Unidade principal de anel de 10kV

A unidade principal em anel de 10kV é um equipamento crítico em sistemas de distribuição de energia. Sua principal função é transmitir de forma estável eletricidade de alta-tensão de 10kV ou 35kV para os usuários finais. Além disso, monitora continuamente os transformadores do sistema de potência e os controla para garantir sua operação normal. Devido a essas tarefas importantes, a unidade principal em anel de 10kV apresenta um alto nível de tensão e grande capacidade, mas é compacta, leve e fácil de usar. A seguir, daremos uma olhada mais de perto na unidade principal do anel de distribuição de 10kV e exploraremos todos os seus aspectos.

 

 

1.1 O que é uma unidade principal de anel?

Uma unidade principal de anel (RMU) é um dispositivo elétrico que consiste em um grupo de painéis de distribuição de alta-tensão montados em um gabinete de chapa de aço ou configurado como uma unidade de alimentação principal de anel modular. Seus componentes principais utilizaminterruptores de cargaefusíveis, oferecendo vantagens como estrutura simples, tamanho pequeno, baixo custo, melhores parâmetros e desempenho da fonte de alimentação e maior segurança da fonte de alimentação.

Na verdade, se os tipos de painéis de manobra forem classificados por dispositivos de comutação, existem gabinetes de distribuição de carga, gabinetes de disjuntores, GIS (Quadros Isolados a Gás), etc., e "Unidade Principal de Anel" não é uma categoria padrão. O termo "Unidade Principal de Anel" é um nome convencional. Originalmente, referia-se a gabinetes de distribuição de carga usados ​​em sistemas de alimentação principal em anel. Hoje em dia, é frequentemente usado como sinônimo de gabinetes de distribuição de carga, independentemente de serem realmente usados ​​​​em uma configuração principal em anel. Por exemplo, gabinetes de distribuição que permitem funções como operação de fechamento de loop (comumente conhecida como configuração "mão-em-mão") ou potencialtransferência de carga(deslocamento de carga de uma linha para outra) são chamadas de Unidades Principais de Anel. Portanto, uma RMU é um dispositivo de comutação capaz de implementar fonte de alimentação principal em anel, comumente usada em sistemas de alimentação principal em anel, daí o nome popular "Unidade Principal em Anel", também conhecida como "unidade principal em anel tipo caixa externa" ou "seccionalizador".

Armários de distribuição de carga podem ser usados ​​parafonte de alimentação principal do anel, ramificação do ponto de demarcação de média tensão, efonte de alimentação da subestação final de média tensão. As autoridades de fornecimento de energia em diferentes regiões têm especificações variadas em relação à capacidade permitida do transformador para proteção usandointerruptores de carga combinados com fusíveis. Por exemplo, em Pequim, a capacidade do transformador geralmente não deve exceder 1.000 kVA, enquanto na área de Shenzhen, pode ser de 1.600 kVA. Os gabinetes de distribuição de carga possuem estrutura simples, baixo custo e tamanho reduzido. A maioria pode ser instalada contra uma parede e normalmente possui apenas proteção por fusível sem proteção de relé.

A corrente nominal do barramento principal em um gabinete de distribuição de carga é geralmente menor ou igual a 630A. A corrente nominal de interrupção do próprio interruptor de carga é geralmente menor ou igual a 630A (alguns modelos chegam a 1700A). A corrente nominal (classificação do fusível) paragabinetes alimentadores de transformadores (gabinetes alimentadores de saída)é geralmente menor ou igual a 125A. A corrente de transferência para switches de carga-de última geração pode chegar a 2.800A. Alguns gabinetes de distribuição de carga podem acomodar disjuntores a vácuo dedicados, disjuntores SF6 ou usar métodos de-extinção de arco, como o tipo puffer, alcançando capacidades de interrupção-de curto-circuito próximas ou equivalentes aos níveis do painel de distribuição. As unidades principais de anel são usadas para chavear correntes de carga, interromper correntes de curto-circuito, correntes de magnetização de transformadores e correntes de carga de linhas aéreas ou cabos em determinadas distâncias. Eles servem funções de controle e proteção e são dispositivos de comutação cruciais para sistemas de fonte de alimentação de extremidade-de anel principal e radial.

 

1.2 Classificação

As unidades principais do anel podem ser classificadas com base em vários critérios:

Estrutura do tanque de gás: Gabinete Comumtipo eUnidadetipo.

Estrutura geral: Estilo-americanoeEstilo-europeu.

Material de isolamento: Isolamento Sólidotipo,Isolamento de artipo eIsolamento de gás SF6tipo.

Local de instalação: Unidade principal de anel internoeUnidade principal de anel externo.

1.2.1 Unidade principal de anel-estilo americano
Projetado para uso externo, tamanho compacto e sem manutenção-.
Apresenta um revestimento interno e externo robusto com forte resistência a forças externas e recursos-à prova de explosão. O gabinete é feito de aço inoxidável ou de uma caixa-pintada de verde.
Os cabos de entrada e saída são conectados por meio de conectores de cabo totalmente pré--moldados e pré-moldados, garantindo instalação simples e conexão confiável. Podem ser usados ​​acessórios de cabo padrão americano e europeu.
Adota o tradicional design de gabinete comum-americano, onde vários circuitos de entrada e saída são alojados em um único tanque, oferecendo uma estrutura compacta e alta confiabilidade.
Combinações flexíveis de configuração de comutação.

1.2.2 Unidade principal de anel-estilo europeu

1.2.2.1 Unidade principal de anel europeu de gabinete comum
O alojamento da unidade principal em anel consiste em compartimentos funcionais independentes. O barramento principal, o interruptor de carga e a unidade combinada possuem, cada um, seu próprio compartimento. O compartimento cheio de gás-da unidade principal do anel é soldado a partir de uma placa de aço inoxidável de 3,0 mm usando soldagem a arco de argônio. A chave de carga e as conexões do barramento são completamente vedadas com gás SF6. Oferece combinação flexível e fácil extensão.

1.2.2.2 Tanque Modular (Compartimento de Gás) Unidade Principal de Anel Europeu
Apresenta um design de chave exclusivo, utilizando um invólucro de chave de carga feito de aço inoxidável para dividir o gabinete em diferentes compartimentos. Permite combinações flexíveis e expansão conveniente. O interruptor de carga é vedado com gás SF6. A carcaça é fabricada em aço inoxidável utilizando tecnologia de processo de forjamento a frio, garantindo alta qualidade do produto.

 

1.3 Componentes Básicos
Uma Unidade Principal de Anel (RMU) geralmente consiste em quatro partes: ocompartimento do interruptor, ocompartimento de fusíveis, ocompartimento do mecanismo operacional, e ocompartimento de cabos(material rodante).

O compartimento da chave abriga vários circuitos funcionais (incluindo chaves de aterramento e chaves de carga) selados dentro de um invólucro metálico, juntamente com os barramentos que conectam esses circuitos. O gabinete é soldado em chapa de aço-laminada a frio de 3 mm (ou chapa de aço inoxidável). Cada circuito funcional inclui uma chave de carga e uma chave de aterramento. A chave de carga consiste em um sistema de contato móvel verticalmente e um contato estacionário localizado na extremidade inferior. Quando a chave é fechada, o contato móvel se move para baixo, completando o circuito. A chave de aterramento compreende uma lâmina de contato móvel e uma lâmina de contato estacionária; fecha rapidamente durante a operação da mola. Quatro orifícios retangulares de processo de montagem estão localizados nas partes superior e traseira do compartimento de interruptores. Uma janela de observação é instalada na parte frontal da RMU, permitindo a confirmação visual da posição “aberta” ou “fechada” da chave de aterramento. Um dispositivo-à prova de explosão é instalado na parte traseira da RMU.

O interruptor de carga utiliza uma estrutura interna de extinção de arco-do tipo puffer, proporcionando forte capacidade de-extinção de arco sem afetar o isolamento de fase-a{3}}fase ou de fase-a-terra. Tanto os contatos móveis quanto os estacionários são equipados com contatos de arco, aumentando significativamente o número de operações de comutação permitidas.

O compartimento do fusível e do interruptor de carga formam o circuito de proteção do transformador. O fusível limitador de-corrente de alta tensão-está alojado dentro de um invólucro de isolamento fundido em resina epóxi. Quando o fusível queima, ele ejeta um percussor, acionando a abertura da chave de carga.

O compartimento do mecanismo operacional está localizado no painel frontal da RMU. Para cada circuito funcional, a chave de carga é equipada com um mecanismo de operação manual (ou elétrico) carregado por mola-e a chave de aterramento é equipada com um mecanismo de operação manual-carregado por mola. O painel possui botão giratório para operação de fechamento da chave de carga e abertura manual, além de furos de manobra para abertura e fechamento da chave de aterramento. Ele também inclui luzes indicadoras para a posição aberta/fechada da chave de carga, botões elétricos de abertura/fechamento, um diagrama mímico, sinalizadores de exibição de status da chave e posições de travamento. A operação da chave de carga e da chave de aterramento é interligada para evitar mau funcionamento.

 

1.4 Designação do Modelo
A designação do modelo para uma unidade principal de anel é geralmente definida da seguinte forma:

XGW/N□-12 (F ou F · R)/630-20

Onde:

X-- Fechado (Quadro de distribuição)

G-- Fixo

W-- Ar livre

N-- Interior

F-- Interruptor principal equipado com um interruptor de carga

F · R-- Interruptor principal equipado com uma combinação interruptor-fusível de carga

12-- Tensão nominal (12 kV)

630-- Corrente nominal do barramento principal (630 A)

20-- Corrente suportável nominal de curta duração (20 kA)

 

1.5 Principais parâmetros técnicos

 

Por exemplo:Jinneng elétricoPainel de distribuição da unidade principal de anel XGN口-12:

Item			Unidade	Interruptor de carga	Unidade elétrica combinada	Unidade disjuntor
Tensão nominal			kV		12/24
Frequência nominal			Hz		50/60
Corrente reted do barramento principal			A		630,1250
Corrente avaliada			A	630	125	630,1250
Corrente nominal de interrupção-de curto-circuito			ka		31.5	20,25/30
Corrente nominal de curto-circuito (pico)			ka	50	80	50,63
Corrente suportável de curto-tempo nominal		Loop principal 4s loop de terra 4s	ka	20		20,25
		Circuito de conexão à terra 4s		17.4		17.4,21.7
Corrente suportável de pico nominal		Loop de aterramento do loop principal	ka	50		50,63
		Circuito de conexão à terra		43.5		43.5/54.6
Corrente de transferência nominal			A	1750(12kV)/1400(24kV)
Capacidade de quebrar e fechar				Nível E3		Nível E2
Nível de isolamento nominal	tensão suportável de frequência de energia	Fase-para-terra/fase-para{3}}fase	kV	42(12kV)/65(24kV)
		Folga de vácuo/lacuna de isolamento		48(12kV)/79(24kV)
	Tensão suportável de impulso de raio (pico)	Fase-para-terra/fase-para{3}}fase		75(12kV)/125(24kV)
		Folga de vácuo/lacuna de isolamento		85(12kV)/145(24kV)
Circuito auxiliar Tensão suportável de frequência de energia de 1min			kV	2
Corrente nominal de interrupção do banco de capacitores simples/de volta-para{1}}de volta			A			400
Bancos de capacitores nominais fechando corrente de irrupção			ka			20(50Hz)
Vida mecânica		Chave de carga, chave combinada	Tempos	5000/3000	5000/3000
		Disjuntor, interruptor de isolamento				10000/3000
Pressão nominal do gás SF₆ (valor relativo de 20 graus)		Nível de projeto e nível de preenchimento nominal	MPa	0.04
		Nível funcional mínimo		0.02
		Pressão operacional do dispositivo de liberação de pressão		0.14
Classe de proteção		Compartimento de gás selado		IP67
		Carcaça do quadro		IP4X
Desempenho de vedação				Taxa de vazamento anual menor ou igual a 0,01%

Nota: os parâmetros acima são valores típicos, nossa empresa reserva-se o direito de interpretação final.Contate-nos

 

2.1 Princípio de funcionamento e recursos

 

Rede principal de anel
Uma rede principal em anel refere-se a uma rede de distribuição radial configurada em circuito fechado. A fonte de alimentação alimenta esse circuito e a energia é distribuída do circuito para os alimentadores de saída por meio de um painel de distribuição de alta-tensão. A vantagem é que cada ramo de distribuição pode extrair energia do lado esquerdo ou do lado direito do circuito. Caso ocorra uma falta no lado esquerdo, o ramal continua recebendo energia do lado direito e vice-versa. Assim, mesmo com uma única fonte de energia alimentando o circuito, cada ramo de distribuição se beneficia de um nível de redundância semelhante à fonte de alimentação-dupla, aumentando a confiabilidade da fonte de alimentação.

Conceito de "Unidade Principal de Anel" (RMU)
Uma "Unidade Principal em Anel" é o gabinete do quadro instalado para cada ramal de distribuição (gabinete do alimentador de saída). O barramento dentro deste gabinete é simultaneamente parte do próprio anel principal. Em outras palavras, o anel principal é formado pela conexão em série dos barramentos de cada gabinete de saída. Cada gabinete individual é chamado de “Unidade Principal de Anel”. O conceito de “anel” só é aparente quando múltiplas unidades estão conectadas; uma única unidade vista isoladamente não mostra inerentemente seu papel em um anel.

Essas RMUs normalmente têm correntes nominais baixas. Portanto, em vez de disjuntores complexos, as chaves de alta-tensão usadas em RMUs geralmente são simples chaves de carga de alta-tensão combinadas com fusíveis de{3}}alta tensão. Essencialmente, o principal dispositivo de comutação em uma RMU é uma chave de carga. Ele lida com correntes de carga normais, enquanto os fusíveis interrompem correntes de curto-circuito. Esta combinação substitui a função de disjuntor, embora dentro de certos limites de capacidade.

Esse conjunto de manobra também pode ser usado em sistemas de distribuição que não sejam-de anel. Devido à sua ampla aplicação, o termo "Unidade principal em anel" evoluiu além de sua definição estrita de rede-em anel e agora é comumente usado para se referir a qualquer gabinete de manobra de alta-tensão que usa uma chave de carga como dispositivo de comutação principal.

Configuração e componentes típicos
Uma RMU normalmente consiste em três compartimentos: dois para entrada/saída do cabo anelar e um para o circuito do transformador.

Chave de carga SF6:Reconhecido como um excelente interruptor de carga. Além da longa vida elétrica e da forte capacidade de interrupção (semelhante aos interruptores de carga a vácuo), suas principais vantagens incluem a fácil realização deoperação em três-posições (conectado, desconectado e aterrado), capacidade de interromper pequenas correntes (indutivas, capacitivas) e forte resistência a condições ambientais adversas. É adequado para ampla aplicação em redes de distribuição de média-tensão urbanas e rurais.

Função do interruptor de carga:Um interruptor de carga é um dispositivo de comutação com um mecanismo simples de-extinção de arco. Uma chave de carga SF6 usa gás SF6 para isolamento e extinção de arco. Ele é usado para estabelecer e interromper correntes de carga, correntes de sobrecarga, bem como energizar e desenergizar-linhas sem{6}}carga, transformadores sem{7}}carga e bancos de capacitores. Chaves de carga de três-posições (com funções conectadas, desconectadas e aterradas) apresentam estrutura simples e baixo custo. No entanto, um interruptor de carganão pode interromper correntes-de curto-circuito.

Combinação de chave de carga SF6 + fusível
Este aparelho combinado utiliza a chave de carga SF6 para lidar com correntes de carga normais e correntes de sobrecarga (dentro de sua capacidade nominal de interrupção), incluindo a interrupção de "correntes de transferência". Os fusíveis limitadores de-corrente de alta tensão-são responsáveis ​​pela proteção contra-curto-circuito e proteção contra sobrecarga no lado de alta-tensão do transformador. Nesta configuração, com uma chave de carga SF6 e três fusíveis equipados com percussores, a operação de qualquer percussor aciona um mecanismo que desarma automaticamente todas as três fases da chave de carga simultaneamente.
Esta combinação atende efetivamente aos requisitos operacionais e de proteção dos sistemas de distribuição sob diversas condições normais e de falha.

Tipos de RMUs
As RMUs podem ser categorizadas em tipos internos e externos:

RMUs internas:Normalmente usado para distribuição de energia no lado de alta-tensão, consistindo em gabinetes de entrada, gabinetes de medição, gabinetes PT (transformadores de potencial) e gabinetes de saída de transformadores. Para usuários com requisitos de alta demanda de energia, a fonte de entrada deve usar um gabinete de transferência-dupla de fonte de energia.

RMUs externas:Comumente usado em redes elétricas urbanas, geralmente empregando RMUs de SF6{0}}comuns. A principal característica deste tipo é o seu alto grau de proteção, capaz de atingir IP67, tornando-o adequado para uso externo e capaz de resistir à submersão-de curto prazo.

Esquema de Fornecimento Principal do Anel
Um esquema típico de fornecimento de anel principal envolve um anel de entrada, um anel de saída e dois a três circuitos alimentadores de saída, formando um modo de fornecimento principal de anel "mão-em-mão". Para garantir confiabilidade e continuidade, a energia é fornecida através de dois alimentadores de entrada, criando um circuito. Utilizando chaves de carga SF6 com três posições (fechado, aberto, aterrado) para controle de linha e transformador. Um único gabinete não forma uma rede em anel; são necessários pelo menos três gabinetes (por exemplo, dois comutadores de entrada/anel e um comutador de saída/transformador) conectados a fontes de energia para formar uma configuração básica de unidade principal em anel.

Para aumentar a confiabilidade do fornecimento de energia e permitir que os usuários obtenham energia em duas direções, a rede de distribuição é frequentemente conectada em loop. Este método é chamado de alimentação principal em anel. Em sistemas de distribuição CA de 10kV para empresas industriais/de mineração, áreas residenciais, portos e edifícios-altos, devido às capacidades de carga moderadas, os circuitos de alta-tensão são frequentemente controlados por interruptores de carga ou contatores a vácuo, protegidos por fusíveis de-alta tensão. Esses sistemas normalmente usam alimentação principal em anel, e o painel de-alta tensão usado é convencionalmente chamado de Unidades Principais em Anel.

Além de fornecer energia para sua própria subestação, abarramento de alta-tensãode uma RMU também carrega oatravés do-atualda rede em anel (ou seja, corrente que passa pelo barramento desta subestação para alimentar uma subestação adjacente). Portanto, a seção transversal-do barramento deve ser selecionada com base na soma da corrente de carga da subestação local e da rede em anel através-da corrente para evitar sobrecarga durante a operação. A atual série de produtos RMU incluiUnidade principal do anel de fusão primário e secundário XGW-12, GTXGN-12(C,V,F,PT)Unidade principal de anel de isolamento sólido GTXGN-12 , Painel de distribuição isolado a gás XGN-12 SF6,XGN-12,XGN-12(C,V,F)

Aplicação e recursos externos
As RMUs são simples de instalar e ocupam um espaço pequeno, convenientemente colocadas nas margens das estradas, em áreas residenciais ou em cinturões verdes urbanos. Eles são amplamente utilizados em parques industriais, ruas, bairros residenciais e centros comerciais movimentados para recebimento e distribuição de energia.

RMUs externas geralmente usam vacuostatos como dispositivo de interrupção, com isolamento-comum de gás SF6. Isso resulta em uma estrutura compacta, tamanho reduzido e aparência esteticamente agradável que pode combinar com o ambiente. Adotando um conceito totalmente vedado e totalmente isolado, unidades como a RVAC RMU abrigam todas as peças de comutação, incluindo todas as peças e mecanismos energizados de alta-tensão, completamente vedados dentro do tanque principal, não afetados por condensação ou poluição externa. A classificação de proteção do tanque principal pode chegar a IP67 e, quando equipado com conectores de cabo à prova d'água e palpáveis, ele protege eficazmente contra inundações ocasionais em áreas chuvosas.

 

3.1 Manutenção

A inspeção da unidade principal do anel é necessária nas seguintes circunstâncias:

Após 100 operações-com carga total, a resistência do circuito principal e o nível de isolamento do interruptor de carga devem ser verificados e, com base na condição, considere enviá-lo ao fabricante para revisão.

Após 10.000 operações sem{2}}carga, as características mecânicas e a operação mecânica da chave de carga devem ser verificadas.

Registre regularmente o valor indicado no manômetro do gás SF6. De acordo com a curva do estado do gás SF6, reabasteça o gás imediatamente com base na condição. Em condições normais, a unidade não deverá necessitar de reabastecimento de gás durante 15 anos.

Inspecione regularmente a unidade principal do anel em busca de quaisquer condições anormais. Se algum for encontrado, tome medidas oportunas.

O pessoal operacional deve estar familiarizado com todas as partes da unidade principal do anel, incluindo seu desempenho estrutural, instalação, etc.

3.2 Operação e Tratamento de Falhas

3.2.1 Inspeção pré-ligada-de inicialização
Antes de energizar, inspecione exaustivamente todos os componentes da unidade principal do anel quanto ao desempenho elétrico, nível de isolamento, fiação correta e confiabilidade dos intertravamentos anti-mal funcionamento. Após a inspeção, se considerada satisfatória, conecte a fonte de alimentação e observe o funcionamento dos instrumentos indicadores. Se estiver normal, a unidade pode ser colocada em serviço.

3.2.2 Operação Normal
Durante a operação normal, a chave de carga deve estar na posição fechada, a chave de aterramento na posição aberta e o painel da porta frontal no estado fechado.

3.2.3 Falha no Cabo
No caso de falha no cabo, primeiro abra (desarme) a chave de carga dentro desse gabinete específico. Depois, o painel da porta frontal pode ser aberto para inspeção e reparo interno. Observe que o barramento principal na seção superior permanece energizado. Se os fusíveis precisarem ser substituídos, siga a mesma sequência operacional descrita acima.