Lõi của hệ thống điện điện áp cao-bộ ngắt mạch SF6

Tổng quan

Bộ ngắt mạch SF6 là một thiết bị đóng cắt điện áp cao sử dụng khí lưu huỳnh hexafluoride (SF6) làm môi trường dập tắt và cách điện cung. Nó được gọi là lõi của lưới điện cao áp. Với khả năng dập tắt vòng cung độc đáo và hiệu quả ổn định, nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện và mạng truyền tải và phân phối khác nhau. Nó là một thiết bị quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn của lưới điện. Nó chủ yếu được chia thành điện áp cao 72,5kV trở lên và điện áp trung bình là 3,6kV ~ 72,5kV. Chức năng cốt lõi của bộ ngắt mạch SF6 là nhanh chóng cắt đứt dòng lỗi và bảo vệ thiết bị lưới điện khỏi bị ngắn mạch hoặc quá tải thiệt hại.

. Bộ ngắt mạch SF6 là gì?

Bộ ngắt mạch SF6 là một thiết bị đóng cắt điện áp cao sử dụng khí lưu huỳnh hexafluoride (SF6) làm môi trường cách điện và phát xạ cung. Nó chủ yếu được sử dụng để nhanh chóng cắt các dòng lỗi trong các mạch (như mạch ngắn hoặc quá tải) để ngăn chặn thiệt hại cho thiết bị lưới điện. Phạm vi điện áp hoạt động của nó bao gồm 3,6kV đến 800kV và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng điện áp trung bình, điện áp cao và cực cao.

. Làm thế nào để bộ ngắt mạch SF6 hoạt động?

1. Nguyên tắc: Vai trò của khí SF6

Môi trường cách nhiệt: Độ bền cách nhiệt của khí SF6 gấp 2 đến 3 lần không khí, có thể cô lập một cách hiệu quả các bộ phận trực tiếp trong điều kiện điện áp cao.

Môi trường dập tắt hồ quang: Các phân tử SF6 có độ âm điện mạnh mẽ và có thể nhanh chóng hấp thụ năng lượng hồ quang để đạt được sự dập tắt hồ quang micro giây.

Tính ổn định: Sau khi phân hủy ở nhiệt độ cao của ARC, 99% khí SF6 có thể được kết hợp lại nhanh chóng mà không có chất ô nhiễm còn lại.

2. Toàn bộ quá trình dập tắt vòng cung

Tách tiếp xúc: Dòng lỗi kích hoạt bộ ngắt mạch để vận hành và các liên hệ nhanh chóng được phân tách và một vòng cung được tạo ra.

Nén khí: Cơ chế vận hành thúc đẩy pít-tông nén khí SF6, tạo thành một luồng không khí tốc độ cao thổi về phía ARC để giảm mức độ ion hóa.

Hấp thụ năng lượng: Các phân tử SF6 thu các electron tự do, ngăn chặn vòng cung tiếp tục, nhanh chóng dập tắt vòng cung và đạt được sự ngắt kết nối hiện tại.

Phục hồi cách điện: Sau khi hồ quang bị dập tắt, khí SF6 ngay lập tức phục hồi cường độ cách điện để ngăn chặn vòng cung bị ngự trị và đảm bảo rằng mạch bị ngắt kết nối hoàn toàn.

. Cấu trúc cốt lõi và các thành phần của bộ ngắt mạch SF6

1. Buồng dập tắt vòng cung

Vật liệu: Nhựa gốm hoặc epoxy nhiệt độ cao.

Thiết kế: Loại khí nén (áp suất đơn và áp suất kép) hoặc cấu trúc dập tắt hồ quang năng lượng, phù hợp cho các mức hiện tại khác nhau.

2. Hệ thống khí

Buồng khí: Khoang kín chứa đầy khí SF6 (áp suất định mức 0,4 ~ 0,6MPa).

Giám sát áp suất: Rơle mật độ theo dõi áp suất khí trong thời gian thực và kích hoạt khóa hoặc tín hiệu báo động.

3. Cơ chế vận hành

Cơ chế lưu trữ năng lượng lò xo: ​​Kinh tế và đáng tin cậy, phù hợp cho hệ thống điện áp trung bình.

Cơ chế thủy lực/khí nén: Mô -men xoắn đầu ra lớn, được sử dụng cho điện áp cao và bộ ngắt mạch công suất lớn.

Cơ chế điện thông minh: Cảm biến tích hợp, hỗ trợ mở và điều khiển kết thúc từ xa.

4. Cấu trúc hỗ trợ cách nhiệt

Loại cột sứ: Thiết kế tiêu chuẩn, khả năng chống ô nhiễm mạnh.

Loại cách điện tổng hợp: Áo khoác cao su silicon giảm cân và có hiệu suất chống nổ tốt hơn.

. Ưu điểm của bộ ngắt mạch SF6

1. Khả năng phá vỡ siêu mạnh: Có thể cắt dòng điện ngắn mạch lên đến 80KA, vượt xa các bộ ngắt mạch chân không thông thường.

2. Cuộc sống cơ học siêu dài: Cuộc sống cơ học lên tới 10.000 hoạt động và có thể đáp ứng 2.000 chu kỳ phá vỡ toàn năng, không có bảo trì tới 20 năm.

3. Thiết kế nhỏ gọn: cách điện cao của SF6 làm cho thiết bị khối lượng nhỏ hơn 40% so với bộ ngắt mạch cách nhiệt không khí, tiết kiệm không gian trạm biến áp.

4. Khả năng thích ứng siêu mạnh: Cấu trúc kín hoàn toàn, có thể hoạt động ổn định trong -30 ° C đến +40 ° C, độ ẩm cao hoặc môi trường bụi. Chu kỳ không cần bảo trì lên đến 20 năm.

. Đổi mới công nghệ trong tương lai của bộ ngắt mạch SF6

1. SF6 thay thế

Khí hỗn hợp: Khí hỗn hợp SF6/N₂ hoặc SF6/CF4, giảm mức tiêu thụ SF6 và GWP xuống 30%~ 50%.

2. Các lựa chọn thay thế miễn phí SF6:

Bộ ngắt mạch không khí khô: Được thương mại hóa trong trường điện áp trung bình (≤40,5kV), GWP = 0.

Bộ ngắt mạch chân không + Khí thân thiện với môi trường: dưới sự phát triển trong trường điện áp cao (như khí C5-FK).

3. Công nghệ phục hồi và tái sinh

Thiết bị phục hồi SF6: Khí với độ tinh khiết ≥99,9% có thể được tái chế để giảm chi phí vận hành và bảo trì.

Điều trị phân hủy: Công nghệ ARC hoặc plasma ở nhiệt độ cao phân hủy SF6 thành lưu huỳnh và fluoride vô hại.

4. Nâng cấp thông minh

Hệ thống giám sát điều kiện: Cảm biến tích hợp theo dõi mật độ khí, hao mòn, rung động cơ học và bảo trì dự đoán.

. Kịch bản ứng dụng của bộ ngắt mạch SF6

Mạng truyền tải điện áp cao: Được sử dụng trong các trạm biến áp 500kV trở lên để bảo vệ các máy biến áp và đường truyền.

Lưới điện đô thị: Tích hợp trong GIS (thiết bị đóng khóa cách điện khí), phù hợp cho các trạm biến áp đô thị với không gian hạn chế.

Trạm năng lượng mới: Trạm tăng cường cho các nhà máy điện và các trạm năng lượng quang điện, chịu được các hoạt động khởi động thường xuyên.

Hệ thống năng lượng công nghiệp: Bảo vệ dòng đến cho tải hiện tại cao như cây thép và nhà máy hóa chất.

Phần kết luận

Bộ ngắt mạch SF6 là các thiết bị bảo vệ cốt lõi của các hệ thống năng lượng điện áp cao hiện tại do khả năng phá vỡ hiệu quả của chúng. Trong tương lai, ngành công nghiệp đang tăng tốc chuyển đổi sang các công nghệ thân thiện với môi trường. Với sự phát triển của công nghệ, khí an toàn và sạch hơn sẽ xuất hiện.Lugao Power Co., Ltd.sẽ kết hợp hiệu suất với bảo vệ môi trường và tích cực nắm lấy sự đổi mới để đáp ứng những thách thức và cơ hội chuyển đổi năng lượng. Chọn Lugao để có được các giải pháp ngắt mạch SF6 tùy chỉnh để cung cấp bảo vệ hiệu quả, đáng tin cậy và bền vững cho hệ thống điện của bạn!