Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí và thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí thực hiện các nhiệm vụ cơ bản giống nhau—đóng cắt, bảo vệ, cách ly và phân phối—nhưng sử dụng các phương pháp cách điện khác nhau. GIS bao bọc các bộ phận chính trong các mô-đun cách điện bằng khí kín hoặc vật liệu cách điện thay thế. AIS chủ yếu dựa vào khoảng cách không khí trong các vỏ kim loại hoặc trạm biến áp ngoài trời. Hướng dẫn này soصة diện tích chiếm dụng, độ tin cậy, việc bảo trì, môi trường, độ an toàn và chi phí vòng đời.
Tủ điện cách điện bằng không khí là gì?
AIS sử dụng không khí khí quyển làm lớp cách điện bên ngoài chính giữa các bộ phận mang điện và mặt đất. AIS trung thế trong nhà thường có các khoang máy cắt, thanh cái, cáp và hạ thế riêng biệt. AIS cao thế ngoài trời sử dụng các thanh dẫn thanh cái và thiết bị được ngăn cách bởi khoảng hở không khí mở.
Ưu điểm của nó bao gồm kết cấu dễ nhìn thấy, bảo trì quen thuộc, khả năng tiếp cận linh kiện dễ dàng hơn và chi phí thiết bị ban đầu thường thấp hơn. Nhược điểm của nó là chiếm nhiều diện tích hơn và dễ bị ảnh hưởng bởi bụi, muối, độ ẩm, sự ngưng tụ hơi nước và động vật nhỏ nếu lớp vỏ hoặc tòa nhà không được kiểm soát.
Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí là gì?
GIS bao bọc các dây dẫn chính, thiết bị đóng cắt và thanh cái bên trong các khoang kín được nối đất. Môi trường cách điện được kiểm soát cho phép khoảng cách ly nhỏ hơn, tạo ra thiết bị nhỏ gọn có khả năng chống ô nhiễm từ bên ngoài. GIS phổ biến ở những nơi đất đai đắt đỏ, không gian hạn chế hoặc môi trường khắc nghiệt.
So sánh GIS và AIS
| Yếu tố | Hệ thống thông tin địa lý | AIS |
|---|---|---|
| Dấu chân | Nhỏ gọn | Lớn hơn |
| Tiếp xúc với môi trường | Các bộ phận chính đã được niêm phong | Tiếp xúc nhiều hơn với không khí và sự ô nhiễm |
| Truy cập trực quan | Hạn chế | Lớn hơn |
| Bảo trì sơ cấp định kỳ | Thường thấp hơn | Nhìn chung dễ tiếp cận hơn |
| Dịch vụ chuyên biệt | Kỹ năng về hệ thống khí/mô-đun kín | Kỹ năng cách điện không khí thông thường |
| Chi phí thiết bị ban đầu | Thường cao hơn | Thường thấp hơn |
| Chi phí đất/tòa nhà | Thường có chi phí chiếm diện tích thấp hơn | Yêu cầu không gian lớn hơn |
Diện tích và Bố cục
GIS có thể giảm đáng kể chiều rộng khoang và diện tích xây dựng. Tuy nhiên, tổng diện tích mặt bằng của dự án phải bao gồm các đầu cáp, các vùng khí, hệ thống giảm áp, không gian cẩu lắp và các phần mở rộng trong tương lai. AIS cần khoảng cách cách điện lớn hơn nhưng có thể cung cấp khả năng tiếp cận trực tiếp và các giao diện tòa nhà đơn giản hơn.
Độ tin cậy trong môi trường khắc nghiệt
Thiết bị đóng cắt bọc khí cách điện (GIS) rất hấp dẫn đối với các khu vực nhiễm mặn ven biển, ô nhiễm công nghiệp, bụi bẩn, độ ẩm cao và các địa điểm ngầm chật hẹp. AIS cũng có thể hoạt động đáng tin cậy khi lớp vỏ bọc, bộ sưởi, thông gió, khoảng cách rò điện và việc bảo trì phù hợp với môi trường. Cả hai công nghệ này đều không bù đắp được cho việc bịt kín cáp kém hoặc việc kiểm soát phòng không đầy đủ.
SF6 và các cân nhắc về môi trường
SF6 có các đặc tính cách điện và dập hồ quang xuất sắc nhưng tác động làm nóng lên toàn cầu rất cao. Các dự án sử dụng SF6 nên xác định giới hạn rò rỉ, giám sát mật độ, xử lý được đào tạo, thu hồi, báo cáo và xử lý cuối vòng đời. Các quy định khác nhau và tiếp tục tiến hóa.
Các thiết kế thay thế sử dụng hỗn hợp khí có GWP thấp hơn, không khí sạch, ngắt mạch chân dung và cách điện rắn. Khái niệm “không chứa SF6” không tự động chứng minh sự ưu việt toàn diện về môi trường; hãy so sánh môi chất cách điện, việc sử dụng vật liệu, tổn thất, tuổi thọ, khả năng sửa chữa và khả năng tái chế.
Bảo trì và Chẩn đoán
Bảo trì AIS bao gồm vệ sinh, kiểm tra cách điện, bảo dưỡng cơ cấu, đo điện trở tiếp xúc, thời gian cắt đóng máy cắt, chụp ảnh nhiệt và đánh giá phóng điện cục bộ. GIS làm giảm sự tiếp xúc của các bộ phận chính nhưng yêu cầu kiểm tra mật độ/áp suất, giám sát rò rỉ, bảo dưỡng cơ cấu và can thiệp chuyên문 nếu một thành phần kín bên trong bị hỏng.
Hồ quang nội bộ và An toàn cho người vận hành
Cả GIS và AIS đều có thể được thử nghiệm về khả năng chịu hồ quang nội bộ. Cần chỉ định các phía tiếp cận, dòng điện hồ quang, thời gian và điều kiện lắp đặt. Ống xả áp suất và thể tích phòng phải phù hợp với bố trí đã thử nghiệm. Phân loại hồ quang nội bộ giúp giảm thiểu hậu quả trong các điều kiện xác định nhưng không thay thế cho việc cách ly, nối đất, vận hành từ xa và các quy trình làm việc an toàn.
Chi phí vòng đời
So sánh thiết bị, đất đai/tòa nhà, việc lắp đặt, sự cố, bảo trì, quản lý khí, phụ tùng, đào tạo và thanh lý. GIS có thể biện minh cho giá mua cao hơn bằng cách giảm diện tích chiếm dụng và chi phí bảo trì môi trường. AIS có thể mang lại chi phí thấp hơn và việc sửa chữa dễ dàng hơn khi không gian và điều kiện thuận lợi.
Tùy chọn sản phẩm
Đối với thiết bị đóng cắt cách điện không khí (AIS) bọc kim loại 12 kV thông thường, hãy xem xét Tủ điện trung thế KYN28A-12. Mạng kín nhỏ gọn có thể sử dụng Tủ RMU thân thiện với môi trường LBHB-12. Đối với các ứng dụng 40,5 kV, hãy so sánh KYN61-40.5 AIS với Tủ đóng cắt mạng vòng kín HC-40.5.
Danh sách kiểm tra lựa chọn
- Điện áp, dòng điện, điện trở cách điện và định mức sự cố.
- Phòng/đất có sẵn và khả năng mở rộng trong tương lai.
- Ô nhiễm, độ ẩm, độ cao và nhiệt độ.
- Yêu cầu về hồ quang nội bộ và giải áp.
- Bảo vệ, cáp và giao tiếp truyền thông.
- Quy định khí đốt địa phương và các mục tiêu môi trường.
- Kỹ năng bảo trì, phụ tùng và chiến lược dừng máy.
- Chi phí toàn vòng đời và kế hoạch cuối vòng đời.
Các thành phần chính của thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí
GIS tích hợp các thanh cái, máy cắt, dao cách ly, dao nối đất, máy biến dòng (CT), máy biến áp điện áp (VT), đầu cáp hoặc đầu sứ và các khoang khí trong các vỏ bọc kim loại nối đất. Hệ thống giám sát mật độ hoặc áp suất, các khóa liên động và các thiết bị giảm áp là một phần của hệ thống an toàn chính.
Các câu hỏi cần đặt ra trước khi chọn GIS
Xác nhận nhu cầu về diện tích và mở rộng, chính sách về khí hoặc vật liệu cách điện thay thế, các cam kết về độ rò rỉ, báo cáo môi trường, các mô-đun dự phòng, giao diện cáp, chiến lược sự cố và năng lực dịch vụ tại chỗ. Kích thước nhỏ gọn rất có giá trị, nhưng khả năng tiếp cận trong suốt vòng đời và việc bổ sung ngăn lộ trong tương lai có thể chi phối quyết định của dự án.
Tài liệu kỹ thuật và đọc thêm
Các nguồn độc lập sau đây hỗ trợ các tiêu chuẩn, thuật ngữ, phép tính và bối cảnh an toàn được thảo luận trong hướng dẫn này:
- Tiêu chuẩn thiết bị đóng cắt bọc kim loại IEC 62271-200 — Phạm vi, phân loại, điều kiện dịch vụ, thử nghiệm hồ quang nội bộ, các khóa liên động và các yêu cầu đối với thiết bị đóng cắt bọc kim loại dòng điện xoay chiều lên đến 52 kV.
- Tiêu chuẩn IEEE C37.121 hướng dẫn về trạm biến áp hợp bộ đóng cắt — Hướng dẫn phối hợp cho các khoang tủ đóng cắt và máy biến áp trong trạm biến áp trọn bộ ba pha.
- Các yêu cầu về an toàn điện năng của OSHA — Các yêu cầu an toàn đối với công tác thi công có liên quan đến thiết bị truyền tải và phân phối điện.
