A KYN28A-12 által képviselt, 10 kV-os, központilag szerelt kihúzható kapcsolóberendezés a fő választás az áramelosztó rendszerekben. Ez a cikk három dimenzióból elemzi a központilag szerelt kapcsolóberendezések műszaki logikáját és mérnöki értékét: szerkezeti tervezés, biztonsági reteszelés és kulcskiválasztási pontok.
A központilag szerelt kapcsolóberendezések és a hagyományos rögzített berendezések közötti alapvető különbség a fémpáncélzatban, a központilag szerelt kocsiban és a négyrekeszes független szerkezeti kialakításban rejlik. A KYN28A-12 példájaként a szekrényt szigorúan négy független rekeszre osztják fém válaszfalak:
Vákuumos megszakító kocsival felszerelve (gyakori modellek, mint pl. VS1 és VD4), amely képes váltani a munka-, teszt- és a kihúzott helyzetek között. A kézikocsi-stílusú kialakítás alapvető értéke abban rejlik, hogy lehetővé teszi a teljes megszakító kocsi kimozdítását, ha egy áramkör karbantartást igényel, anélkül, hogy ez befolyásolná a többi szekrény normál működését és jelentősen csökkentené az áramkimaradás idejét. A belső tér átfogó mechanikus reteszelő rendszerrel van felszerelve, amely fizikai szempontból biztosítja az üzembiztonságot.
A fő gyűjtősín T2 réz gyűjtősíneket használ, szigetelőkkel alátámasztva, és független, zárt kialakítású. A gyűjtősínrekesz szigetelése kulcsfontosságú – a gyűjtősín oldali meghibásodás esetén a fém válaszfalak hatékonyan akadályozzák meg az elektromos ívek és a magas hőmérsékletű gázok átterjedését más terekbe, elkerülve a fázisok közötti rövidzárlatokat és a hiba kiterjedését. A T2 réz gyűjtősínek nagy vezetőképessége nagy áramköri körülmények között is biztosítja a hőmérséklet-emelkedés szabályozását.
Áramtranszformátorok, nulla sorrendű transzformátorok, földelő kapcsolók, kábelkivezetések, túlfeszültség-levezetők és egyéb alkatrészek beszerelésére szolgál. A kábelrekesz bőséges helyet kínál, megkönnyítve az építési huzalozást, valamint az azt követő karbantartást és beállítást. Ez a kialakítás különösen praktikus az ipari felhasználók és a fotovoltaikus erőművek számára, amelyek gyakran cserélik a kimenő áramköröket.
Ebben a helyiségben olyan másodlagos komponensek találhatók, mint a mikroprocesszor alapú védelmi eszközök, műszerek, működtető kapcsolók és sorkapcsok. A műszerhelyiség fizikailag teljesen el van szigetelve a középfeszültségű primer tértől, alapvetően kiküszöbölve a szekunder oldalon dolgozó karbantartók áramütésének veszélyét. Ez az egyik legfontosabb tervezési jellemző, amely biztonságosabbá teszi a középfeszültségű kapcsolóberendezéseket, mint a hagyományos rögzített berendezések.
A négy független rekesz lényege a hibaleválasztás – egyetlen rekesz hibája nem érinti a többi rekeszt, így minimalizálja a hiba hatását. A magas folyamatos termelési követelményeket támasztó forgatókönyvek esetében, mint például a vegyipar, a kohászat és az adatközponti ipar, ez a jellemző közvetlenül kapcsolódik a termelés biztonságához és a gazdasági hatékonysághoz.
A nagyfeszültségű kapcsolóberendezések hibás működése a berendezés károsodásához, személyi sérüléshez és akár nagymértékű áramkimaradáshoz is vezethet. Ezért az "öt-megelőző reteszelés" kötelező biztonsági követelmény, amelyet kifejezetten előírnak a GB/T 3906 és a DL/T 404 szabványok. Az úgynevezett „öt megelőzés” kifejezetten a következőket tartalmazza:
1. A megszakító kocsi terhelés alatti működésének megakadályozása – Amikor a megszakító zárt helyzetben van, a kocsi nem tud belépni vagy kilépni, hogy megakadályozza a terhelés alatti dugulás vagy kihúzás által okozott ívképződést;
2. A megszakítók véletlen nyitásának és zárásának megelőzése – A működési hozzáférés-szabályozás és a mechanikus reteszelés megakadályozza, hogy illetéktelen személyek véletlenül működtethessék a megszakítót;
3. A földelőkapcsoló feszültség alatti zárásának megakadályozása – A földelőkapcsoló nem működtethető, ha a megszakító nincs nyitva, és a kocsi nincs visszaállítva teszthelyzetbe;
4. A földelőkapcsoló bekapcsolásának megakadályozása zárt állapotban – Amikor a földelőkapcsoló zárt helyzetben van, a megszakító kocsit nem lehet munkahelyzetbe tolni, hogy megakadályozzák a megszakító bezárását a földelővezeték csatlakoztatásával;
5. A feszültség alatti rekeszekbe való véletlen bejutás megakadályozása – A szekrényajtó feszültség alatt álló részekkel van összekapcsolva, és a szekrényajtó nem nyitható ki, amikor a berendezés feszültség alatt van.
A központosított kapcsolóberendezések jellemzően olyan sémát alkalmaznak, amelyben elsődleges módszer a mechanikus reteszelés, másodlagos módszer az elektromos reteszelés. A mechanikus reteszelés nagy megbízhatóságot kínál, és nem befolyásolja az áramkimaradás, és ez az ötbiztos funkció alapja. Az elektromos reteszeléssel viszont bonyolultabb logikai vezérlés érhető el, mint például a kézikocsi és a földelő kapcsoló közötti összeköttetés, valamint a felső szintű védelmi jelekkel történő reteszelés. A kettő kombinációja egy teljes biztonsági védelmi vonalat alkot a működés forrásától a végrehajtás végéig.
A középfeszültségű kapcsolóberendezés kiválasztása nem csupán a paraméterek halmozásának kérdése, hanem a tényleges működési feltételeken alapuló rendszerkonfigurációt igényel. A következő pontok külön figyelmet érdemelnek:
A vákuum-megszakítók a középfeszültségű kapcsolóberendezések fő alkotóelemei. A VS1 és a VD4 jelenleg a két legszélesebb körben használt modell. A VS1 a mainstream modell Kínában, amely magas költséghatékonyságot és bőséges alkatrészt kínál; A VD4 egy klasszikus ABB-modell, kiváló mechanikai élettartammal és törési teljesítménnyel, alkalmas gyakori működésű és magas megbízhatósági követelményekkel járó alkalmazásokhoz. A kiválasztásnak a névleges rövidzárlati megszakítóáram (általában 25 kA, 31,5 kA, 40 kA) és az üzemi frekvencia átfogó értékelésén kell alapulnia.
Az áramváltók és a nulla sorrendű áramváltók átalakítási arányát és pontossági osztályát a tényleges üzemi áram- és védelmi követelmények alapján ésszerűen kell megválasztani. A mérőáramkörök általában 0,2S osztályt igényelnek, míg a védőáramkörök 0,5 vagy 10P osztályt használhatnak. A nulla sorrendű áramváltó konfigurációja attól függ, hogy a rendszernek szüksége van-e kisáramú földelési hiba helyére.
Megfelelő rövidzárlat-készítő kapacitású földelőkapcsoló modellt kell konfigurálni. Azoknál a fotovoltaikus hálózatra kapcsolt áramköröknél, ahol fordított tápellátás fordulhat elő, a földelőkapcsoló névleges rövidzárlati árama különösen kritikus – ez határozza meg, hogy a földelőkapcsoló biztonságosan tud-e zárni hegesztés nélkül véletlenszerű feszültség esetén.
A mikroprocesszor alapú integrált védelmi eszköz alapfelszereltség, amely túláram, pillanatnyi kioldás, nulla sorrend, túlfeszültség és feszültségcsökkenés védelmi funkciókat biztosít. Az új, energiahálózatra kapcsolt forgatókönyvek esetében olyan speciális funkciókat is figyelembe kell venni, mint a szigetelő védelem és a fordított áramellátás elleni védelem. A védelmi eszköz kommunikációs protokolljának kompatibilisnek kell lennie a felső szintű felügyeleti rendszerrel.
A szabványos középfeszültségű kapcsolóberendezések olyan általános környezetben használhatók, ahol a tengerszint feletti magasság nem haladja meg az 1000 métert és a környezeti hőmérséklet -10 ℃ és +40 ℃ között van. Nagy magasságú területeken (például 3000 méter felett), nedves trópusi területeken, erősen szennyezett területeken vagy alacsony hőmérsékletű területeken megfelelő speciális konfigurációkat kell kiválasztani, például magas tengerszint feletti magasságban vagy nedves trópusi típusokban, hogy biztosítsák a berendezés szigetelési teljesítményét és működési stabilitását extrém körülmények között.
A középfeszültségű kapcsolóberendezések rugalmas szekrénykonfigurációkat kínálnak, és szabadon kombinálhatók az áramelosztási séma szerint. A gyakori szekrénytípusok közé tartoznak a bejövő vonali szekrények, a kimenő vezetékek szekrényei, a PT szekrények, a mérőszekrények, a szekcionáló szekrények, a szigetelő szekrények, az összekötő szekrények, a motorszekrények és az állomás transzformátor szekrények. Egy tipikus 10 kV-os elosztó helyiség általában bejövő vezetékes szekrényekből, PT szekrényekből, mérőszekrényekből, több kimenő vezetékes szekrényből és összekötő szekrényből áll, amelyek egyetlen gyűjtősín-szelvényezést vagy egysínes csatlakozási sémát alkotnak.
Alkalmazási szempontból a középfeszültségű kapcsolóberendezéseket széles körben használják:
Alállomási 10 kV-os áramelosztó rendszerek: központi csomópontként szolgálnak a városi villamos hálózatokhoz és az ipari áramellátáshoz;
Gyári műhely áramelosztás: megbízható tápellátás biztosítása gyártósorokhoz, légkompresszorokhoz, vízszivattyúkhoz és egyéb terhelésekhez;
Vegyipar és gyógyszeripar: igényes folyamatos termelés, rendkívül érzékeny az áramellátás megbízhatóságára és biztonságára;
Kohászati vállalkozások: erős áram- és ütőterhelésnek kitett, nagy berendezéstörőképességet igénylő;
Épületi áramelosztás: fő áramelosztó helyiségek sokemeletes épületekben és kereskedelmi komplexumokban;
Középfeszültségű motorvezérlés és -védelem: nagy vízszivattyúk, ventilátorok és kompresszorok közvetlen vagy lágyindítású vezérlése;
Új energiahálózati csatlakozás: 10 kV-os csatlakozó kapcsolóberendezés elosztott fotovoltaikus és energiatároló erőművekhez.
Intelligensítés, miniatürizálás és környezetvédelem A középfeszültségű kapcsolóberendezések technológiai fejlődése nem állt meg. Az ipar jelenleg három irányban fejlődik:
Intelligensítés. Az olyan érzékelők integrációja, mint például az online hőmérséklet-felügyelet, a részleges kisülés észlelése és a megszakító mechanikai jellemzőinek figyelése, a középfeszültségű kapcsolóberendezéseket "időszakos karbantartásról" "állapot-alapú karbantartásra" alakítja át. Miniatürizálás. A szigetelési szerkezet optimalizálásával és a kompozit szigetelőanyagok bevezetésével a szekrények mérete fokozatosan csökken, ami jelentős a városi alállomások és adatközpontok esetében, ahol szűkös a föld erőforrás.
Környezetbarátság. Az SF6 gázt kiváló szigetelési tulajdonságai miatt széles körben használják gázszigetelt kapcsolóberendezésekben (GIS), de globális felmelegedési potenciálja (GWP) 23 500-szorosa a CO2-énak. Az egyre szigorodó környezetvédelmi politikával az SF6-mentes környezetbarát kapcsolóberendezések egyre forróbb kutatási témává válnak az iparban, párhuzamosan fejlődnek a légszigetelés, a vákuumszigetelés és a száraz levegő szigetelési technológiák.
Az alapvető ok, amiért a középfeszültségű kapcsolóberendezések dominálnak a 10 kV-os áramelosztási területen, a szerkezeti felépítés és a mérnöki követelmények magas szintű illeszkedése – négy független rekesz biztosítja a hibaszigetelést, a kézikocsi típusú szerkezet kényelmes kezelést és karbantartást biztosít, az ötbiztos reteszelés pedig a biztonsági alapvonalat erősíti. Az új villamosenergia-rendszerek kiépítésének elmélyülésével a középfeszültségű kapcsolóberendezések még hosszú ideig megőrzik mainstream pozíciójukat, és tovább fejlődnek az intelligencia, a miniatürizálás és a környezetbarátság irányába. A berendezésgyártók számára a középfeszültségű kapcsolóberendezések műszaki logikájának megértése és az iparág fejlődési trendjeinek megértése elengedhetetlen a proaktív hozzáállás fenntartásához a termékfejlesztésben és a piaci versenyben.
Junray elektromosrégóta a nagy- és kisfeszültségű kapcsolóberendezések kutatására, fejlesztésére és gyártására összpontosít. A KYN28A-12 sorozatú középfeszültségű kapcsolóberendezései 630 A-tól 4000 A-ig terjedő névleges áramerősségek teljes skáláját fedik le, 25 kA-tól 40 kA-ig terjedő teljes megszakítási kapacitást, támogatva a testreszabott konfigurációkat, és széles körben adaptálhatóak különféle forgatókönyvekhez, például elektromos hálózatokhoz, iparhoz és új energiákhoz.
