Solución Integral de Aplicación para Unidad Principal de Anillo Aislada con Aire Puro y Amigable con el Medio Ambiente

Antecedentes del Proyecto y Desafíos Técnicos

Con el avance de la transición energética global y los objetivos de pico de carbono y neutralidad de carbono, los equipos de red de distribución de media tensión están acelerando la actualización hacia un desarrollo no fluorado, ecológico, compacto e inteligente. Las unidades de anillo aisladas con SF₆ tradicionales enfrentan restricciones ambientales estrictas y altos costos en adquisición, operación y mantenimiento, desecho y reciclaje debido a su alto Potencial de Calentamiento Global (GWP). Los interruptores aéreos convencionales tienen defectos inherentes como un margen de aislamiento bajo, vulnerabilidad a la humedad y condensación, nivel de protección débil y gran huella. Ya no pueden satisfacer los requisitos centrales de las redes de distribución urbanas, salas de distribución subterráneas, parques industriales, estaciones de energía renovable y redes eléctricas extranjeras para alta confiabilidad, operación sin mantenimiento y desarrollo verde y de bajo carbono.

Principales desafíos técnicos que enfrentan las aplicaciones actuales de la red de distribución:

• Los requisitos de cumplimiento ambiental son cada vez más estrictos, lo que resulta en altos costos de gestión a lo largo de todo el ciclo de vida y procedimientos de disposición complicados para el SF₆.
• El espacio es limitado en las áreas centrales urbanas, proyectos de renovación de comunidades antiguas y subestaciones subterráneas, creando una demanda urgente de equipos compactos.
• La estabilidad del aislamiento no puede garantizarse en entornos adversos con alta humedad, fuerte salinidad, alta polución y alta altitud.
• El equipo tradicional carece de funciones de monitoreo inteligente del estado y depende de inspecciones rutinarias para el mantenimiento pasivo.
• Los proyectos de renovación de la red de distribución requieren interfaces compatibles, implementación eficiente y conmutación de energía sin interrupción.

Arquitectura General de la Solución

Dirigida al sistema de red de distribución de media tensión de 12kV, esta solución proporciona un conjunto completo de soluciones de unidad de anillo ecológicas que adoptan aire puro seco (Pure Air) como único medio de aislamiento. Al adoptar un diseño de campo eléctrico optimizado, cámara de gas completamente cerrada y sellada, mecanismo integrado y tecnología de medición y control inteligente primario-secundario, se establece un sistema de suministro de energía confiable que integra el suministro de energía en red, control de carga, aislamiento de fallas y monitoreo de estado, y logra la unificación del rendimiento ambiental, la confiabilidad operativa y la economía de ingeniería.

Principio Técnico Central

Se adopta aire puro filtrado, secado y estabilizado en presión como medio de aislamiento, sin usar SF₆ u otros gases alternativos. Se aplica una estructura de electrodos optimizada y un diseño de homogeneización del campo eléctrico para mejorar el coeficiente de utilización del aislamiento. Una cámara de gas totalmente soldada y sellada y tecnología de sellado a largo plazo aseguran la sequedad y estabilidad internas a largo plazo, evitando fundamentalmente fallos como condensación, humedad y descargas. Con el apoyo de un mecanismo de operación integrado y una unidad de medición y control inteligente, el equipo logra operaciones rápidas, protección precisa y percepción del estado en tiempo real.

Parámetros Técnicos Clave

Ítem de Parámetro

Valor Técnico

Voltaje Nominal

12kV

Corriente Nominal

630A

Corriente de Soporte Cortoplazo Nominal

20kA/3s

Medio Aislante

Aire Puro Seco

Grado de Protección de la Cámara de Gas

IP67

Grado de Protección del Gabinete

IP54

Vida Mecánica

≥10,000 veces

Temperatura Ambiental de Operación

-40℃ ~ +70℃

Altitud Aplicable

≤5000m

Norma de Aislamiento

Conforme a GB/T 11022, IEC 62271-200

Escenarios de Aplicación Típicos

• Mejora y renovación de la red de distribución urbana: Salas de distribución subterráneas, comunidades residenciales antiguas y sistemas de distribución de energía en complejos comerciales.
• Sistema de distribución de energía industrial: Parques industriales, centros de datos y plantas de fabricación de alta gama.
• Sistema de apoyo a energías renovables: Subestaciones tipo caja para estaciones fotovoltaicas, eólicas y de almacenamiento de energía.
• Aplicación en entornos adversos: Zonas costeras con salinidad, regiones húmedas y lluviosas, áreas alpinas y de gran altitud.
• Proyectos de redes eléctricas internacionales: Regiones con estrictos requisitos de acceso ambiental, incluyendo la UE, el Sudeste Asiático, Oriente Medio y Australia.

Implementación e Implementación de Ingeniería

• Investigación in situ y diseño de soluciones: Formular esquemas de configuración e instalación según la topología de distribución de energía, las condiciones espaciales y las características de la carga.
• Suministro integrado modular: Entregado como unidades completas ensambladas en fábrica con integración precomisionada para reducir la carga de trabajo de montaje en sitio.
• Instalación de interfaces estandarizadas: Compatible con las interfaces de fundación y cables de las unidades principales de anillo tradicionales para facilitar la construcción.
• Renovación de energía sin interrupción: Soporte para la sustitución in situ con el mínimo impacto en el suministro de energía del usuario.
• Depuración conjunta del sistema y aceptación: Completar pruebas de función, prueba de aislamiento, verificación de protección y comisionamiento conjunto de comunicación.

Valor y Beneficio del Proyecto Valor Ambiental

• La adopción del aislamiento con aire natural logra cero emisiones de gases de efecto invernadero sin presión de reciclaje y disposición, cumpliendo plenamente con los requisitos de redes de energía verde y desarrollo de bajo carbono.

Valor Operativo

• El compartimento de gas completamente cerrado y seco mantiene un rendimiento de aislamiento estable, reduciendo significativamente la incidencia de fallos de aislamiento y mejorando la confiabilidad del suministro de energía en las redes de distribución.

Valor Económico

• Estructura compacta que reduce la inversión en ingeniería civil y espacio; no requiere rellenado de aire, inspección de fugas o tratamiento de gas, lo que reduce el costo de operación y mantenimiento a lo largo de su ciclo de vida.

Valor de Gestión

• Soporta el monitoreo en línea del estado del equipo y la alerta temprana de fallas, promoviendo la transformación del modo de mantenimiento de programado a basado en condiciones.

Normas y Especificaciones Aplicables

• GB/T 11022, Especificaciones Generales para Equipos de Maniobra y Control de Alta Tensión
• GB/T 3906, Equipos de Maniobra Metálicos Cerrados de 3.6kV～40.5kV AC
• GB/T 28547, Requisitos Técnicos para Equipos de Maniobra de Alta Tensión Respetuosos con el Medio Ambiente
• IEC 62271-1, Equipos de Maniobra y Control de Alta Tensión – Parte 1: Especificaciones Generales
• IEC 62271-200, Equipos de Maniobra de Alta Tensión AC

Resumen de la Solución

Con las características principales de protección ambiental sin fluor, aislamiento de alta confiabilidad, integración compacta y operación y mantenimiento inteligentes, la solución de unidad principal de anillo aislada con aire puro puede reemplazar completamente el equipo aislado con SF₆ y el equipo aislado con aire ordinario. Es ampliamente aplicable a la construcción de redes de distribución urbana, suministro de energía industrial, instalaciones de apoyo a energías renovables y proyectos de actualización de redes eléctricas internacionales, sirviendo como la solución técnica principal para el desarrollo verde e inteligente de las redes de distribución de media tensión.