Unidad principal de anillo de 10 kV

La unidad principal en anillo de 10 kV es una pieza crítica del equipo en los sistemas de distribución de energía. Su función principal es transmitir de manera estable electricidad de alto-voltaje a 10 kV o 35 kV a los usuarios finales. Además, monitorea continuamente los transformadores dentro del sistema de energía y los controla para asegurar su normal funcionamiento. Debido a estas importantes tareas, la unidad principal en anillo de 10 kV presenta un alto nivel de voltaje y una gran capacidad, pero es compacta, liviana y fácil de usar. A continuación, veremos más de cerca la unidad principal del anillo de distribución de 10 kV y exploraremos todos sus aspectos.

 

 

1.1 ¿Qué es una unidad principal en anillo?

Una unidad principal en anillo (RMU) es un dispositivo eléctrico que consta de un grupo de interruptores de alto-voltaje ensamblados dentro de una carcasa metálica de chapa de acero o configurado como una unidad de suministro principal en anillo modular. Sus componentes principales utilizaninterruptores de cargayfusibles, que ofrece ventajas como una estructura simple, tamaño pequeño, bajo costo, parámetros y rendimiento mejorados del suministro de energía y mayor seguridad del suministro de energía.

De hecho, si los tipos de aparamenta se clasifican por dispositivos de conmutación, hay gabinetes de distribución de carga, gabinetes de disyuntores, GIS (aparamenta de distribución con aislamiento de gas-), etc., y "Unidad principal en anillo" no es una categoría estándar. El término "Unidad principal de anillo" es un nombre convencional. Originalmente, se refería a los gabinetes de distribución de carga utilizados en sistemas de suministro de energía principal en anillo. Hoy en día, se utiliza a menudo como sinónimo de armarios de distribución de carga, independientemente de si realmente se utilizan en una configuración principal en anillo. Por ejemplo, gabinetes de distribución que habilitan funciones como la operación de cierre de bucle (comúnmente conocida como configuración "mano-en-mano") o potencialtransferencia de carga(desplazamiento de carga de una línea a otra) se denominan unidades principales de anillo. Por lo tanto, una RMU es un dispositivo de conmutación capaz de implementar una fuente de alimentación principal en anillo, comúnmente utilizada en sistemas de suministro principal en anillo, de ahí el nombre popular "Unidad principal en anillo", también conocida como "unidad principal en anillo tipo caja exterior-" o "seccionalizador".

Los armarios de distribución de carga se pueden utilizar parafuente de alimentación principal del anillo, derivación del punto de demarcación de media tensión, ySuministro de energía para subestaciones finales de media tensión.. Las autoridades de suministro de energía en diferentes regiones tienen diferentes especificaciones con respecto a la capacidad del transformador permitida para la protección usandointerruptores de carga combinados con fusibles. Por ejemplo, en Beijing, generalmente se requiere que la capacidad del transformador no exceda los 1000 kVA, mientras que en el área de Shenzhen podría ser de 1600 kVA. Los gabinetes de distribución de carga tienen una estructura simple, de bajo costo y de tamaño pequeño. La mayoría se puede instalar contra una pared y, por lo general, solo tienen protección por fusible sin protección por relé.

La corriente nominal de la barra colectora principal en un gabinete de distribución de carga es generalmente menor o igual a 630 A. La corriente de interrupción nominal del propio interruptor de carga es generalmente inferior o igual a 630 A (algunos modelos alcanzan los 1700 A). La corriente nominal (clasificación del fusible) paraGabinetes de alimentación de transformadores (gabinetes de alimentación de salida)generalmente es menor o igual a 125A. La corriente de transferencia para interruptores de carga de gama alta-puede alcanzar los 2800 A. Algunos gabinetes de distribución de carga pueden acomodar disyuntores de vacío dedicados, disyuntores de SF6 o usar métodos de extinción de arco-como el tipo puffer, logrando capacidades de interrupción de cortocircuito cercanas o equivalentes a los niveles del tablero de distribución. Las unidades principales de anillo se utilizan para conmutar corrientes de carga, interrumpir corrientes de cortocircuito-, corrientes de magnetización de transformadores y corrientes de carga de líneas aéreas o cables a lo largo de ciertas distancias. Cumplen funciones de control y protección y son dispositivos de conmutación cruciales para sistemas de suministro de energía de extremo principal y radial-.

 

1.2 Clasificación

Las unidades principales de anillo se pueden clasificar según varios criterios:

Estructura del tanque de gasolina: Recinto comúntipo yUnidadtipo.

Estructura general: Estilo americano-yEstilo-europeo.

Material de aislamiento: Aislamiento sólidotipo,Aislamiento de airetipo, yAislamiento de gas SF6tipo.

Ubicación de instalación: Unidad principal de anillo interioryUnidad principal de anillo exterior.

1.2.1 Unidad principal de anillo de estilo americano-
Diseñado para uso en exteriores, tamaño compacto y sin mantenimiento-.
Cuenta con una carcasa interior y exterior robusta con gran resistencia a fuerzas externas y capacidades a prueba de explosiones-. La carcasa está hecha de acero inoxidable o de una caja pintada de verde-.
Los cables entrantes y salientes se conectan mediante conectores de cable totalmente pre-prefabricados y pre-moldeados, lo que garantiza una instalación sencilla y una conexión fiable. Se pueden utilizar accesorios de cable estándar americano y europeo.
Adopta el tradicional diseño de gabinete común-estadounidense, donde múltiples circuitos entrantes y salientes se alojan en un solo tanque, lo que ofrece una estructura compacta y alta confiabilidad.
Combinaciones de configuración de conmutación flexibles.

1.2.2 Unidad principal de anillo de estilo-europeo

1.2.2.1 Unidad principal de anillo europeo de alojamiento común
La carcasa de la unidad principal del anillo consta de compartimentos funcionales independientes. La barra colectora principal, el interruptor de carga y la unidad combinada tienen cada uno su propio compartimento. El compartimento lleno de gas-de la unidad principal del anillo está soldado a partir de una placa de acero inoxidable de 3,0 mm mediante soldadura por arco de argón. Las conexiones del interruptor de carga y de la barra colectora están completamente selladas dentro de gas SF6. Ofrece combinación flexible y fácil extensión.

1.2.2.2 Unidad principal de anillo europeo del tanque modular (compartimento de gas)
Presenta un diseño de interruptor único, que utiliza una carcasa de interruptor de carga hecha de acero inoxidable para dividir el gabinete en diferentes compartimentos. Permite combinaciones flexibles y una expansión conveniente. El interruptor de carga está sellado dentro de gas SF6. La carcasa está fabricada en acero inoxidable mediante tecnología de proceso de forjado en frío, lo que garantiza una alta calidad del producto.

 

1.3 Componentes Básicos
Una unidad principal de anillo (RMU) generalmente consta de cuatro partes: lacompartimiento del interruptor, elcompartimento de fusibles, elcompartimiento del mecanismo operativo, y elcompartimento para cables(tren de aterrizaje).

El compartimiento de interruptores alberga varios circuitos funcionales (incluidos seccionadores de puesta a tierra y seccionadores de carga) sellados dentro de una caja metálica, junto con las barras colectoras que conectan estos circuitos. La carcasa está soldada con una lámina de acero-laminada en frío de 3 mm (o una lámina de acero inoxidable). Cada circuito funcional incluye un interruptor de carga y un seccionador de tierra. El interruptor de carga consta de un sistema de contactos que se mueve verticalmente y un contacto estacionario ubicado en el extremo inferior. Cuando el interruptor está cerrado, el contacto móvil se mueve hacia abajo, completando el circuito. El seccionador de puesta a tierra comprende una lámina de contacto móvil y una lámina de contacto estacionaria; se cierra rápidamente durante la operación de resorte. Hay cuatro orificios rectangulares para el proceso de ensamblaje ubicados en las partes superior y trasera del compartimiento del interruptor. Se instala una ventana de observación en la parte frontal de la RMU, que permite la confirmación visual de la posición "abierto" o "cerrado" del seccionador de tierra. En la parte trasera de la RMU hay un dispositivo-a prueba de explosiones.

El interruptor de carga utiliza una estructura de extinción de arco interno-tipo soplador, que proporciona una fuerte capacidad de extinción de arco-sin afectar el aislamiento de fase-a-fase o de fase-a-tierra. Tanto los contactos móviles como los estacionarios están equipados con contactos de arco, lo que aumenta significativamente el número de operaciones de conmutación permitidas.

El compartimiento de fusibles y interruptores de carga forman el circuito de protección del transformador. El fusible limitador de corriente-de alto-voltaje- está alojado dentro de una carcasa aislante fundida de resina epoxi. Cuando el fusible se funde, expulsa un percutor, provocando la apertura del interruptor de carga.

El compartimiento del mecanismo operativo está ubicado en el panel frontal de la RMU. Para cada circuito funcional, el interruptor de carga está equipado con un mecanismo de operación manual (o eléctrico) cargado con resorte-, y el seccionador de tierra está equipado con un mecanismo de operación manual (o eléctrico) cargado con resorte-. El panel dispone de mando giratorio para maniobra de cierre del interruptor de carga y apertura manual, así como orificios de accionamiento para apertura y cierre del seccionador de tierra. También incluye luces indicadoras para la posición de apertura/cierre del interruptor de carga, botones eléctricos de apertura/cierre, un diagrama mímico, indicadores de visualización del estado del interruptor y posiciones de bloqueo. El funcionamiento del interruptor de carga y del seccionador de tierra está bloqueado para evitar un mal funcionamiento.

 

1.4 Designación del modelo
La designación del modelo para una unidad principal en anillo generalmente se define de la siguiente manera:

XGW/N□-12 (F o F · R)/630-20

Dónde:

X-- Cerrado (Aparamenta de distribución)

G-- Fijado

W-- Exterior

N-- Interior

F-- Interruptor principal equipado con un interruptor de carga

F · R-- Interruptor principal equipado con una combinación de interruptor de carga y fusible

12-- Tensión nominal (12 kV)

630-- Corriente nominal de la barra principal (630 A)

20-- Corriente nominal soportada de corta duración (20 kA)

 

1.5 Principales parámetros técnicos

 

Por ejemplo: Jinneng eléctricoDispositivo de distribución de unidad principal de anillo XGN口-12:

Artículo			Unidad	interruptor de carga	Unidad eléctrica combinada	Unidad de interruptor
Tensión nominal			kV		12/24
Frecuencia nominal			Hz		50/60
Corriente retenida de la barra colectora principal			A		630,1250
Corriente nominal			A	630	125	630,1250
Corriente nominal de corte-de cortocircuito			ka		31.5	20,25/30
Corriente nominal de cierre de cortocircuito (pico)			ka	50	80	50,63
Corriente soportada nominal-de corta duración		Bucle principal 4s Bucle de tierra 4s	ka	20		20,25
		Circuito de conexión a tierra 4s		17.4		17.4,21.7
Corriente nominal máxima soportada		Bucle de tierra del circuito principal	ka	50		50,63
		Circuito de conexión a tierra		43.5		43.5/54.6
Corriente de transferencia nominal			A	1750(12kV)/1400(24kV)
Capacidad de romperse y cerrarse				nivel E3		nivel E2
Nivel de aislamiento nominal	tensión soportada a frecuencia industrial	Fase-a-tierra/fase-a-fase	kV	42(12kV)/65(24kV)
		Espacio de vacío/espacio de aislamiento		48(12kV)/79(24kV)
	Tensión soportada de impulso de rayo (pico)	Fase-a-tierra/fase-a-fase		75(12kV)/125(24kV)
		Espacio de vacío/espacio de aislamiento		85(12kV)/145(24kV)
Circuito auxiliar Tensión soportada de frecuencia industrial de 1 min.			kV	2
Corriente nominal de ruptura del banco de condensadores simple/inverso-a-inversor			A			400
Corriente nominal de cierre de los bancos de condensadores			ka			20(50Hz)
Vida mecánica		Interruptor de carga, interruptor combinado	Veces	5000/3000	5000/3000
		Disyuntor, interruptor de aislamiento				10000/3000
Presión nominal del gas SF₆ (valor relativo de 20 grados)		Nivel de diseño y nivel de llenado nominal	MPA	0.04
		Nivel funcional mínimo		0.02
		Presión de funcionamiento del dispositivo de liberación de presión		0.14
Clase de protección		Compartimento de gas sellado		IP67
		Caja de interruptores		IP4X
Rendimiento de sellado				Tasa de fuga anual Menor o igual al 0,01%

Nota: los parámetros anteriores son valores típicos, nuestra empresa se reserva el derecho de interpretación final.contáctanos

 

2.1 Principio de funcionamiento y características

 

Red principal en anillo
Una red principal en anillo se refiere a una red de distribución radial configurada en un circuito cerrado. La fuente de alimentación alimenta este bucle y la energía se distribuye desde el bucle a los alimentadores de salida a través de un interruptor de alto-voltaje. La ventaja es que cada rama de distribución puede extraer energía del lado izquierdo o derecho del circuito. Si ocurre una falla en el lado izquierdo, la rama continúa recibiendo energía del lado derecho y viceversa. Por lo tanto, incluso con una sola fuente de energía alimentando el bucle, cada rama de distribución se beneficia de un nivel de redundancia similar al suministro de energía dual-, lo que mejora la confiabilidad del suministro de energía.

Concepto de "Unidad principal en anillo" (RMU)
Una "Unidad Principal en Anillo" es el gabinete de distribución instalado para cada rama de distribución (gabinete del alimentador de salida). La barra colectora dentro de este gabinete es al mismo tiempo parte del propio anillo principal. En otras palabras, el anillo principal se forma conectando en serie las barras colectoras de cada gabinete de salida. Cada gabinete individual se denomina "Unidad principal en anillo". El concepto de "anillo" sólo es evidente cuando se conectan varias unidades entre sí; una sola unidad vista de forma aislada no muestra inherentemente su papel en un anillo.

Estas RMU suelen tener corrientes nominales bajas. Por lo tanto, en lugar de disyuntores complejos, los interruptores de alto-voltaje utilizados en las RMU suelen ser simples interruptores de carga de alto-voltaje combinados con fusibles de alto-voltaje. Básicamente, el dispositivo de conmutación principal en una RMU es un interruptor de carga. Maneja corrientes de carga normales, mientras que los fusibles interrumpen las corrientes de cortocircuito-. Esta combinación reemplaza la función de un disyuntor, aunque dentro de ciertos límites de capacidad.

Este tipo de aparamenta también se puede utilizar en sistemas de distribución sin anillo. Debido a su amplia aplicación, el término "Unidad principal en anillo" ha evolucionado más allá de su estricta definición de red en anillo-y ahora se usa comúnmente para referirse a cualquier gabinete de distribución de alto-voltaje que utiliza un interruptor de carga como dispositivo de conmutación principal.

Configuración y componentes típicos
Una RMU normalmente consta de tres compartimentos: dos para el cable en anillo entrante/saliente y uno para el circuito del transformador.

Interruptor de carga SF6:Reconocido como un excelente interruptor de carga. Más allá de una larga vida eléctrica y una fuerte capacidad de corte (similar a los interruptores de carga de vacío), sus ventajas clave incluyen la fácil realización defuncionamiento de tres-posiciones (conectado, desconectado y puesto a tierra), capacidad para interrumpir pequeñas corrientes (inductivas, capacitivas) y fuerte resistencia a condiciones ambientales adversas. Es adecuado para aplicaciones generalizadas en redes de distribución de media-tensión urbanas y rurales.

Función de interruptor de carga:Un interruptor de carga es un dispositivo de conmutación con un mecanismo de extinción de arco- simple. Un interruptor de carga SF6 utiliza gas SF6 para aislamiento y extinción de arco. Se utiliza para conectar y desconectar corrientes de carga, corrientes de sobrecarga, así como para energizar y desenergizar líneas sin carga, transformadores sin carga y bancos de capacitores. Los interruptores de carga de tres-posiciones (con funciones de conectado, desconectado y puesto a tierra) presentan una estructura simple y de bajo costo. Sin embargo, un interruptor de cargano puede interrumpir las corrientes de cortocircuito-.

Combinación de interruptor de carga SF6 + fusible
Este aparato combinado utiliza el interruptor de carga SF6 para manejar el cierre y corte de corrientes de carga normales y corrientes de sobrecarga (dentro de su capacidad de interrupción nominal), incluida la interrupción de "corrientes de transferencia". Los fusibles limitadores de corriente-de alto-voltaje-se encargan de la protección contra cortocircuitos-y la protección contra sobrecargas en el lado de alto-voltaje del transformador. En esta configuración, con un interruptor de carga SF6 y tres fusibles equipados con percutores, la operación de cualquier percutor activa un mecanismo que dispara automáticamente las tres fases del interruptor de carga simultáneamente.
Esta combinación cumple eficazmente con los requisitos operativos y de protección de los sistemas de distribución en diversas condiciones normales y de falla.

Tipos de RMU
Las RMU se pueden clasificar en tipos de interior y exterior:

RMU interiores:Normalmente se utiliza para la distribución de energía en el lado de alto-voltaje y consta de gabinetes de entrada, gabinetes de medición, gabinetes de PT (transformador de potencial) y gabinetes de salida de transformador. Para usuarios con requisitos de alta demanda de energía, el suministro entrante debe utilizar un gabinete de transferencia de fuente de energía dual-.

RMU exteriores:Se utiliza habitualmente en redes eléctricas urbanas y a menudo emplea RMU de SF6 de gabinete común-. La característica clave de este tipo es su alto grado de protección, capaz de alcanzar IP67, lo que lo hace adecuado para uso en exteriores y capaz de soportar inmersiones a corto plazo-.

Esquema de suministro principal del anillo
Un esquema típico de suministro principal de anillo implica un anillo entrante, un anillo saliente y dos o tres circuitos alimentadores salientes, formando un modo de suministro principal de anillo "mano-en-mano". Para garantizar la confiabilidad y la continuidad, la energía se suministra a través de dos alimentadores entrantes, creando un bucle. Utilizando interruptores de carga SF6 con tres posiciones (cerrado, abierto, puesto a tierra) para control de línea y transformador. Un solo gabinete no forma una red en anillo; se necesitan al menos tres gabinetes (por ejemplo, dos interruptores de anillo/de entrada y un interruptor de transformador/de salida) conectados a fuentes de alimentación para formar una configuración de unidad principal de anillo básica.

Para mejorar la confiabilidad del suministro de energía y permitir a los usuarios obtener energía desde dos direcciones, la red de distribución suele estar conectada en un bucle. Este método se llama suministro principal en anillo. En los sistemas de distribución de CA de 10 kV para empresas industriales/mineras, áreas residenciales, puertos y edificios de gran-altura, debido a las capacidades de carga moderadas, los circuitos de alto-voltaje a menudo están controlados por interruptores de carga o contactores de vacío, protegidos por fusibles de alto-voltaje. Estos sistemas suelen utilizar un suministro principal en anillo, y el equipo de distribución de alto-voltaje utilizado se denomina convencionalmente unidades principales en anillo.

Además de suministrar energía a su propia subestación, labarra colectora de alto-voltajede una RMU también lleva laa través de-actualde la red en anillo (es decir, la corriente que pasa a través de la barra colectora de esta subestación para alimentar una subestación adyacente). Por lo tanto, la sección transversal-de la barra colectora debe seleccionarse en función de la suma de la corriente de carga de la subestación local y la corriente-de la red en anillo para evitar sobrecargas durante la operación. La serie actual de productos RMU incluyeUnidad principal de anillo de fusión primaria y secundaria XGW-12, GTXGN-12(C,V,F,PT)GTXGN-12 Unidad principal de anillo de aislamiento sólido , Aparamenta aislada en gas SF6 XGN-12,XGN-12,XGN-12(C,V,F)

Aplicación y características exteriores
Las RMU son fáciles de instalar y ocupan poco espacio, y están convenientemente ubicadas en los bordes de las carreteras, en áreas residenciales o en cinturones verdes urbanos. Se utilizan ampliamente en parques industriales, calles, distritos residenciales y centros comerciales concurridos para la recepción y distribución de energía.

Las RMU exteriores suelen utilizar interruptores de vacío como dispositivo de interrupción, con aislamiento de gas SF6 de gabinete común-. Esto da como resultado una estructura compacta, un espacio reducido y una apariencia estéticamente agradable que puede combinarse con el entorno. Al adoptar un concepto completamente sellado y aislado, unidades como RVAC RMU albergan todas las piezas de conmutación, incluidas todas las piezas y mecanismos activos de alto voltaje-, completamente sellados dentro del tanque principal, sin verse afectados por la condensación o la contaminación externa. El índice de protección del tanque principal puede alcanzar IP67 y, cuando está equipado con conectores de cable impermeables y táctiles, defiende eficazmente contra inundaciones ocasionales en áreas lluviosas.

 

3.1 Mantenimiento

Se requiere inspección de la unidad principal del anillo en las siguientes circunstancias:

Después de 100 operaciones de carga completa-, se debe verificar la resistencia del circuito principal y el nivel de aislamiento del interruptor de carga y, según la condición, considerar enviarlo al fabricante para su revisión.

Después de 10.000 operaciones sin-carga, se deben verificar las características mecánicas y el funcionamiento mecánico del interruptor de carga.

Registre periódicamente el valor indicado en el manómetro del gas SF6. De acuerdo con la curva de estado del gas SF6, reponga el gas rápidamente según la condición. En condiciones normales, la unidad no debería requerir reposición de gas durante 15 años.

Inspeccione periódicamente la unidad principal Ring para detectar condiciones anormales. Si se encuentra alguno, tome las medidas oportunas.

El personal operativo debe estar familiarizado con todas las piezas de la unidad principal Ring, incluido su rendimiento estructural, instalación, etc.

3.2 Operación y manejo de fallas

3.2.1 Inspección previa al -encendido-
Antes de energizar, inspeccione exhaustivamente todos los componentes de la unidad principal Ring para determinar el rendimiento eléctrico, el nivel de aislamiento, la corrección del cableado y la confiabilidad de los enclavamientos anti-mal funcionamiento. Después de la inspección, si se considera satisfactoria, conecte la fuente de alimentación y observe el funcionamiento de los instrumentos indicadores. Si es normal, la unidad se puede poner en servicio.

3.2.2 Operación normal
Durante el funcionamiento normal, el interruptor de carga debe estar en posición cerrada, el seccionador de tierra en posición abierta y el panel de la puerta delantera en estado cerrado.

3.2.3 Fallo de cables
En caso de una falla en el cable, primero abra (dispare) el interruptor de carga dentro de ese gabinete específico. Luego, el panel de la puerta delantera se puede abrir para inspección y reparación interna. Tenga en cuenta que la barra colectora principal en la sección superior permanece energizada. Si es necesario reemplazar los fusibles, siga la misma secuencia operativa descrita anteriormente.