 10.000 operazioni a vuoto-, è necessario controllare le caratteristiche meccaniche e il funzionamento meccanico dell'interruttore del carico.

Registrare regolarmente il valore indicato sul manometro del gas SF6. Secondo la curva dello stato del gas SF6, rifornire tempestivamente il gas in base alla condizione. In condizioni normali, l'unità non dovrebbe richiedere il rifornimento di gas per 15 anni.

Ispezionare regolarmente l'unità principale Ring per individuare eventuali condizioni anomale. Se ne vengono trovati, adottare misure tempestive.

Il personale operativo deve avere familiarità con tutte le parti dell'unità principale Ring, comprese le sue prestazioni strutturali, l'installazione, ecc.

3.2 Funzionamento e gestione dei guasti

3.2.1 Ispezione pre-all'accensione-
Prima di dare tensione, ispezionare in modo approfondito tutti i componenti dell'unità principale Ring per verificarne le prestazioni elettriche, il livello di isolamento, la correttezza del cablaggio e l'affidabilità degli interblocchi anti-malfunzionamento. Dopo l'ispezione, se ritenuta soddisfacente, collegare l'alimentazione e osservare il funzionamento degli strumenti indicatori. Se normale, l'unità può essere messa in servizio.

3.2.2 Funzionamento normale
Durante il normale funzionamento, l'interruttore del carico deve essere in posizione chiusa, il sezionatore di terra in posizione aperta e il pannello della porta anteriore in stato chiuso.

3.2.3 Guasto al cavo
In caso di guasto del cavo, aprire (scattare) prima l'interruttore di carico all'interno di quello specifico armadio. Successivamente è possibile aprire il pannello della porta anteriore per l'ispezione e la riparazione interna. Si noti che la sbarra principale nella sezione superiore rimane sotto tensione. Se è necessario sostituire i fusibili, seguire la stessa sequenza operativa sopra descritta.