Stikalna naprava fiksnega tipa z vakuumskim odklopnikom: kdaj je to prava izbira za notranjo distribucijo električne energije?

V razpravah o izbiri srednjenapetostnih stikalnih naprav prevladujejo izvlečne (-tovornjake) konstrukcije. Inženirji in svetovalci jih privzeto priporočajo za večino 35 kV aplikacij, razlog pa je tehten: zmožnost izdelave odklopnika brez iz-izklopa zbiralke je resnična operativna prednost. Toda to soglasje je ustvarilo slepo pego.Stikalna naprava fiksnega tipa AC-, če je pravilno določeno in združeno s sodobnimvakuumski odklopnik- ni kompromis. Za dobro-definiran niz aplikacij za distribucijo električne energije v zaprtih prostorih je to inženirska-optimalna izbira.

Ta članek pojasnjuje, kdaj in zakajstikalne naprave fiksnega tipaprekaša svojega izvlečnega dvojnika, kako vakuumski odklopnik obravnava eno omejitev, ki se najpogosteje navaja proti fiksnim zasnovam, in kaj morajo inženirji oceniti pri določanjunotranja stikalna napravaza projekt distribucije električne energije 35 kV.

1. Primer proti stikalnim napravam fiksnega tipa - in zakaj je precenjen

Standardni argument proti stikalnim napravam fiksnega tipa je preprost: ker je odklopnik trajno pritrjen na primarni tokokrog, je za kakršno koli vzdrževalno delo na odklopniku treba -odklopiti celoten odsek zbiralke. Za razliko od izvlečnih stikalnih naprav ni "testnega" ali "izoliranega" položaja. Odklopnika ni mogoče odstraniti, medtem ko je sistem pod napetostjo.

To je res. Toda praktični pomen te omejitve je v celoti odvisen od konteksta delovanja. V primarni postaji, ki služi neprekinjenemu industrijskemu procesu brez redundantne oskrbovalne poti, so nenačrtovani ali podaljšani izpadi resnično dragi, izvlečna zasnova pa zasluži svojo ceno. V velikem številu drugih aplikacij pa je slika drugačna.

Razmislite o vhodni napajalni plošči v industrijski postaji 35 kV, kjer mora biti sam transformator -izključen iz napajanja za kakršno koli delo navzgor, ne glede na vrsto stikalne naprave. Ali rezervni napajalni krog, ki deluje samo med načrtovanimi izpadi. Ali plošča napetostnega transformatorja, ki se preklopi le nekajkrat na leto. V teh primerih zahteva, da je zbiralka -izklopljena za vzdrževanje odklopnika, ni materialna pomanjkljivost pri delovanju -, ker bi morala biti zbiralka tako ali tako -izklopljena za povezana dela. Izvlečni mehanizem poveča stroške in mehansko zapletenost, ki v teh scenarijih ne prinaša koristi.

Stikalna naprava fiksnega tipa ACje prava specifikacija, ko se vaša operativna realnost ujema z zgoraj opisanimi aplikacijami. To ni proračunska bližnjica -, to je premišljena inženirska odločitev za uskladitev zmogljivosti opreme z dejanskimi operativnimi zahtevami.

Stikalna naprava tipa tovornjak v primerjavi s fiksnim tipom - Vodnik za odločanje kupca o projektu 35 kV

XGN17-40.5 fiksni tip AC stikalne naprave za notranjo uporabo 35kV kovinsko ohišje

2. Pet scenarijev, kjer je fiksna notranja stikalna naprava prava izbira

Scenarij 1: Transformatorske dovodne plošče

Odklopnik v dovodni napajalni plošči ščiti transformator na eni strani in zbiralko na drugi strani. Kakršno koli vzdrževanje transformatorja, kabelskih zaključkov ali zaščitne opreme-na strani transformatorja zahteva izključitev transformatorja -, kar tudi-izklopi napetost plošče. Primarna prednost izvlečnega mehanizma (ohranjanje zbiralke pod napetostjo med vzdrževanjem odklopnika) tukaj ni pomembna, ker izpad transformatorja vodi načrt vzdrževanja, ne odklopnik.Stikalna naprava fiksnega tipaje standardna praksa za to aplikacijo v transformatorskih postajah po vsem svetu.

Scenarij 2: Napetostni transformator in merilne plošče

Plošče napetostnega transformatorja se redko preklapljajo in redko zahtevajo vzdrževanje. Njihova funkcija - zagotavlja natančno merjenje napetosti za zaščitne releje in merjenje energije - ne zahteva operativne prilagodljivosti izvlečne zasnove. Fiksna konstrukcija s svojo enostavnejšo notranjo razporeditvijo in zmanjšanim številom gibljivih delov dejansko zagotavlja boljšo dolgoročno-zanesljivost meritev z odpravo variacije kontaktnega upora sklopa izvlečnega vtiča.

Scenarij 3: En{1}}industrijske postaje z načrtovanim vzdrževanjem

Številni industrijski objekti delujejo v skladu z načrtovanim vzdrževalnim ciklom - letnimi ali pol-letnimi izklopi, med katerimi so električni sistemi zaradi-popolnoma brez napajanja zaradi pregleda. Za te objekte zmožnost vzdrževanja odklopnikov brez izpada zbiralke ne zagotavlja dodatne vrednosti, ker filozofija vzdrževanja že sprejema in načrtuje popolne zaustavitve. Določitev izvlečne stikalne opreme za te aplikacije poveča kapitalske stroške brez dodajanja operativnih koristi.

Scenarij 4: Prostorsko{1}}omejene notranje stikalne sobe

Notranja stikalna napravainstalacije v obstoječih stavbah se pogosto soočajo s strogimi prostorskimi omejitvami. Stikalne plošče fiksnega tipa so plitvejše od njihovih izvlečnih ekvivalentov - ne potrebujejo globine sprednjega prostora, ki je potrebna za dviganje-hodne poti izvlečnega tovornjaka. Kjer je talna površina stikalne sobe resnično omejena in je ni mogoče povečati, je manjši odtis fiksne zasnove legitimna inženirska prednost, ne le estetska prednost.

Scenarij 5: Projekti-z omejenim proračunom s sprejemljivim tveganjem izpada

Na trgih, kjer so kapitalski stroški glavna omejitev - projekti elektrifikacije podeželja, sekundarne industrijske transformatorske postaje, distribucijska omrežja na stroškovno-občutljivih območjih -stikalne naprave fiksnega tipa ACzagotavlja popolno funkcijo nadzora, zaščite in spremljanja srednjenapetostne stikalne plošče z nižjimi začetnimi stroški. Izračun skupnih stroškov lastništva je treba še vedno opraviti pošteno, toda za aplikacije, kjer je pogostost izpadov nizka in so stroški izpadov obvladljivi, fiksna zasnova pogosto zagotavlja boljšo vrednost v življenjski dobi sredstva.

3. Vakuumski odklopnik: kako obravnava ključno omejitev zasnov fiksnega tipa

Najpogosteje omenjeno tveganje stikalnih naprav fiksnega tipa je-povezano z vzdrževanjem: če se odklopnik poslabša ali odpove, je treba celoten odsek zbiralke -odklopiti, da ga zamenjate. To tveganje je resnično, vendar je njegova velikost odvisna od tega, kako pogosto odklopnik dejansko zahteva poseg - in tukaj jevakuumski odklopniktemeljito spremeni izračun.

Modernavakuumski odklopnikv stikalni omari fiksnega tipa deluje na drugačni filozofiji vzdrževanja od oljnih in zračnih-odklopnikov, zaradi katerih je vzdrževanje fiksnega-tipa postalo resnična operativna skrb v prejšnjih generacijah stikalnih naprav.

Mehanska življenjska doba:Vakuumski odklopnik v XGN17-40.5 je ocenjen za 10.000 mehanskih operacij. Za ploščo, ki preklopi dvakrat na dan - agresiven delovni cikel za večino aplikacij 35 kV - to ustreza več kot trinajstim letom delovanja, preden mehanski mehanizem doseže svojo načrtovano življenjsko dobo. Za plošče, ki se preklapljajo mesečno, mehanska življenjska doba presega več desetletij normalne uporabe.

Medij za prekinitev obloka:Vakuumski prekinjevalec ugasne oblok v zaprtem okolju,-brez kontaminacije. Za razliko od oljnih ali zračnih-lomilcev, ni medija za gašenje obloka, ki bi se razgradil ali zahteval dopolnitev. Vakuumski prekinjevalec je zaprta enota; ko je nameščen, za svojo nazivno življenjsko dobo ne potrebuje nobenega notranjega vzdrževanja.

Dielektrična obnovitev:Vakuumski prekinjevalci izredno hitro povrnejo dielektrično trdnost po prekinitvi obloka - hitreje kot zrak ali SF₆ pri srednji napetosti. To naredistikalne naprave vakuumskih odklopnikovposebej-primeren za aplikacije, ki vključujejo pogosto preklapljanje, krmiljenje kondenzatorskih baterij ali naloge zagona motorja, kjer je operativno pomembna zmogljivost hitrega ponovnega vklopa.

Nadzor obrabe kontaktov:Sodobni vakuumski odklopniki vključujejo indikatorje obrabe kontaktov, ki vzdrževalcem omogočajo oceno preostale življenjske dobe kontakta, ne da bi odprli prekinjevalnik. To pomeni, da lahko odločitve o vzdrževanju temeljijo na dejanskih razmerah in ne na fiksnem urniku -, kar dodatno zmanjša pogostost posegov, ki bi zahtevali izpad zbiralke.

Kombinacija konstrukcije fiksnega tipa s tehnologijo vakuumskega odklopnika učinkovito ločuje pogostost vzdrževanja odklopnika od vpliva na delovanje fiksnega tipa-. Odklopnik preprosto ne potrebuje dovolj pogostega posega, da bi argument "fiksni-tip zahteva izpad zaradi vzdrževanja" imel pomembno težo v večini aplikacij za distribucijo električne energije 35 kV.

vakuumski odklopnik stikalne naprave fiksnega tipa za notranjo srednjo napetost 40,5 kV

4. Namestitev v zaprtih prostorih: Kaj zagotavlja zasnova fiksnega tipa za nadzorovana okolja

Notranja stikalna napravadeluje v bistveno drugačnem okolju kot oprema na prostem. Stikalna soba zagotavlja zaščito pred dežjem, neposrednim sončnim sevanjem, kontaminacijo-veterom in ekstremnimi temperaturnimi nihanji. To nadzorovano okolje je prednost, ki jo načrt fiksnega tipa načrtuje za izkoriščanje.

XGN17-40.5 škatlastega tipastikalne naprave fiksnega tipa ACje zasnovan posebej za notranjo namestitev v 35kV (nazivno 40,5kV) tri-fazne sisteme AC 50Hz. Njegovi ključni oblikovalski odzivi na notranje okolje vključujejo naslednje.

Strategija izolacije:XGN17-40.5 uporablja zrak kot primarni izolacijski medij med vodniki pod napetostjo, z najmanjšo razdaljo 300 mm med deli pod napetostjo ter med deli pod napetostjo in zemljo. V nadzorovanih ravneh vlažnosti in kontaminacije v notranji stikalni sobi zračna izolacija na tej ravni prostora zagotavlja zanesljivo dolgoročno dielektrično delovanje brez zapletenosti in skrbi za okolje, povezanih z izolacijo plina SF₆.

Stopnja zaščite:Ohišje zagotavlja zaščito IP2X, primerno za notranjo namestitev v namenski stikalni sobi z nadzorovanim dostopom. Za okolja z višjimi stopnjami onesnaženosti v zraku - cementarne, rudarski objekti, obalna industrijska območja - je treba razmisliti o dodatnem tesnjenju omarice ali nadzoru klime v stikalni sobi. Če se zahteva IP4X, je ustrezna specifikacija izvlečni KYN61-40.5.

Pet{0}}preprečevalnih povezav:XGN17-40.5 izvaja celoten mehanski sistem zaklepanja "petih preprečevanj", ki ga zahtevajo kitajski standardi in standardi IEC za srednjenapetostne stikalne naprave v zaprtih prostorih. Te zapore preprečujejo: zapiranje odklopnika na ozemljeno vezje; upravljanje ozemljitvenega stikala, medtem ko je zbiralka pod napetostjo; odpiranje vrat omarice, ko je odklopnik zaprt; dvigovanje odklopnika navznoter ali ven, ko je v zaprtem stanju; in dostop do oddelka zbiralke brez predhodne ozemljitve zbiralke. V notranji stikalni sobi, kjer lahko hkrati dela več operaterjev, so te obvezne mehanske zapore glavni varnostni ukrep za osebje.

Prilagodljivost glavnega vezja:XGN17-40.5 podpira več kot 198 programskih konfiguracij glavnega vezja, ki zajemajo vhodne napajalnike, odhodne napajalnike, sekcijo zbiralk, merjenje, napetostni transformator, prenapetostne odvodnike in ureditve obvodnih zbiralk. Zaradi tega obsega konfiguracij en sam model omarice zadostuje za napolnitev celotne linije stikalnih naprav različnih funkcionalnih tipov, kar poenostavi nabavo, hrambo rezervnih delov in usposabljanje za vzdrževanje.

5. Stikalne naprave za distribucijo električne energije: kako fiksni tip ustreza arhitekturi distribucijskega omrežja

Stikalne naprave za distribucijo električne energijena ravni 35 kV običajno služi eni od dveh funkcij v omrežni arhitekturi: vhodni in izhodni napajalniki primarne transformatorske postaje (kjer se energija prejme iz prenosnega sistema in razdeli sekundarnim transformatorskim postajam ali velikim industrijskim obremenitvam) ali vhodni napajalniki sekundarne transformatorske postaje (kjer se energija prejme iz primarne transformatorske postaje in zniža za lokalno distribucijo).

V obeh funkcijah je zasnova fiksnega tipa XGN17-40.5 dobro-uveljavljena specifikacija. Njegove konfiguracije z eno-zbiralko in enojno-zbiralko-z-obvodom se ujemajo z najpogostejšimi arhitekturami primarnih distribucijskih stikalnih naprav. Njegove nazivne tokovne možnosti - 1250A, 1600A in 2000A na glavni zbiralki - pokrivajo celoten obseg 35kV distribucijskih napajalnih zmogljivosti, ki se pojavljajo v industrijskih in komunalnih aplikacijah. Njegove ocene kratkosti{18}}prekinitve 25 kA in 31,5 kA se ujemajo s stopnjami napak, ki so običajno izračunane pri zbiralkah 35 kV v distribucijskih omrežjih srednje gostote.

Zastikalne naprave za distribucijo električne energijeaplikacije na trgih, kjer distribucijsko omrežje deluje pri 33 kV, 34,5 kV ali 36 kV (vse v razredu napetosti IEC 36 kV, ki ga pokriva 40,5 kV-oznaka XGN17-40.5), je omarica neposredno uporabna brez sprememb. To je pomembno za projekte v Afriki, Južni Aziji in na Bližnjem vzhodu, kjer so omrežne napetosti v tem razponu običajne in kjer je nabava opreme, skladne z IEC, na teh napetostnih ravneh standardna zahteva.

6. Tabela odločitve o izbiri: fiksna vrsta ali možnost umika za vaš projekt?

Uporabite naslednja merila, da določite, katera konfiguracija je primerna za vsako vrsto plošče v vašem projektu. Upoštevajte, da je mešana specifikacija -, ki jo je mogoče odstraniti za glavne vhodne plošče, fiksni tip za dovodne in merilne plošče - standardna praksa v številnih dobro-inženirskih transformatorskih postajah in zagotavlja racionalno optimizacijo stroškov brez ogrožanja operativne prilagodljivosti, kjer je to pomembno.

Izberite stikalno napravo fiksnega tipa AC, kadar:

• Funkcija plošče zahteva izpad zbiralke za sorodna dela ne glede na vrsto odklopnika (transformatorski vhodi, povezovalne plošče)
• Objekt deluje po filozofiji vzdrževanja načrtovane zaustavitve
• Kontinuiteta delovanja med vzdrževanjem odklopnika ni projektna zahteva
• Prostor v stikalni sobi je omejen, globina plošče pa mora biti čim manjša
• Proračun projekta zahteva optimizacijo kapitalskih stroškov in tveganje izpada je sprejemljivo

Izberite izvlečno stikalno napravo, kadar:

• Med vzdrževanjem ali zamenjavo odklopnika mora zbiralka ostati pod napetostjo
• Panel služi kritični, neprekinjeni obremenitvi brez odvečne napajalne poti
• Objekt zahteva-testiranje zaščitnega releja med obratovanjem prek preskusnega položaja
• Standard za vgradnjo ali specifikacija za uporabnost zahteva izvlečno konstrukcijo

Za večino transformatorskih postaj 35 kV:dovodne napajalne plošče in spojne plošče zbiralk so prednostni kandidati za izvlečne specifikacije; Odhodne napajalne plošče, napetostne transformatorske plošče, merilne plošče in plošče prenapetostnih odvodnikov so močni kandidati za specifikacijo fiksnega tipa. Preglejte vsako funkcijo plošče posebej, namesto da uporabite eno vrsto za celotno linijo.

Sorodni viri

• Za podrobno primerjavo konfiguracij izvlečnega in fiksnega tipa na ravni 35 kV, vključno s podatki o zagonu iz dejanskega projekta, glejte:Stikalna naprava tipa tovornjak v primerjavi s fiksnim tipom - Vodnik za odločanje kupca o projektu 35 kV.
• Za popolnoma izvlečno oklepno alternativo v istem napetostnem razredu,glejte stran izdelka KYN61-40.5.
• Za tehnično ozadje strukture oklepnih stikalnih naprav, standardov IEC in specifikacijskih parametrov glejte:Kaj je oklepna stikalna naprava? Standardi IEC, struktura predelkov in kako jo določiti za projekte 35 kV.