Các đơn vị chính (RMU) trong việc phân phối điện Đây là các cụm điện áp trung bình nhỏ gọn được sử dụng để chuyển mạch, bảo vệ và phân đoạn các đường dây cấp điện vòng hoặc đường dây cấp điện mặt. Một RMU thường kết hợp các công tắc ngắt tải, công tắc đất, đầu nối cáp và—nếu cần—một thiết bị tách điện trở hoặc thiết bị ngắt mạch. Hướng dẫn này giải thích các trạng thái hoạt động, cấp điện, bảo vệ, lắp đặt, bảo trì và lựa chọn mua của RMU cho các mạng phân phối.
Sơ lược về lựa chọn RMU
- Trước khi so sánh các mẫu, hãy xác nhận điện áp, dòng điện liên tục, khả năng chịu tải trong thời gian ngắn và khả năng ngắt điện khi có sự cố.
- Phối hợp hệ thống cách nhiệt RMU với thiết bị bảo vệ phù hợp với độ ẩm, bụi bẩn, muối, độ cao và điều kiện tiếp cận.
- Biểu đồ một dòng hiển thị các thiết bị chuyển mạch vòng đồng bộ, bảo vệ biến áp, nối đất và chỉ báo từ xa.
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.
Chu trình vận hành và các thiết bị khóa của RMU
Trước khi kích hoạt một RMU, hãy đảm bảo rằng lịch trình chuyển mạch đã được phê duyệt xác định vị trí của nguồn cấp điện, tải điện, thiết bị tách biến áp và công tắc nối đất. Đường dẫn vòng thông thường sẽ mở ở một điểm trong quá trình hoạt động bình thường, sau đó đóng lại tại một điểm khác sau khi xảy ra sự cố để khôi phục nguồn cung cấp. Hệ thống khóa phải ngăn công tắc nối đất đóng vào dây dẫn đang được cấp điện và ngăn công tắc ngắt tải hoạt động bên ngoài phạm vi hoạt động được chỉ định. Các chỉ báo chính phải được hiển thị rõ ràng tại địa phương và, khi được quy định, thông qua các tiếp điểm từ xa.
Cài đặt bảo vệ không thể hoán đổi cho nhau giữa một RMU và thiết bị chuyển mạch phía trước. Cài đặt tách nối có thể sử dụng đường cong cầu chì được phối hợp với sự gia tăng tải của máy biến áp, trong khi đó, cài đặt tách nối bằng cầu chì cần có thiết lập về bộ thu tiếp nhận, độ trễ thời gian và thiết lập lỗi đất. Xác nhận việc liên kết màn hình cáp, vị trí CT chuỗi không nối và triết lý lỗi đất của nhà cung cấp dịch vụ. Lưu lại các cài đặt cuối cùng trên bản vẽ khi hoàn thành công trình.
Danh sách kiểm tra lắp đặt và vận hành
Kiểm tra nền móng, hệ thống neo, rãnh cáp, bán kính uốn tối thiểu, bộ dụng cụ xác định pha và kết nối trước khi máy RMU đến. Giữ độ cao của thiết bị và bảo vệ các ống dẫn khỏi bụi và độ ẩm trong quá trình đấu dây. Trong quá trình vận hành, kiểm tra các dữ liệu mô-men xoắn, điện trở cách điện, điện trở tiếp xúc, vận hành cơ học, các khóa an toàn, trình tự pha, liên kết với đất và các chỉ báo từ xa. Chỉ thực hiện các thử nghiệm điện áp cao hoặc chịu đựng tải khi sử dụng phương pháp, giới hạn thử nghiệm và thiết bị kiểm soát cách ly đã được phê duyệt.
Đối với các thiết bị RMU cách điện bằng khí, hãy ghi lại thông số của vật liệu trên nhãn, độ dày hoặc chỉ số áp suất và bất kỳ thiết bị báo động nào. Đừng cho khí thoát ra hoặc mở cửa khoang kín mà không có quy trình của nhà sản xuất và nhân viên được đào tạo. Đối với các thiết kế cách điện bằng chất rắn hoặc cách điện bằng không khí, hãy kiểm tra các cửa chớp, rào chắn, máy sưởi và các thiết bị kiểm soát ngưng tụ. Khoảng thời gian bảo trì nên tuân theo nhiệm vụ và môi trường làm việc chứ không chỉ dựa vào lịch chung chung.
Bảo trì và chẩn đoán sự cố
Việc bảo trì định kỳ bao gồm việc kiểm tra trực quan, làm sạch khoang cáp, kiểm tra hoạt động của công tắc, kiểm tra hoạt động của công tắc đất, kiểm tra các đèn báo hiệu và xác nhận nhãn mác. Nghiên cứu về các báo động báo hiệu xả điện một phần, nhiệt độ bất thường, mất áp lực, độ ẩm hoặc các trường hợp bảo vệ bất thường trước khi đưa thiết bị trở lại hoạt động. Một phần tử bị hỏng có thể thường được tách riêng ra trong khi phần tử còn hoạt động bình thường, nhưng kế hoạch chuyển mạch phải được phê duyệt và cáp bị lỗi phải được xác nhận là đã chết.
Khi định rõ cấu hình RMU, hãy yêu cầu cung cấp các chứng từ về thử nghiệm loại, hồ sơ thử nghiệm thông thường, phân loại theo dòng điện bên trong khi cần thiết, tính sẵn có các phụ tùng thay thế, thời gian đáp ứng dịch vụ và hướng dẫn về việc ngừng hoạt động. So sánh tổng chi phí lắp đặt—phụ kiện cáp, công tác dân dụng, bảo vệ, giám sát và đào tạo—không chỉ là giá của thiết bị đóng hộp. Những kiểm tra này giúp giảm thiểu rủi ro khi chọn một thiết bị nhỏ gọn không thể được bảo trì an toàn trong mạng lưới thực tế.
Video kỹ thuật trung lập
Video giáo dục mang tính trung lập này cung cấp thông tin cơ bản về hoạt động của thiết bị chuyển đổi điện áp trung thế. Hãy sử dụng các bản vẽ dự án, hướng dẫn sản xuất và quy trình của người có trình độ chuyên môn để vận hành thiết bị RMU thực tế.
Cuối cùng, hãy ghi lại các điểm mở thông thường, đường cấp điện dự phòng, các điểm nối đất và quyền điều khiển công tắc trên một sơ đồ mạng đơn giản. Một sơ đồ rõ ràng sẽ giúp nhân viên bảo trì khôi phục nguồn cấp điện mà không cần vô tình ngắt hai nguồn. Bao gồm số sê-ri của máy RMU, các mã nhận dạng cáp, cài đặt bảo vệ và ngày thử nghiệm mới nhất để đội ngũ kỹ thuật có thể xác định đúng khoang trước khi bắt đầu công việc.
