10kVリング本体

10kV リングメインユニットは、配電システムの重要な機器です。その主な役割は、10kV または 35kV の高圧電力をエンドユーザーに安定して送電することです。{2}さらに、電力システム内の変圧器を継続的に監視し、正常に動作するように制御します。このような重要な役割を担うため、10kVリング本体は高電圧・大容量でありながら、小型・軽量で使いやすい設計となっています。次に、10kV 配電リングのメイン ユニットを詳しく見て、そのあらゆる側面を調査します。

 

 

1.1 リング本体とは何ですか？

リング メイン ユニット（RMU）は、鋼板金属の筐体内に組み立てられた、またはモジュラーのリング主電源ユニットとして構成された高電圧開閉装置のグループで構成される電気機器です。{0}そのコアコンポーネントは、ロードスイッチそしてヒューズ、シンプルな構造、小型、低コスト、電源パラメータと性能の向上、電源の安全性の強化などの利点があります。

実は開閉装置の種類を開閉装置ごとに分類すると、負荷開閉器盤、遮断器盤、GIS（ガス絶縁開閉装置）などがあり、「リング本体」は標準的なカテゴリではありません。 「リング本体」というのは慣用的な名称です。元々は、リング主電源システムで使用される負荷開閉器キャビネットを指しました。現在では、実際にリング主構成で使用されるかどうかに関係なく、ロードスイッチキャビネットの同義語として使用されることがよくあります。たとえば、ループ閉鎖操作 (一般に「ハンドインハンド」構成として知られています) や潜在的な機能などの機能を有効にする配電キャビネットです。荷重移動（あるラインから別のラインに負荷を移動すること）は、リングメインユニットと呼ばれます。したがって、RMU は、リング主電源システムで一般的に使用されるリング主電源を実装できるスイッチング デバイスであるため、通称「リング メイン ユニット」、または「屋外ボックス- 型リング メイン ユニット」または「セクショナライザ」とも呼ばれます。

負荷開閉器キャビネットは次の用途に使用できます。リング主電源, 高圧分界点分岐、 そして中圧端変電所電源。さまざまな地域の電力供給当局は、保護に使用できる変圧器の容量に関してさまざまな仕様を持っています。ヒューズと組み合わせたロードスイッチ。たとえば、北京では変圧器容量は一般に 1000 kVA を超えないようにする必要がありますが、深セン地域では 1600 kVA になる場合があります。負荷開閉器キャビネットは構造が簡単で、低コスト、小型です。ほとんどは壁に向かって設置でき、通常はヒューズ保護のみがあり、リレー保護はありません。

負荷開閉器キャビネット内の主母線の定格電流は、通常 630A 以下です。ロード スイッチ自体の定格遮断電流は、一般に 630A 以下です (一部のモデルでは 1700A に達します)。定格電流（ヒューズ定格）は、変圧器フィーダキャビネット（出力フィーダキャビネット）通常は 125A 以下です。ハイエンド負荷スイッチの転送電流は 2800A に達することがあります。-一部の負荷開閉器キャビネットは、専用の真空サーキット ブレーカーや SF6 サーキット ブレーカーに対応したり、パッファ タイプなどの消弧方法を使用したりして、開閉装置レベルに近いまたは同等の短絡遮断容量を実現できます。-リングメインユニットは、負荷電流の切り替え、短絡電流の遮断、変圧器の励磁電流、および一定距離にわたる架空線またはケーブルの充電電流の遮断に使用されます。{9}}これらは制御機能と保護機能を提供し、リングメイン電源システムとラジアルエンド電源システムの両方にとって重要なスイッチング デバイスです。{11}}

 

1.2 分類

リング メイン ユニットは、いくつかの基準に基づいて分類できます。

ガスタンクの構造: 共通の筐体タイプとユニットタイプ。

全体的な構造: アメリカンスタイル-そしてヨーロピアンスタイル-.

断熱材: 固体絶縁体タイプ、空気断熱タイプ、そしてSF6ガス絶縁タイプ。

設置場所: 室内リング本体そしてアウトドアリング本体.

1.2.1 アメリカンスタイルのリング本体-
屋外での使用向けに設計されており、コンパクトなサイズで、メンテナンスは不要です。{0}}
外力に対する強い耐性と防爆機能を備えた堅牢な内部および外部ケーシングが特徴です。-筐体はステンレス鋼または緑色に塗装されたボックスでできています。-
入力ケーブルと出力ケーブルは、完全にプレキャスト、成形されたケーブル コネクタを介して接続されているため、簡単な取り付けと信頼性の高い接続が保証されます。{0}{1}{1}アメリカとヨーロッパの両方の標準ケーブル アクセサリを使用できます。
伝統的なアメリカの一般的なエンクロージャ設計を採用しており、複数の受信回路と送信回路が 1 つのタンクに収容されており、コンパクトな構造と高い信頼性を実現しています。{0}
柔軟なスイッチング構成の組み合わせ。

1.2.2 ヨーロピアンスタイルのリングメインユニット-

1.2.2.1 共通エンクロージャ ヨーロピアン リング メイン ユニット
リング本体の筐体は独立した機能コンパートメントで構成されています。メインバスバー、ロードスイッチ、およびコンビネーションユニットにはそれぞれ独自のコンパートメントがあります。リング本体のガスが充填されたコンパートメントは、3.0 mm のステンレス鋼板からアルゴン アーク溶接を使用して溶接されています。-ロード スイッチとバスバーの接続は SF6 ガス内で完全に密閉されています。柔軟な組み合わせと簡単な拡張を実現します。

1.2.2.2 モジュラータンク（ガスコンパートメント）ヨーロピアンリングメインユニット
ユニークなスイッチ設計が特徴で、ステンレス鋼製のロードスイッチハウジングを利用してキャビネットをさまざまなコンパートメントに分割します。柔軟な組み合わせと便利な拡張が可能です。ロードスイッチはSF6ガス中に封入されています。ハウジングは冷間鍛造プロセス技術を使用したステンレススチールから製造されており、高い製品品質を保証します。

 

1.3 基本コンポーネント
リング メイン ユニット (RMU) は通常、次の 4 つの部分で構成されます。スイッチコンパートメント、ヒューズコンパートメント、操作機構コンパートメント、そしてケーブルコンパートメント(足回り)。

スイッチ コンパートメントには、さまざまな機能回路 (接地スイッチや負荷スイッチを含む) が金属筐体内に密閉され、これらの回路を接続するバスバーも収納されています。エンクロージャは 3 mm 冷間圧延鋼板 (またはステンレス鋼板) から溶接されています。-各機能回路には、1 つの負荷スイッチと 1 つの接地スイッチが含まれます。ロードスイッチは、上下に移動する接点システムと下端にある固定接点で構成されています。スイッチを閉じると可動接点が下降し、回路が完成します。接地スイッチは可動接点ブレードと固定接点ブレードで構成されます。スプリング動作中は急速に閉じます。スイッチ収納部の上部と後部に 4 つの長方形の組立プロセス穴があります。 RMUの前面に観察窓が設置されており、接地開閉器の「開」「閉」の位置を目視で確認できます。 RMU の後部には防爆装置が取り付けられています。-

ロード スイッチはパッファ タイプの内部消弧構造を利用しており、相間絶縁、相間絶縁、相間絶縁に影響を与えることなく強力な消弧機能を提供します。{{0}{1}{1}可動接点と固定接点の両方にアーク接点が装備されており、許容開閉回数が大幅に増加します。

ヒューズとロード スイッチ コンパートメントは変圧器保護回路を形成します。高電圧電流制限ヒューズ--は、エポキシ樹脂鋳造絶縁ハウジング内に収容されています。ヒューズが切れるとストライカーが発射され、ロード スイッチが開きます。

操作機構コンパートメントは RMU の前面パネルにあります。各機能回路ごとに、負荷開閉器には手動（または電動）のばね充電式操作機構-が、接地開閉器には手動式のばね充電式操作機構-が装備されています。パネルにはロードスイッチの閉操作と手動開操作用のロータリーノブと、アーススイッチ開閉用の操作穴があります。ロードスイッチ開閉位置の表示灯、電動開閉ボタン、模式図、スイッチ状態表示フラグ、ロック位置も表示されます。負荷開閉器と接地開閉器の動作が連動し、誤動作を防止します。

 

1.4 モデルの指定
リングメインユニットの形名は、一般的に次のように定義されます。

XGW/N□-12(FまたはF・R)/630-20

どこ：

X-- 密閉型 (開閉装置)

G- 修理済み

W-- 屋外

N-- 屋内

F-- ロードスイッチを搭載したメインスイッチ

F · R-- ロードスイッチとヒューズの組み合わせを備えたメインスイッチ

12-- 定格電圧 (12 kV)

630-- 主母線の定格電流 (630 A)

20-- 定格短時間耐電流（20 kA）

 

1.5 主要な技術パラメータ

 

例:金能電気XGN口-12 リングメインユニット開閉装置:

アイテム			ユニット	ロードスイッチ	複合電動ユニット	ブレーカーユニット
定格電圧			kV		12/24
定格周波数			Hz		50/60
主母線の保持電流			A		630,1250
定格電流			A	630	125	630,1250
定格短絡遮断電流-			kA		31.5	20,25/30
定格短絡電流（ピーク）			kA	50	80	50,63
定格短時間耐電流-		メインループ 4 秒 グランドループ 4 秒	kA	20		20,25
		アース接続回路 4s		17.4		17.4,21.7
定格ピーク耐電流		メインループグランドループ	kA	50		50,63
		アース接続回路		43.5		43.5/54.6
定格転写電流			A	1750(12kV)/1400(24kV)
壊して閉じる能力				E3レベル		E2レベル
定格絶縁レベル	電源周波数耐電圧	相-対-/相-対-	kV	42(12kV)/65(24kV)
		真空ギャップ/絶縁ギャップ		48(12kV)/79(24kV)
	雷インパルス耐電圧（ピーク）	相-対-/相-対-		75(12kV)/125(24kV)
		真空ギャップ/絶縁ギャップ		85(12kV)/145(24kV)
補助回路 電源周波耐電圧1min			kV	2
シングル/バックツーバック コンデンサ バンクの定格遮断電流{0}{1}			A			400
突入電流を閉じる定格コンデンサバンク			kA			20(50Hz)
機械的寿命		ロードスイッチ、コンビネーションスイッチ	回	5000/3000	5000/3000
		サーキットブレーカー、遮断スイッチ				10000/3000
SF6ガス定格圧力（20度相対値）		設計レベルと定格充填レベル	メガパスカル	0.04
		最低限の機能レベル		0.02
		圧力解放装置の作動圧力		0.14
保護クラス		密閉されたガスコンパートメント		IP67
		開閉装置ハウジング		IP4X
シール性能				年間漏れ率 0.01%以下

注:上記のパラメータは典型的な値であり、当社は最終解釈の権利を留保します。お問い合わせ

 

2.1 動作原理と特徴

 

リングメインネットワーク
リング メイン ネットワークは、閉ループで構成された放射状の分散ネットワークを指します。電源はこのループに供給され、電力はループから高電圧開閉装置を介して出力フィーダに分配されます。-利点は、各配電分岐がループの左側または右側から電力を取り込めることです。左側で障害が発生した場合、ブランチは引き続き右側から電力を受け取ります。逆も同様です。したがって、単一の電源がループに給電している場合でも、各配電ブランチはデュアル電源と同様のレベルの冗長性の恩恵を受け、電源の信頼性が向上します。{5}}

「リングメインユニット（RMU）」のコンセプト
「リング主装置」とは、配電分岐路（配電盤）ごとに設置される配電盤です。このキャビネット内のバスバーは、同時にリングメイン自体の一部でもあります。つまり、各出力キャビネットのバスバーを直列に接続することでリングメインが形成されます。個々のキャビネットを「リングメインユニット」と呼びます。 「リング」の概念は、複数のユニットが相互に接続されている場合にのみ明確になります。単独で見た単一ユニットは、リング内での役割を本質的に示すものではありません。

これらの RMU は通常、定格電流が低くなります。したがって、RMU で使用される高電圧スイッチは、複雑な回路ブレーカーの代わりに、通常、高電圧ヒューズと組み合わせられた単純な高電圧負荷スイッチです。{{2}基本的に、RMU のメイン スイッチング デバイスはロード スイッチです。ヒューズは通常の負荷電流を処理し、ヒューズは短絡電流を遮断します。-。この組み合わせは、一定の容量制限内ではあるものの、回路ブレーカーの機能を置き換えます。

このような開閉装置は、非リング配電システムでも使用できます。{0}広く使用されているため、「リング メイン ユニット」という用語は、リング ネットワークの厳密な定義を超えて進化しており、現在では主スイッチング デバイスとして負荷スイッチを使用する高電圧開閉装置キャビネットを指すのに一般的に使用されています。-

一般的な構成とコンポーネント
通常、RMU は 3 つのコンパートメントで構成されます。2 つはリング ケーブルの着信/発信用、もう 1 つは変圧器回路用です。

SF6ロードスイッチ:優れたロードスイッチとして認められています。長い電気的寿命と強力な遮断容量 (真空ロード スイッチと同様) に加えて、その主な利点には、次のことが含まれます。3 位置動作（接続、切断、接地）-、小さな電流（誘導性、容量性）を遮断する機能、および過酷な環境条件に対する強い耐性を備えています。これは、都市および地方の中電圧配電ネットワークでの広範な用途に適しています。-

ロードスイッチ機能:ロード スイッチは、単純な消弧機構を備えたスイッチング デバイスです。{0}} SF6 ロードスイッチは、絶縁と消弧のために SF6 ガスを使用します。これは、負荷電流や過負荷電流の開閉のほか、無負荷線、無負荷変圧器、コンデンサ バンクの通電および切断に使用されます。{{5}{6}{6}} 3位置ロードスイッチ（接続、切断、接地機能付き）はシンプルな構造で低コストです。ただし、ロードスイッチ短絡電流を遮断できません-.

SF6 ロードスイッチ + ヒューズの組み合わせ
この複合装置は、SF6 負荷スイッチを使用して、「伝達電流」の遮断を含む、通常の負荷電流と過負荷電流 (定格遮断容量内で) の開閉を処理します。高電圧電流制限ヒューズは、変圧器の高電圧側で短絡保護と過負荷保護を処理します。--この設定では、1 つの SF6 ロード スイッチと 3 つのヒューズにストライカーが装備されており、任意のストライカーを操作すると、ロード スイッチの 3 相すべてを同時に自動的にトリップする機構がトリガーされます。
この組み合わせにより、さまざまな正常および障害条件下での配電システムの運用要件と保護要件が効果的に満たされます。

RMUの種類
RMU は屋内タイプと屋外タイプに分類できます。

屋内 RMU:通常、高電圧側の配電に使用され、受電キャビネット、計量キャビネット、PT (変圧器) キャビネット、変圧器出力キャビネットで構成されます。{0}高い電力需要を必要とするユーザーの場合、受電電源にはデュアル電源転送キャビネットを使用する必要があります。-

屋外用 RMU:都市部の送電網で一般的に使用され、一般的なエンクロージャ SF6 RMU がよく使用されます。{0}このタイプの主な特徴は、IP67 に達する高度な保護性能で、屋外での使用に適しており、短期間の水没にも耐えることができます。-

リングメイン供給スキーム
一般的なリング主電源方式には、1 つのリング入力、1 つの出力リング、および 2 ～ 3 つの出力フィーダ回路が含まれ、「ハンドインハンド」リング主電源モードを形成します。--。信頼性と継続性を確保するために、電力は 2 つの入力フィーダを介して供給され、ループが形成されます。ラインおよび変圧器の制御に 3 つの位置 (閉、開、接地) を持つ SF6 ロード スイッチを使用します。単一のキャビネットはリング ネットワークを形成しません。基本的なリングメインユニット構成を形成するには、電源に接続された少なくとも 3 つのキャビネット (たとえば、2 つの着信/リングスイッチと 1 つの発信/変圧器スイッチ) が必要です。

電源の信頼性を高め、ユーザーが双方向から電力を取得できるようにするために、配電ネットワークはループ状に接続されることがよくあります。この方式をリングメイン電源といいます。工業/鉱業、住宅地、港湾、高層ビル向けの AC 10kV 配電システムでは、負荷容量が中程度であるため、高電圧回路は多くの場合、高電圧ヒューズで保護された負荷スイッチまたは真空接触器によって制御されます。-これらのシステムは通常リング主電源を使用し、使用される高電圧開閉装置は従来リング主ユニットと呼ばれています。-

独自の変電所に電力を供給するだけでなく、高電圧バスバー-RMU の-電流を通してリングネットワークの電流（つまり、隣接する変電所に供給するためにこの変電所のバスバーを通過する電流）。したがって、母線断面積は、動作中の過負荷を防ぐために、ローカル変電所の負荷電流とリングネットワークの電流の合計に基づいて選択する必要があります。-現在の RMU 製品シリーズには次のものがあります。XGW-12 一次・二次融合リング本体、GTXGN-12(C、V、F、PT)GTXGN-12 固体絶縁リング本体 , XGN-12 SF6ガス絶縁開閉装置、XGN-12、XGN-12(C、V、F)

用途と屋外での機能
RMU は設置が簡単で設置面積が小さく、道路沿い、住宅地、都市部の緑地帯などに便利に設置できます。これらは、受電および配電のために工業団地、道路、住宅地、混雑した商業センターで広く使用されています。

屋外 RMU では、一般的なエンクロージャ SF6 ガス絶縁を備えた真空スイッチを遮断装置として使用することがよくあります。{0}}これにより、コンパクトな構造、小さな設置面積、そして周囲の環境に溶け込む美しい外観が実現します。 RVAC RMU のようなユニットは、完全密閉、完全絶縁のコンセプトを採用しており、すべての高電圧通電部品や機構を含むすべてのスイッチング部品をメインタンク内に完全に密閉しており、結露や外部汚染の影響を受けません。{4}}メインタンクの保護等級は IP67 に達し、防水性のあるタッチ可能なケーブル コネクタを装備すると、雨地域で時折起こる浸水から効果的に保護されます。

 

3.1 メンテナンス

以下の場合にはリング本体の点検が必要となります。

100 回の全負荷運転後、ロード スイッチの主回路抵抗と絶縁レベルをチェックし、状態に応じてメーカーにオーバーホールのために送ることを検討してください。-

10,000 回の無負荷運転後、負荷スイッチの機械的特性と機械的動作をチェックする必要があります。-

SF6ガス圧力計の指示値を定期的に記録してください。 SF6 ガス状態曲線に従い、状況に応じて速やかにガスを補充してください。通常の状態では、ユニットは 15 年間ガスの補充を必要としません。

リング本体に異常がないか定期的に点検してください。発見された場合は、適切な措置を講じてください。

操作担当者は、リング本体の構造性能、取り付けなどを含む、リング本体のすべての部分に精通している必要があります。

3.2 運用と障害対応

3.2.1-電源投入-前の検査
通電する前に、リング メイン ユニットのすべてのコンポーネントの電気的性能、絶縁レベル、配線の正しさ、誤動作防止インターロックの信頼性を総合的に検査してください。{0}}検査後、問題がなければ電源を接続し、指示計器の動作を観察してください。正常であれば、ユニットは使用可能です。

3.2.2 通常の動作
通常の動作中、ロード スイッチは閉位置、接地スイッチは開位置、フロント ドア パネルは閉位置にある必要があります。

3.2.3 ケーブルの障害
ケーブルに障害が発生した場合は、まずその特定のキャビネット内のロード スイッチを開きます (トリップさせます)。その後、フロントドアパネルを開けて内部の検査や修理を行うことができます。上部セクションのメインバスバーは通電されたままであることに注意してください。ヒューズの交換が必要な場合は、上記と同じ操作手順に従ってください。