Какво еРазпределителна апаратура за високо напрежение?

I. Основна дефиниция (кратка версия)

Разпределителна апаратура за високо напрежение: Метален брониран пълен комплект разпределителна разпределителна уредба с номинално напрежение 3,6kV～40,5 kV, интегриращи прекъсвачи, изолиращи превключватели, заземителни превключватели, трансформатори, компоненти за защита и вторично управление. Това е основният първичен комплект оборудване в електроразпределителните системи за средно и високо напрежение.

Основни функции: Използва се в енергийни системи за приемане, разпределение, контрол на превключването, защита от повреда при късо съединение и претоварване, електрическа изолация, безопасно блокиране и наблюдение на работата, широко приложими за различни сценарии за разпределение на мощността със средно и високо напрежение.

Основни функции: 1. Напълно метална обвивка с независима изолация от множество отделения, устойчива на дъга и токов удар; 2. Оборудван със стандартна механична + електрическа блокировка с пет превенции за елиминиране на неправилна работа; 3. Приемане на вакуумен прекъсвач като основен изпълнителен компонент за превключване и защита; 4. В съответствие с GB 3906, IEC 62271 стандарти за комутационни апарати за високо напрежение.

II. Обхват на приложение и стандарти за изпълнение

Общи нива на напрежение: 10kV (12kV), 35kV (40,5kV). Това е основно оборудване за промишлени и минни предприятия, подстанции, фотоволтаично съхранение на енергия, фабрично разпределение на електроенергия и поддръжка на подстанции тип кутия.

Стандарти за внедряване: GB 3906, IEC 62271, стандарти от серия ANSI/IEEE C37, гарантиращи безопасността, надеждността и универсалността на работата на оборудването.

III. Основна класификация (пълни размери)

1. По тип на структурата на шкафа

1. Изтеглящ се тип (средно монтиран шкаф): Представителни модели KYN28A-12 (10kV), KYN61-40.5 (35kV). Прекъсвачът е тип камион с възможност за изтегляне; може да бъде изтеглен и разделен на работно положение, тестово положение и изолирано положение. Поддръжката не изисква прекъсване на захранването на целия шкаф, с най-високо ниво на безопасност и това е основният модел в индустрията и подстанциите.

2. Разпределителна апаратура с фиксиран тип: Представителни модели XGN2-12, GG1A. Прекъсвачът е фиксиран в шкафа и не може да се издърпа; има проста структура и ниска цена. Поддръжката изисква прекъсване на захранването на цялата линия, използвана най-вече в стари фабрични зони и сценарии за разпределение на електроенергия от нисък клас.

3. Пръстенообразен основен модул: Представителни модели HXGN15-12, SF6 пръстеновиден основен модул. Той има малък обем и заема по-малко земя, използван най-вече за обществено електроразпределение, общинска пръстеновидна мрежа и вътрешни подстанции тип кутия; това е най-вече комбинация от превключвател на натоварване + предпазител, подходящ за нуждите на терминалното електроразпределение.

4. Газоизолиран шкаф (C-GIS): Напълно запечатан с SF₆/екологична газова изолация, шкафът е миниатюризиран, влагоустойчив и устойчив на корозия, подходящ за сурови среди като крайбрежни райони, въглищни мини, голяма надморска височина и външни подстанции тип кутия.

2. По метод на изолация

- Въздушна изолация (AIS): Използване на въздух + изолатор като изолационна среда, ниска цена, удобна поддръжка, голям обем, подходящ за сценарии за конвенционално разпределение на енергия на закрито.

- Газова изолация (GIS/C-GIS): Възприемане на затворена газонапълнена структура с отлична изолация и гасене на дъгата, малък обем, без поддръжка и висока цена, подходяща за сценарии за висок клас и компактно разпределение на електроенергия.

3. По тип прекъсвач

- Вакуумен прекъсвач: основният модел за 10kV/35kV, главно серия VS1 и ZN63. Той няма замърсяване с масло, има силна способност за гасене на дъгата, дълъг експлоатационен живот и не изисква поддръжка, подходящ за повечето сценарии за разпределение на електроенергия със средно и високо напрежение.

- SF₆ прекъсвач: Използва се най-вече при нива на напрежение от 35 kV и по-високи, висок ток и условия на силно прекъсване, с по-изключителна изолация и гасене на дъгата.

- Превключвател на товара: Често срещан компонент в главните модули на пръстена, който може да превключва само нормален ток на натоварване, не може да прекъсва тока на късо съединение и трябва да се комбинира с предпазители, за да се постигне защита от повреда.

4. По функция и предназначение на кабинета

IV. Вътрешна структура с пет отделения на шкафа (вземайки KYN28A-12 като пример)

Целият шкаф има изцяло метален дизайн и всяко отделение е изолирано едно от друго без дъгова пламък. Дъгите на повреди могат да бъдат насочени към освобождаване на налягането, като се увеличи максимално безопасността на персонала и оборудването. Конкретната структура е както следва:

1. Автобусно отделение (най-горно): Подредете главните шини и разклонителните шини; оборудван с канал за освобождаване на налягането. Когато вътре възникне късо съединение, дъгата може да се насочи нагоре, за да се освободи налягането, избягвайки нараняване на персонала и оборудването в други отделения.

2. Отделение за прекъсвач (централно ядро): Поставете камиона с вакуумен прекъсвач; оборудван с устройство за блокиране на клапана. Когато подемно-транспортното средство бъде изтеглено, високоволтовите статични контакти ще се затворят автоматично, за да се предотврати случайно докосване на персонала до части под напрежение. Подемно-транспортното средство може гъвкаво да се превключва между три позиции: работна позиция, тестова позиция и позиция за изолация/поддръжка, за да се адаптира към различни работни условия.

3. Кабелно отделение (долна част): Това е позицията за окабеляване за входящи и изходящи кабели; вградени токови трансформатори (CT), заземителни превключватели, отводители, трансформатори с нулева последователност и други компоненти, отговорни за кабелната връзка и защитата на линията.

4. Вторично отделение за инструменти (горна предна част на шкафа): Поставете микрокомпютърни интегрирани защитни устройства, измервателни и контролни устройства, светлинни индикатори, бутони, дисплеи на живо, контролери за температура и влажност, вторични клемни блокове и друго вторично оборудване, отговорно за наблюдението на оборудването, управлението и предаването на сигнали.

5. Контролна зала за ниско напрежение/Механична зала: Поставете работния механизъм на прекъсвача, двигателя за съхранение на енергия, захранването на вторичната верига и механичната структура за блокиране, което е основната зона за работа на оборудването и съхранение на енергия.

V. Подробно обяснение на пет основни електрически компонента

Основната производителност на комутационната апаратура за високо напрежение се определя от вътрешните компоненти. Петте основни компонента изпълняват съответните си задължения и работят заедно, за да осигурят нормалната работа на оборудването:

1. Вакуумен прекъсвач (сърцето на оборудването): Основната функция е превключване при нормални работни условия и автоматично изключване в случай на повреда за прекъсване на тока на повреда. Ключовите параметри включват номинално напрежение, номинален ток, номинален ток на прекъсване при късо съединение (обикновено 20kA/25kA/31,5kA/40kA) и номинален ток на термична стабилност, които директно определят защитния капацитет и приложимите сценарии на оборудването.

2. Изолиращ превключвател: Няма капацитет за гасене на дъгата и операцията по превключване на товара е строго забранена; основната функция е да се формира очевидна точка на прекъсване по време на поддръжката и да се потвърди прекъсването на захранването на оборудването чрез визуална проверка, за да се гарантира личната безопасност на персонала по поддръжката.

3. Превключвател за заземяване: Използва се за принудително заземяване по време на поддръжка на прекъсване на захранването на оборудването, за да се освободи остатъчното напрежение вътре в оборудването и да се предотвратят инциденти с токов удар, причинени от случайно предаване на енергия; оборудван с механична блокировка с прекъсвачи и изолиращи превключватели, за да се гарантира спазване на последователността на работа.

4. Трансформатори (CT/PT): Разделени на токови трансформатори (CT) и напреженови трансформатори (PT). CT се използва главно за събиране на мрежов ток и осигуряване на сигнали за измерване на електрическа енергия и защита от свръхток/късо съединение; PT се използва главно за събиране на напрежението на шината и предоставяне на сигнали за измерване на напрежението, измерване, защита от ниско/пренапрежение и синхронизиране.

5. Разрядник: Основната функция е да потиска пренапрежението от мълния и работното пренапрежение, да избягва разрушаването на изолационния слой на разпределителната апаратура и последващите трансформатори, кабели и друго оборудване, причинено от пренапрежение, и да защитава безопасността на цялата електроразпределителна система.

VI. „Пет-превенция“ Блокировка на комутационна апаратура за високо напрежение (най-висок приоритет)

Всички комутационни апарати за високо напрежение са задължително оборудвани с двойни блокиращи устройства с пет превенции (механични + електрически), които не могат да бъдат принудени да работят неправомерно ръчно, което основно елиминира злополуките при неправилно функциониране, включително:

1. Предотвратете случайно отваряне и затваряне на прекъсвачи, за да избегнете нежелано превключване на линията;

2. Предотвратете включването и изключването на изолиращите превключватели с товар, за да избегнете изгаряне на дъга и повреда на оборудването;

3. Предотвратете затварянето на заземителни превключватели с електричество, за да избегнете инциденти с късо съединение на земята;

4. Предотвратете затварянето и захранването със заземителен проводник, за да избегнете късо съединение и повреда на оборудването;

5. Предотвратете влизането в живи отделения, за да избегнете инциденти с токов удар.

VII. Основни технически параметри (общи индустриални стандарти)

Като вземем за пример често използваното разпределително устройство KYN28A-12 10kV (основен модел), основните технически параметри са както следва:

- Номинално напрежение: 12kV

- Номинална честота: 50Hz

- Номинален ток: 630A, 1250A, 1600A, 2000A, 2500A, 3150A, 4000A (може да се избере според нуждите)

- Номинален ток на прекъсване при късо съединение: 20kA, 25kA, 31.5kA, 40kA

- Номинален ток на термична стабилност (4s): Съответства на номиналното ниво на прекъсващ ток при късо съединение

- Ниво на защита: шкаф IP4X, отделение IP2X, ефективно защитено от прах и проникване на чужди предмети

- Ниво на изолация: Устойчивото напрежение на захранващата честота и издържаното напрежение на гръмотевичния импулс отговарят на изискванията на националния стандарт GB 3906

Основни параметри на модел 35kV KYN61-40.5: Номинално напрежение 40.5kV, номинален ток 1250A～3150A, номинален ток на прекъсване на късо съединение главно 25kA и 31,5kA, подходящ за 35kV подстанции и сценарии за широкомащабно промишлено електроразпределение.

VIII. Работеща операционна логика

Експлоатацията на разпределителната апаратура за високо напрежение следва стриктни работни процедури за осигуряване на безопасност и надеждност, разделени главно на три основни работни условия:

1. Нормален процес на електрозахранване: Отваряне на заземителния превключвател → Камионът на прекъсвача е избутан в работно положение → Затваряне на изолиращия превключвател → Затваряне на прекъсвача → Захранена шина, електрическа енергия, доставена към различни товари.

2. Процес на защита от повреда: Късо съединение, претоварване, заземяване и други неизправности възникват в линията → Токовият трансформатор (CT) събира необичайни сигнали → Устройството за защита на микрокомпютъра действа бързо → Прекъсвачът се изключва незабавно → Изолирайте линията за повреда, за да осигурите нормалната работа на други вериги и да избегнете разширяване на повредата.

3. Процес на поддръжка при прекъсване на електрозахранването: Отваряне на прекъсвача → Камионът се разклаща до тестова/изолирана позиция → Отваряне на изолиращия превключвател → Затварящ се заземителен превключвател → След потвърждаване, че оборудването е изключено, капакът може да се отвори за операция по поддръжка.

IX. Сценарии за приложение

Като основно оборудване за разпределение на електроенергия със средно и високо напрежение, разпределителната апаратура за високо напрежение обхваща множество области като индустрия, поминък на хората и нова енергия, включително главно:

- Главни електроразпределителни системи на електроцентрали и подстанции 35kV/10kV, отговорни за приемане, разпределение и защита на мощността;

- Големи фабрики, химическа промишленост, мини, металургия и други промишлени цехове, осигуряващи стабилно разпределение на високо напрежение за високомощно оборудване;

- Търговски комплекси, болници, центрове за данни, жп транзит и други места с високи изисквания за надеждност на електрозахранването;

- Фотоволтаични електроцентрали, електроцентрали за съхранение на енергия и усилвателни станции за вятърна енергия, адаптирани към нуждите от разпределение на електроенергия с високо напрежение при ново производство на енергия;

- Силоворазпределителен блок за високо напрежение в подстанция тип кутия (подстанция), реализиращ миниатюрно и интегрирано електроразпределение.

X. Ежедневна поддръжка и често срещани неизправности

1. Точки за ежедневна проверка

Редовната проверка може да удължи експлоатационния живот на оборудването и да открие навреме потенциалните повреди. Съсредоточете се върху проверката: дали шкафът има необичаен шум, нагряване и кондензация; дали светлинните индикатори и дисплеите на живо са нормални; достатъчно ли е съхранението на енергия на работния механизъм; дали окабеляването на вторичната верига е разхлабено или остаряло; дали блокировъчното устройство с пет превенции е гъвкаво и надеждно.

2. Често срещани неизправности и кратки указания за работа

- Прекъсвачът не може да съхранява енергия или да се включва/изключва: Проверете двигателя за съхранение на енергия и работния механизъм и отстранете неизправности в захранването на вторичната верига или механично заглушаване;

- Изключване на вторичната верига и неправилно функциониране на защитата: Проверете вторичните клемни блокове и кабели и отстранете неизправностите в настройките на параметрите на защитното устройство или неизправностите на компонентите;

- Кондензация в шкафа и падане на изолацията: Проверете контролера на температурата и влажността и устройството за изсушаване, укрепете уплътнението на шкафа и избягвайте въздействието на влажна среда;

- Засядане при бутане и теглене на камион и неизправност на блокиране: Проверете водещата релса на камиона и механичната структура на блокировката, почистете остатъците и извършете поддръжка на смазване;

- Нагряване на трансформатора и отстраняване на клемния блок: Проверете плътността на окабеляването и отстранете неизправностите при претоварване на трансформатора или лош контакт.

XI. Предимства на комутационната апаратура за високо напрежение

1. Висока безопасност: Напълно метална конструкция, ефективна защита срещу дъга и токов удар, многокомпонентна изолационна конструкция намалява риска от разпространение на повреда;

2. Безопасна работа: Пълно блокиращо устройство с пет превенции, елиминиращо ръчната неправилна работа от механични и електрически нива, гарантирайки безопасността на персонала и оборудването;

3. Силна надеждност: Възприемане на технология за вакуумно дъгогасене, без замърсяване с масло, нисък шум, дълъг експлоатационен живот и дълъг период без поддръжка;

4. Висока гъвкавост: Модулен дизайн, удобна инсталация, поддръжка и подмяна на компоненти и могат да бъдат гъвкаво избрани според нуждите на сцената;

5. Интелигентно надграждане: Може да бъде оборудван с интелигентна интегрирана защита, онлайн измерване на температурата, мониторинг на частично разреждане и други модули за реализиране на интелигентно наблюдение и контрол на системата за разпределение на електроенергия, адаптиране към нуждите на съвременните интелигентни мрежи.

Резюме

 Комутационна апаратура за високо напрежение (3.6kV～40,5 kV) е основно оборудване за разпределение на енергия в метален корпус, интегриращо компоненти за контрол на захранването, защита и наблюдение, широко използвани в различни сценарии със средно и високо напрежение.

Често задавани въпроси

1. Какво е комутационна апаратура за високо напрежение?

Бронирано електроразпределително разпределително устройство в метален корпус (3,6 kV～40,5 kV), интегриращ основни компоненти, е основното основно оборудване за разпределение на мощност средно и високо напрежение.

2. Какви са неговите основни функции?

Приемане, разпределение, контрол на превключването, защита при повреда, електрическа изолация, безопасно блокиране и наблюдение на работата.

3. Какви са основните типове шкафове?

Изтеглящ се тип (средно монтиран), фиксиран тип, пръстеновидно основно устройство и газоизолиран шкаф (C-GIS).

4. Какви са обичайните методи за изолация?

Въздушна изолация (AIS) и газоизолация (GIS/C-GIS).

5. Какви са основните електрически компоненти?

Вакуумен прекъсвач, изолиращ прекъсвач, заземителен прекъсвач, CT/PT трансформатори и разрядник.

Какво представлява блокировката "пет превенции"?

Предотвратете неправилно функциониране на прекъсвачи, превключване на товара на изолиращи превключватели, затваряне под напрежение на заземителни превключватели, затваряне със заземителни проводници и влизане в отделения под напрежение.

6. Какви са общите модели и параметри?

KYN28A-12 (10kV, 630A～4000A); KYN61-40.5 (35kV, 1250A～3150A).

7. Какви са основните сценарии за приложение?

Електрически централи, абонатни станции, промишлени цехове, търговски комплекси, фотоволтаични/енергоакумулиращи станции и кутийни абонатни станции.

8. Какви са често срещаните неизправности?

Повреда на прекъсвача, прекъсване на вторичната верига, кондензация в шкафа, блокиране на камион и отопление на трансформатора.

9. Какви са неговите предимства?

Висока безопасност, безопасна работа, голяма надеждност, висока гъвкавост и поддръжка за интелигентно надграждане.