Що таке елегазовий розподільчий пристрій (ЕІР)?

Газоізольовані розподільні пристрої (ГІП)являє собою компактний, металевий корпус електричного розподільчого пристрою.

Усі основні струмопровідні частини герметично заповнені в середовищі під тиском, заповненому ізоляційним газом. Це дуже відрізняється від традиційних повітряно-ізольованих розподільчих пристроїв (ПІР) через свої малі розміри. Ця технологія може зменшити розмір підстанції до 90% порівняно зі звичайними ПІР.

Основним ізоляційним газом історично був гексафторид сірки (SF₆). Однак зараз промисловість швидко переходить до більш екологічно чистих варіантів. Незалежно від використовуваного газу, елегазовий розподільчий пристрій виконує основні функції, необхідні в будь-якій енергосистемі:

• Для контролю потоку енергії.
• Для захисту електрообладнання від несправностей.
• Для ізоляції кіл для технічного обслуговування.

Як працює ГІС

Тут ми розглянемо дві ключові ролі, які відіграє ізоляційний газ у забезпеченні ефективності елегазових розподільчих пристроїв: ізоляція та гасіння дуги.

Вища діелектрична міцність

Електрична міцність – це здатність матеріалу витримувати напругу без руйнування.

Ізоляційний газ, який використовується в ГІС, традиційно SF₆, має сильні електронегативні властивості. Це означає, що він легко захоплює вільні електрони, які в іншому випадку могли б ініціювати електричний розряд.

Ця особливість, у поєднанні з тиском усередині корпусу, забезпечуєчудові діелектричні властивості газу SF₆.

Він працює як ізолятор набагато краще, ніж повітря, тому провідні частини можна безпечно розміщувати набагато ближче одна до одної.

Приборкання електричної дуги

Коли автоматичний вимикач має зупинити струм короткого замикання, він створює потужну електричну дугу. Ізоляційний газ відіграє ключову роль у гасінні цієї дуги. Ось як працює цей процес:

1. Виявлення несправностей:Реле захисту системи виявляють перевантаження по струму або коротке замикання та сигналізують про спрацювання автоматичного вимикача.
2. Розділення контактів:Коли механічні контакти автоматичного вимикача розходяться, між ними утворюється електрична дуга.
3. Газовий вибух:Механізм всередині автоматичного вимикача подає струмінь ізоляційного газу високого тиску безпосередньо на шлях дуги.
4. Охолодження та гасіння дуги:Газ швидко охолоджує дугу та поглинає її теплову енергію. Його електронегативна природа допомагає знову об'єднати іонізовані частинки, гасячи дугу та зупиняючи струм.
5. Ізоляція системи:Тепер коло безпечно знеструмлене та розімкнуте.

Рішення для середньої напруги

Ерозійний розподільний пристрій (YRM6-12/24)

• Повністю герметична конструкція:Газовий резервуар з нержавіючої сталі, заповнений елегазом (SF6), для повної ізоляції від навколишнього середовища.
• Компактний розмір:Модульна конструкція з можливістю максимального розширення, ідеально підходить для проектів з обмеженим простором.
• Надзвичайна надійність:Стабільна робота у високогірних, вологих та агресивних середовищах.
• Відповідність:Розроблено відповідно до міжнародних стандартів IEC для довготривалої стабільності живлення.

Дізнатися більше →

Всередині корпусу ГІС

Елегазовий розподільчий пристрій – це високоінтегрована модульна система. Кілька ключових функціональних блоків розміщені разом у герметичному корпусі.

Зазвичай у відсіку ГІС ми знаходимо такі основні компоненти:

• Автоматичні вимикачі:Активний пристрій для переривання нормальних струмів та струмів короткого замикання.
• Роз'єднувачі (ізолятори) та заземлювачі:Використовується для створення безпечного ізоляційного зазору для технічного обслуговування та для надійного заземлення ізольованих ділянок.
• Шини:Головні провідники, що передають енергію між різними секціями розподільчого пристрою.
• Вимірювальні трансформатори (ТТ та ТН):Трансформатори струму та напруги забезпечують сигнали для вимірювання, моніторингу та захисних реле.
• Герметичний металевий корпус:Заземлений алюмінієвий або сталевий корпус, який містить усі струмоведучі частини та ізоляційний газ, забезпечуючи безпеку операторів та захищаючи обладнання від впливу навколишнього середовища.
• Система моніторингу газу:Критично важливий запобіжний пристрій, який безперервно відстежує щільність і тиск газу, попереджаючи операторів про будь-які потенційні витоки.

Порівняння ГІС та АІС

Щоб зрозуміти цінність елегазових розподільчих пристроїв, корисно порівняти їх безпосередньо з повітряно-ізольованими розподільчими пристроями. Елегазові розподільчі пристрої пропонують значні переваги в надійності та обслуговуванні, але мають вищі початкові витрати.

Більш зелене майбутнє для ГІС

Найбільшою зміною в сучасній технології розподільчих пристроїв з газовою ізоляцією є відмова від елегазу₆ для вирішення екологічних проблем.

Екологічний виклик SF₆

SF₆ чудово працює як технічний газ, але він також є найпотужнішим парниковим газом, відомим науці. Його потенціал глобального потепління (ПГП) більш ніж у 24 000 разів перевищує потенціал CO₂. Він також може залишатися в атмосфері понад 3000 років.

Суворі екологічні правила, такі як Регламент ЄС щодо флюорованих газів, прискорюють ці зміни, оскількиПровідні виробники розробляють рішення без SF₆Ці рішення спрямовані на збереження того ж рівня продуктивності, одночасно зменшуючи шкоду для навколишнього середовища.

Зустрічайте еко-альтернативи

Зараз у польових умовах використовується нове покоління екологічно чистих ізоляційних газів. Ці варіанти пропонують аналогічні характеристики зі значно меншим впливом на навколишнє середовище.

Серед основних варіантів, які ми бачимо сьогодні, є:

• г³ (зелений газ для мережі):Газова суміш на основі фторнітрилу, яка знижує GWP (потенціал глобального потепління) понад 99% порівняно з SF₆.
• Суміші сухого повітря / CO₂:Вони пропонують рішення з нульовим GWP, використовуючи очищене повітря, азот та вуглекислий газ як ізоляційне середовище.
• Суміші на основі фторкетонів:Ще один тип синтетичного газу, який також забезпечує значне зниження GWP.

Ці технології вже не просто тестуються. Комунальні підприємства активно використовують їх у нових проектах, включаючи гази природного походження для нових установок ГІС та інші варіанти без використання елегазу.

Основні ГІС-додатки

Унікальні переваги розподільчих пристроїв з газовою ізоляцією роблять їх найкращим, а іноді й єдиним вибором для низки критично важливих застосувань.

• Міські підстанції:Там, де земля дуже дорога або її важко знайти, невеликий розмір ГІС є надзвичайно важливим.
• Офшорні вітрові електростанції та прибережні райони:Герметичний корпус забезпечує повний захист від солоного повітря та вологи, забезпечуючи надійну роботу обладнання в суворих морських умовах.
• Підземні та внутрішні установки:ГІС добре працює для підстанцій у підвалах, тунелях або будівлях, де безпека та обмежений простір є головними проблемами.
• Промислові об'єкти:У місцях із сильним запилом або хімічним забрудненням герметична конструкція блокує забруднення та забезпечує стабільну роботу.
• Гідроелектростанції:Їх часто будують у горах або печерах, де простір дуже обмежений.

Висновок: Незмінна цінність ГІС

Елегазові розподільчі пристрої довели свою цінність завдяки своїм ключовим перевагам: малим розмірам, високій надійності, кращій безпеці та низьким потребам в обслуговуванні. Хоча технологія змінюється, щоб зменшити свій вплив на навколишнє середовище шляхом відмови від SF₆, її основна конструкція залишається основою сучасних енергосистем.

ГІС має важливе значення для побудови потужної, просторово ефективної електричної інфраструктури. Вона допомагає забезпечити доступ до відновлюваної енергії в густонаселених міських районах та представляємайбутнє технології розподільчих пристроїв, поєднуючи високі показники з підвищенням екологічних стандартів.