스마트하고 컴팩트하며 신뢰성: 개폐 장치 및 변전소 설계의 혁신

May 29, 2023

새롭게 떠오르는 스위치기어 설계는 운영의 디지털화와 변전소의 설치 공간을 줄이는 데 중점을 두고 있습니다. 네트워크 확장 시 전송 및 배전 유틸리티가 직면한 주요 과제 중 하나는 통행권(RoW) 제약입니다. 이 문제를 해결하기 위해 유틸리티는 점점 더 새로운 기술 솔루션을 채택하고 있습니다. 가스 절연 개폐 장치(GIS)는 공기 절연 개폐 장치(AIS)에 비해 훨씬 적은 토지를 필요로 하기 때문에 공공 시설에서 점점 더 많이 채택되고 있습니다. GIS와 AIS를 결합한 하이브리드 변전소는 공간 요구 사항을 최소화하기 위한 잠재적인 솔루션도 제공합니다. 이 외에도 컴팩트하고 유연하며 안정적인 디지털, 지능형 및 스마트 스위치기어의 사용이 주목을 받고 있습니다. 디지털 배전반은 사물인터넷(IoT)을 지원해 데이터 처리가 가능해 오류와 오작동을 사전에 감지해 시스템 장애를 예방하고 에너지 손실과 비용을 최소화한다.

GIS: GIS는 기본적으로 회로 차단기 및 단로기와 같은 고전압(HV) 장비로 구성된 소형 금속 캡슐화입니다. GIS 변전소에서는 모선, 회로 차단기, 변류기, 변류기, 기타 변전소 장비를 포함한 모든 구성 요소가 육불화황 SF6 가스로 채워진 모듈 내부에 배치됩니다. 전통적으로 GIS는 SF6를 단열 매체로 사용합니다.

GIS 변전소 배치는 공간 제약을 효과적으로 해결하기 위해 인도의 송전 및 배전 부문에서 두각을 나타내고 있습니다. GIS 변전소는 AIS 변전소보다 약 35% 적은 공간을 필요로 하므로 유지 관리 비용과 정전 빈도가 낮아집니다. GIS 변전소의 초기 비용은 AIS 변전소보다 약 50% 높지만 전체 자본 비용은 비슷합니다.

GIS는 높은 신뢰성, 유지 관리 요구 사항 감소 및 환경 영향이 적은 인구 밀도가 높은 지역에 대한 매력적인 대안입니다. GIS 변전소는 실내 또는 실외에 배치할 수 있습니다. 중전압 및 저전압 서비스에 안정적이며 공간이 제한된 산업 현장, 병원 및 주택 단지에 특히 유용합니다. 또한 GIS 변전소의 크기가 작기 때문에 환경 영향을 최소화하므로 생태적으로 민감한 지역에 매우 적합합니다. 그러나 GIS 배포가 증가함에 따라 우려되는 점 중 하나는 SF6를 절연 및 아크 소호 매체로 광범위하게 사용하는 것입니다. SF6는 온실가스로 분류되었으며 지구 온난화 측면에서 매우 강력한 영향을 미칩니다.

고체 절연 개폐기: SIS(고체 절연 개폐 장치)에서 주 MV 회로는 일반적으로 절연 재료(예: 에폭시 수지)로 캡슐화됩니다. 기본적으로 SIS와 AIS의 동작에는 차이가 없습니다. 또한 주 회로를 따라 가시적으로 작동하는 부품이 없습니다. 그러나 열악한 환경 조건에서는 전기장 변화 문제가 발생합니다. 차폐 SIS(2 SIS)는 충전부(네트워크에 영구적으로 연결되고 전압 변화의 영향을 받는 주 도체, 인서트 및 진공 차단기), 절연을 보장하는 절연 층의 3개 동심 층으로 구성된 고급 기술입니다. 모든 작동 조건 및 전기적 연속성과 효과적인 접지 연결을 보장하는 전도성 층. 2SIS 기술은 인프라 노후화 없음, 3상 또는 2상 결함 없음, 내부 아크 효과 없음 등 다양한 이점을 제공합니다.

하이브리드 개폐기: 유틸리티에서는 AIS와 SF6 GIS 기술의 구성요소를 결합한 하이브리드 스위치기어를 점점 더 많이 수용하고 있습니다. 컴팩트한 모듈형 설계는 개조 및 확장이 필요하고 현재 AIS 스위치기어를 사용하는 변전소에 특히 유용합니다. 하이브리드 스위치기어는 토지 가격이 비싸거나 제한된 지역에서 특히 유용합니다. 하이브리드 변전소에서 부스바는 공기 절연되어 있으며 회로 차단기, 부싱, 부스덕트, 연결 요소, 단로기, 변류기 및 센서와 같은 기타 모든 장비는 가스 절연되어 있습니다. 하이브리드 변전소는 하나의 모듈에 다양한 기능을 결합한 컴팩트한 모듈형 설계가 특징입니다. 하이브리드 변전소의 초기 비용은 AIS보다 약 20% 더 높으며 이러한 변전소에는 적당한 양의 토지가 필요합니다.