Solution d'Application Globale pour l'Unité de Réseau Annulaire à Isolation Pure à l'Air Respectueuse de l'Environnement

Contexte du projet et défis techniques

Avec l'avancement de la transition énergétique mondiale et les objectifs de pic de carbone et de neutralité carbone, les équipements de réseau de distribution à moyenne tension accélèrent leur mise à niveau vers un développement non fluoré, écologique, compact et intelligent. Les armoires de jonction à isolation SF₆ traditionnelles font face à des contraintes environnementales strictes et à des coûts élevés d'acquisition, d'exploitation, de maintenance, de mise au rebut et de recyclage en raison de leur fort Potentiel de Réchauffement Global (PRG). Les postes de distribution à air isolé conventionnels présentent des lacunes inhérentes telles qu'une faible marge d'isolation, une vulnérabilité à l'humidité et à la condensation, un faible niveau de protection et une grande empreinte au sol. Ils ne peuvent plus répondre aux exigences essentielles des réseaux de distribution urbains, des salles de distribution souterraines, des parcs industriels, des stations d'énergie renouvelable et des réseaux électriques à l'étranger en termes de haute fiabilité, d'exploitation sans entretien et de développement vert à faible teneur en carbone.

Principaux défis techniques auxquels sont confrontées les applications actuelles de réseau de distribution:

• Les exigences de conformité environnementale deviennent de plus en plus strictes, entraînant des coûts de gestion sur l'ensemble du cycle de vie élevés et des procédures de traitement compliquées pour le SF₆.
• L'espace est limité dans les zones centrales urbaines, les projets de rénovation des anciennes communautés et les sous-stations souterraines, créant une demande urgente d'équipements compacts.
• La stabilité de l'isolation ne peut pas être garantie dans des environnements difficiles avec une forte humidité, une forte concentration de sel, une forte poussière et une altitude élevée.
• Les équipements traditionnels manquent de fonctions de surveillance d'état intelligentes et dépendent des inspections routinières pour une maintenance passive.
• Les projets de rénovation des réseaux de distribution nécessitent des interfaces compatibles, un déploiement efficace et une commutation de puissance ininterrompue.

Architecture globale de la solution

Cette solution, destinée au système de réseau de distribution à moyenne tension de 12kV, fournit un ensemble complet de solutions d'armoires de jonction écologiques utilisant l'air pur (Pure Air) comme unique milieu d'isolation. En adoptant une conception optimisée du champ électrique, une chambre à gaz scellée totalement fermée, un mécanisme intégré et une technologie de mesure et de contrôle intelligente primaire-secondaire, elle établit un système de fourniture d'énergie fiable intégrant l'alimentation en boucle, le contrôle de charge, l'isolement de panne et la surveillance d'état, et réalise l'unification des performances environnementales, de la fiabilité opérationnelle et de l'économie d'ingénierie.

Principe technique central

L'air pur filtré, séché et stabilisé en pression est utilisé comme milieu d'isolation, sans utiliser de SF₆ ou d'autres gaz de substitution. Une structure d'électrode optimisée et une conception d'homogénéisation du champ électrique sont appliquées pour améliorer le coefficient d'utilisation de l'isolation. Une chambre à gaz soudée totalement fermée et une technologie de scellement à long terme assurent une sécheresse et une stabilité internes à long terme, évitant fondamentalement les pannes telles que la condensation, l'humidité et le flashover. Soutenu par un mécanisme de fonctionnement intégré et une unité de mesure et de contrôle intelligente, l'équipement réalise une opération rapide, une protection précise et une perception en temps réel de l'état.

Paramètres techniques clés

Élément du paramètre

Valeur technique

Tension nominale

12kV

Courant nominal

630A

Courant de tenue à court terme nominal

20kA/3s

Médium d'isolation

Air sec pur

Degré de protection de la chambre à gaz

IP67

Degré de protection du boîtier

IP54

Durée de vie mécanique

≥10 000 cycles

Température ambiante de fonctionnement

-40℃ ~ +70℃

Altitude applicable

≤5000m

Norme d'isolation

Conforme à GB/T 11022, IEC 62271-200

Scénarios d'application typiques

• Modernisation et rénovation des réseaux de distribution urbains : salles de distribution souterraines, anciens quartiers résidentiels et systèmes de distribution d'énergie dans les complexes commerciaux.
• Système de distribution d'énergie industrielle : parcs industriels, centres de données et usines de fabrication haut de gamme.
• Système de soutien à l'énergie renouvelable : postes de transformation modulaires pour les centrales photovoltaïques, éoliennes et de stockage d'énergie.
• Applications dans des environnements difficiles : zones côtières avec brume salée, régions humides et pluvieuses, régions alpines et de haute altitude.
• Projets de réseau électrique à l'étranger : régions avec des exigences strictes en matière d'accès environnemental, y compris l'UE, l'Asie du Sud-Est, le Moyen-Orient et l'Australie.

Mise en œuvre et déploiement de l'ingénierie

• Enquête sur site et conception de la solution : élaboration de schémas de configuration et d'installation en fonction de la topologie de distribution d'énergie, des conditions spatiales et des caractéristiques de charge.
• Fourniture intégrée modulaire : livraison sous forme d'unités assemblées en usine avec une intégration pré-commissionnée pour réduire la charge de travail d'assemblage sur site.
• Installation d'interfaces standardisées : compatibles avec les interfaces de fondation et de câbles des unités de jonction traditionnelles pour faciliter la construction.
• Réfection de l'alimentation électrique sans interruption : support du remplacement in situ avec un impact minimal sur l'alimentation électrique des utilisateurs.
• Débogage et acceptation du système : test complet des fonctions, test d'isolation, vérification de protection et mise en service conjointe de la communication.

Valeur et bénéfices du projet Valeur environnementale

• L'utilisation de l'isolation à air naturel permet d'atteindre zéro émission de gaz à effet de serre, sans pression de recyclage et de traitement, en pleine conformité avec les exigences des réseaux électriques verts et du développement bas carbone.

Valeur opérationnelle

• La chambre à gaz entièrement fermée et sèche maintient une performance d'isolation stable, réduisant considérablement l'incidence des défauts d'isolation et améliorant la fiabilité de l'alimentation électrique des réseaux de distribution.

Valeur économique

• La structure compacte réduit les investissements en génie civil et en espace ; pas besoin de remplissage d'air, de détection de fuite ou de traitement de gaz, réduisant ainsi le coût de fonctionnement et de maintenance sur l'ensemble du cycle de vie.

Valeur de gestion

• Support de la surveillance en ligne de l'état de l'équipement et de l'alerte précoce des pannes, favorisant la transformation du mode de maintenance de la maintenance planifiée à la maintenance basée sur l'état.

Normes et spécifications applicables

• GB/T 11022, Spécifications communes pour les équipements de coupure et de commande à haute tension
• GB/T 3906, Appareillage à haute tension métallique enveloppé pour courant alternatif 3,6 kV à 40,5 kV
• GB/T 28547, Exigences techniques pour les équipements de coupure et de commande à haute tension respectueux de l'environnement
• IEC 62271-1, Equipements de coupure et de commande à haute tension - Partie 1 : Spécifications communes
• IEC 62271-200, Appareillage à haute tension pour courant alternatif

Résumé de la solution

Avec des caractéristiques clés telles que la protection de l'environnement sans fluor, l'isolation fiable, l'intégration compacte et l'exploitation et la maintenance intelligentes, la solution d'unité de jonction à air pur peut remplacer entièrement les équipements isolés au SF₆ et à l'air ordinaire. Elle est largement applicable à la construction des réseaux de distribution urbains, à l'approvisionnement en énergie industrielle, aux installations de soutien aux énergies renouvelables et aux projets de modernisation des réseaux électriques à l'étranger, servant de solution technique principale pour le développement vert et intelligent des réseaux de distribution moyenne tension.