Za inženirje in vodje nabave12kV stikalna napravaza projekt industrijske ali komunalne transformatorske postaje se odločitev o izbiri zgodnje-faze pogosto zmanjša na eno samo napačno oblikovano vprašanje: "Ali naj izberem fiksno ali dvižno?" Oblikovanje je napačno, ker implicira, da obstaja univerzalni odgovor. Ne gre. Pravilno vprašanje je: "Kaj moja posebna aplikacija dejansko zahteva - in katera konfiguracija zagotavlja to zahtevo z najnižjimi skupnimi stroški v življenjski dobi sredstva?"
Ta vodnik odgovarja na to vprašanje zakovinsko zaprta stikalna napravanapetostnem razredu 12kV, s posebnim poudarkom nafiksne kovinske stikalne napraveaplikacije. Zajema okvir standardov IEC in GB, strukturne značilnosti, ki opredeljujejo kovinsko zaprto konstrukcijo, praktično analizo skupnih stroškov lastništva in kontrolni seznam specifikacij, ki ga lahko inženirji uporabijo neposredno v svoji projektni dokumentaciji.
1. Kaj dejansko pomeni kovinska zaprta stikalna naprava pri 12 kV
Izrazkovinsko zaprta stikalna napravaima natančen tehnični pomen, opredeljen v IEC 62271-200 (in njegovem predhodniku IEC 60298): sklop stikalne naprave, v katerem so vsi deli pod napetostjo zaprti v ozemljenem kovinskem ohišju, pri čemer je sklop zasnovan za zaščito, krmiljenje in izolacijo električnih tokokrogov pri srednji napetosti.
Pri napetostnem razredu 12 kV -, ki pokriva nazivne napetosti 3,6 kV, 7,2 kV in 12 kV -, je kovinska zaprta konstrukcija standardni pristop za distribucijo električne energije v zaprtih prostorih. Ozemljeno kovinsko ohišje zagotavlja zaščito pred nenamernim stikom z deli pod napetostjo, vsebuje energijo napake v ohišju in ščiti notranje komponente pred onesnaženjem iz okolja, ki bi sčasoma poslabšalo zračno{7}}izolirane prostore v nezaprti izvedbi.
Znotraj kovinsko zaprte kategorije IEC 62271-200 razlikuje konfiguracije po stopnji notranje razdelitve. Dizajni najvišjega{3}}razreda -, v katerih je vsako funkcionalno območje ločeno z ozemljenimi kovinskimi pregradami - ustrezajo temu, kar kitajski in evropski standardi imenujejo oklepna ali kovinsko-obložena konstrukcija. XGN66-12(Z) škatlastega tipafiksne kovinske stikalne napraveuporablja ta popolnoma razdeljen pristop: predel za odklopnik, predel zbiralke, predel za kable in predel za releje je vsak posebej zaprt z ozemljenimi kovinskimi predelnimi stenami z neodvisnimi kanali za razbremenitev tlaka, čeprav je sam odklopnik fiksen in ne izvlečen.
Ta razlika je pomembna in pogosto napačno razumljena:fiksni tipinkovinsko zaprtoopišite dva različna atributa iste omare. "Kovinsko zaprto" opisuje konstrukcijo ohišja; "fiksni tip" opisuje način namestitve odklopnika. Omarica fiksnega tipa ima lahko in mora imeti popolnoma kovinsko zaprto razdeljeno konstrukcijo - fiksna montaža ne zmanjša kakovosti ohišja ali stopnje zadrževanja napak.
12kV fiksna kovinska zaprta stikalna naprava Diagram izhoda kabla
2. Okvir standardov IEC in GB za fiksne stikalne naprave 12 kV
Pri nabavi12kV stikalna napravaza izvozni projekt razumevanje, kateri standardi veljajo - in kateri so enakovredni -, prepreči drage napake pri specifikaciji.
- IEC 62271-200je trenutni primarni standard za izmenične kovinske-zaprte stikalne naprave od 1 kV do 52 kV. Zamenjal je IEC 60298, vendar se številne pogodbe v Afriki, na Bližnjem vzhodu in v južni Aziji še vedno poimensko sklicujejo na IEC 60298. Izdelki, certificirani po GB 3906 - kitajskem nacionalnem standardu, usklajenem z IEC 60298 -, izpolnjujejo oboje. Če se vaša specifikacija sklicuje na enega od standardov IEC, zahtevam ustreza izdelek certificiranega kitajskega proizvajalca, skladen z GB 3906.
- IEC 62271-100upravlja vakuumski odklopnik znotraj omare ločeno od omare same. Tako omarica kot odklopnik morata biti posamično certificirana; certifikat IEC 62271-200-na ravni omarice ne zajema preklopne zmogljivosti odklopnika.
- DL 404-97je kitajski standard za naročanje, ki določa, katere informacije mora kupec zagotoviti pri določanju notranje visokonapetostne stikalne naprave AC. To ni dokument IEC, vendar so njegove zahteve glede naročanja usklajene z dobro inženirsko prakso za kateri koli trg: eno-črtni diagram, številka programa vezja, specifikacije komponent, shema pomožnega ožičenja in okoljski pogoji. Projekti, ki oddajo nepopolne informacije o naročanju, so najpogostejši vir zamud pri izdelavi ne glede na uporabljen okvir standardov.
Za projekte, ki zahtevajo tako skladnost z IEC kot IEEE - običajno pri projektih s severnoameriškim svetovanjem - veljavna dokumenta sta IEEE C37.20.2 za kovinsko-obloženo stikalno opremo in IEEE C37.20.3 za kovinsko-zaprto ne-obloženo stikalno napravo. Strukturne zahteve za ločeno fiksno kovinsko zaprto konstrukcijo pri 12 kV so na splošno usklajene med okviroma IEC in IEEE; s svojim svetovalcem preverite, kateri standard ureja testiranje sprejemljivosti pogodbe.
3. Fiksni tip pri 12 kV: Argument skupnih stroškov lastništva
Standardni komercialni argument protifiksne stikalne napraveje, da vzdrževanje zahteva popoln izpad odseka zbiralke, kar ustvarja operativno tveganje in stroške. Ta argument je v nekaterih aplikacijah veljaven, v drugih pa nepomemben. Razumevanje, v katero kategorijo sodi vaš projekt, je celotna osnova odločitve med fiksnim in umakljivim.
- Kjer je argument izpada veljaven:Objekt za neprekinjen proces - kemična tovarna, jeklarna, podatkovno središče -, kjer zadevni odsek zbiralke služi obremenitvam, ki jih ni mogoče prekiniti brez znatne izgube proizvodnje ali varnostnega tveganja. V teh aplikacijah ima zmožnost vzdrževanja odklopnika brez-odklopa zbiralke merljivo ekonomsko vrednost, ki lahko upraviči premijo, ki jo je mogoče umakniti.
- Kjer je argument o izpadu nepomemben:Katera koli vrsta plošče, kjer je za povezana dela potreben izpad zbiralke, ne glede na način namestitve odklopnika. Vhodne napajalne plošče transformatorja so najbolj jasen primer: vzdrževanje transformatorja, njegovih kabelskih zaključkov ali njegove zaščitne opreme vedno zahteva izključitev transformatorja iz uporabe, kar tudi-izklopi napajanje vhodne plošče. Izvlečni mehanizem tukaj ne dodaja nobene operativne koristi, ker delo, ki vodi urnik vzdrževanja, neodvisno zahteva izpad.
Ista logika velja za plošče napetostnih transformatorjev, plošče za prenapetostne odvodnike, plošče razdelkov zbiralk in merilne plošče - funkcionalne vrste, ki sestavljajo znaten delež plošč v kateri koli celotni liniji stikalnih naprav.
Izračun TCO:
Stikalne naprave s fiksnim vzorcem ponujajo približno 20 % nižji začetni kapitalski izkupiček kot ekvivalenti, ki jih je mogoče dvigniti. V 25-letni življenjski dobi sredstva pri 12 kV se ta razlika poveča zaradi nižje kompleksnosti vzdrževanja, manj mehanskih komponent, ki so izpostavljene obrabi, in zmanjšanih zahtev glede zalog rezervnih delov. Vakuumski odklopnik v afiksne kovinske stikalne napraveomarica, kot je XGN66-12(Z), je ocenjena na 10.000 mehanskih operacij - pri frekvenci preklapljanja dvakrat na dan to ustreza več kot trinajstim letom, preden mehanizem doseže svojo načrtovano življenjsko dobo. Pri ploščah, ki se menjajo mesečno, se mehanska življenjska doba podaljša na celotno življenjsko dobo sredstva brez zamenjave. Spike Controls
Premija, ki jo je mogoče umakniti, je upravičena, če ima ugodnost vzdrževanja-nizke ravni izračunljivo vrednost, ki presega razliko v kapitalskih stroških. Za dovode transformatorjev, plošče VT in merilne plošče ta izračun praktično nikoli ne daje prednosti izvlečni izvedbi. Za kritične napajalne plošče, ki služijo neprekinjenim obremenitvam, se pogosto zgodi. Mešana specifikacija - fiksni tip za pomožne plošče, izvlečne za kritične napajalnike - je standardna praksa v dobro-inženirskih 12kV transformatorskih postajah in zagotavlja racionalno optimizacijo stroškov brez ogrožanja operativne prilagodljivosti, kjer je to pomembno.
4. Vakuumski odklopnik: zakaj spremeni enačbo vzdrževanja fiksnega tipa
Zgodovinski argument protifiksne stikalne napraveje bil razvit v dobi oljnih in zračnih-odklopnikov, kjer so-mediji za gašenje obloka zahtevali redno dopolnjevanje in se je stanje odklopnika merljivo poslabšalo z vsako operacijo. V tem kontekstu je imela možnost dostopa do odklopnika za vzdrževanje brez izpada zbiralke resnično operativno vrednost tudi za nizko{3}}preklopne-frekvenčne aplikacije.
Vakuumski odklopnik temeljito spremeni to računico. Oblok se ugasne v zaprtem vakuumskem prekinjevalniku - hermetično zaprtem sklopu brez potrošnega sredstva za gašenje obloka-. Vakuumski prekinjevalec za svojo nazivno življenjsko dobo ne potrebuje notranjega vzdrževanja. Obrabo kontakta spremljamo preko zunanjega indikatorja brez odpiranja prekinjevalca. Čas obnovitve dielektrika po prekinitvi obloka v vakuumu je hitrejši kot v katerem koli drugem mediju pri 12 kV, zaradi česar je vakuumski odklopnik sam po sebi primeren za višje preklopne frekvence, ki se pojavljajo pri aplikacijah za-zagon motorjev in kondenzatorskih baterij.
XGN66-12(Z) Fiksne kovinske zaprte stikalne naprave|12 kV notranja omarica AC Box tipa
Za a12kV stikalna napravaomarica, ki deluje v običajni industrijski distribucijski vlogi - ščiti napajalnike transformatorjev, zaganjalnike motorjev in izhodne napajalnike z zmerno frekvenco preklopa - vzdrževanje vakuumskega odklopnika-brezplačna življenjska doba pomeni, da je praktična pogostost posegov, ki zahtevajo de-denapetost zbiralk, zelo nizka. Izpad, povezan z gradnjo fiksnega tipa, je resnična omejitev, ki pa se pojavi dovolj redko, da so njeni operativni stroški pogosto nižji od letne premije stroškov umakljive alternative, ki se amortizira v življenjski dobi sredstva.
5. Kontrolni seznam strukturnih specifikacij za 12kV kovinsko zaprto fiksno stikalno napravo
Naslednji kontrolni seznam zajema parametre, ki jih je treba potrditi pred oddajo naročila12kV kovinska zaprta stikalna napravafiksnega tipa. Vsak element ustreza polju v dokumentaciji za naročanje, ki jo zahteva DL 404-97 in dobra inženirska praksa za projekte IEC.
Električni parametri - potrjeni iz študije omrežja:
- Razred nazivne napetosti: 3,6 kV / 7,2 kV / 12 kV - potrdi glede na delovno napetost sistema
- Nazivni tok glavne zbiralke: 630 A do 3150 A - določite iz pretoka obremenitve z rezervo rasti
- -prekinitveni tok kratkega stika: 16 / 20 / 31,5 / 40 kA - potrjen iz izračuna stopnje napake na mestu namestitve
- Tok vzpostavljanja kratkega stika (vrh): 40 / 50 / 80 / 100 kA - mora preseči najvišji sistemski tok napake
- Kratek-trajanje vzdržljivosti: 4 sekunde standardno - potrditev proti času odprave zaščite navzgor
- Napetost krmilnega tokokroga: DC 110V / 220V ali AC 110V / 220V - se mora ujemati z baterijo transformatorske postaje ali sistemom UPS
Odklopnik in pogonski mehanizem - navedite v fazi naročila:
- Model odklopnika: standard ZN28A-12; ZN63A-12 in ZN28-12 tudi združljiva
- Mehanizem delovanja: elektromagnetni CD10 ali CD17A; Vzmetni hranilnik energije CT19B za potrebe neodvisnega delovanja
- Zahtevana mehanska življenjska doba: standardno 10.000 operacij - potrdite glede na pričakovano frekvenco preklapljanja
Konfiguracija omarice - navedite v fazi naročila:
- Številka programa glavnega vezja in eno-črtni diagram
- Sistem zbiralk: enojna zbiralka ali enojna zbiralka z obvodom
- Dimenzije omarice: standardna (1200×1300×2650mm za 40kA manj kot ali enako 2000A) ali kompaktna varianta
- Zaščitni releji, merilni instrumenti in razporeditev sponk
- Barva omarice: standardna barva RAL, če ni navedena
- Okoljski pogoji - v celoti deklarirati:
Nadmorska višina: standardna Manj kot ali enako 1000 m; nad 1000 m zahteva oceno zmanjšanja
Temperatura okolja: standardno -15 stopinj do +40 stopinj; tropska ali arktična območja zahtevajo deklaracijo
Vlažnost: dnevno povprečje manj kot ali enako 95 %; obalna mesta ali mesta z-visoko vlažnostjo zahtevajo deklaracijo
Atmosfera: prisotnost jedkega plina, prahu ali kemičnih hlapov je treba deklarirati - določa, ali je potrebno dodatno tesnjenje stikalne sobe ali klimatska naprava
Seizmična zahteva: standard Manjše ali enako 8 stopinj; višje seizmične cone zahtevajo konstrukcijsko oceno
- Tovarniško sprejemno testiranje - je potrebno pri vsakem naročilu:
Preskus vzdržljive napetosti električne frekvence na sestavljenih ploščah
Merjenje delne razelektritve
Preskus mehanskega delovanja zapornega sistema
Celotno poročilo FAT je priloženo dokumentaciji o pošiljki
6. Preslikava aplikacij: Katere vrste plošč naj bodo fiksne pri 12 kV
Spodnja tabela prikazuje običajne funkcije plošče 12 kV za priporočeno vrsto vgradnje, ki temelji na TCO in zgornji analizi kontinuitete delovanja.
Kovinska zaprta stikalna naprava 12kv Industrijska podpostaja, namestitev kemičnega obrata
- Priporočena fiksna vrsta:
Transformatorske dovodne napajalne plošče - izpad zbiralke je potreben za vzdrževanje transformatorja ne glede na to
Napetostni transformator in merilne plošče - zelo nizka preklopna frekvenca; zahteva minimalno vzdrževanje
Prenapetostne odvodne plošče - funkcija pasivne zaščite; brez rutinskega preklopa
Sekcija zbiralke in plošče spojnice vodila - so delovale samo med načrtovanimi spremembami konfiguracije
Napajalne plošče motorjev v objektih z načrtovanimi vzdrževalnimi okni zaustavitve
Vse plošče v sekundarnih distribucijskih razdelilnih postajah s sprejemljivim tveganjem izpada
- Priporočena izvlečna vrsta:
Kritične procesne napajalne plošče, kjer ima kontinuiteta zbiralke med vzdrževanjem izračunljivo vrednost
Plošče služijo obremenitvam, ki jih ni mogoče prekiniti brez pomembnega varnostnega ali proizvodnega tveganja
Namestitve, pri katerih specifikacija pripomočka ali svetovalca zahteva izvlečno konstrukcijo
- Mešane specifikacije (stroškovno-najučinkovitejše za celotne postave):
Glavne vhodne in kritične podajalne plošče: izvlečne
Vse pomožne funkcionalne plošče (VT, merjenje, odvodnik, sekcija): fiksni tip
Rezultat: 30–40 % panelov po premiji, ki jo je mogoče dvigniti, 60–70 % po fiksnih stroških
7. Okoljski vidiki: spregledana prednost fiksnih kovinskih stikalnih naprav
Okoljski profil fiksnih stikalnih naprav je pogosto boljši od izvlečnih ekvivalentov: manjša poraba materiala v mehanizmu šasije in manjši fizični odtis prispevata k nižjemu ogljičnemu odtisu v življenjskem ciklu izdelka.
Pri napetostnem razredu 12 kV postaja ta premislek vse bolj pomemben za projekte z zahtevami glede poročanja o trajnosti ali merili za javna naročila ESG. XGN66-12(Z) uporablja zrak kot svoj primarni izolacijski medij -, kar odpravlja zahteve glede ravnanja s plinom SF₆, nadzora puščanja in zahtev glede-odlaganja ob koncu-življenjske dobe, povezanih s konstrukcijami, izoliranimi s plinom. Fiksna montaža odpravlja bakrene in jeklene komponente mehanizma izvlečnega tovornjaka, kar zmanjšuje porabo energije pri proizvodnji in vsebnost surovin v vsaki plošči.
Za projekte na trgih, kjer veljajo zahteve za poročanje o ogljiku, certificiranje zelene gradnje ali zahteve za dobavno verigo ESG, je materialna učinkovitost pravilno določenegafiksne kovinske stikalne napravepostavitev je dejavnik specifikacije, ki sodi v vrednotenje nabave poleg stroškov kapitala in operativne uspešnosti.
8. Povzetek: Sklep o specifikaciji v treh vprašanjih
Če navajate12kV stikalna napravaza industrijsko postajo in je treba ugotoviti, ali je kovinska zaprta konstrukcija fiksnega tipa primerna, odgovor določajo tri vprašanja:
- 1. vprašanje:Ali ta plošča služi obremenitvi, kjer bi od-izklop odseka zbiralke zaradi vzdrževanja odklopnika povzročil nesprejemljiv vpliv na delovanje?
Če je odgovor da: navedite, da je mogoče umakniti
Če ne: nadaljujte z vprašanjem 2
- 2. vprašanje:Ali funkcija plošče neodvisno zahteva izpad zbiralke za povezana vzdrževalna dela, ne glede na vrsto namestitve odklopnika?
Če je odgovor pritrdilen: fiksni tip je pravilna specifikacija - mehanizem, ki ga je mogoče umakniti, ne nudi nobene prednosti
Če ne: nadaljujte s 3. vprašanjem
- 3. vprašanje:Ali ima projekt proračunsko omejitev, prostorsko omejitev ali zahtevo glede trajnosti, ki jo načrt fiksnega tipa obravnava učinkoviteje kot izvlečna alternativa?
Če da: fiksni tip zagotavlja boljšo vrednost
Če ne: katera koli konfiguracija je tehnično sprejemljiva - sprejme končno odločitev o skupnih stroških lastništva v življenjski dobi sredstva
Za večino panelov v tipični liniji industrijskih postaj 12 kV, vprašanji 1 in 2 skupaj kažeta na fiksni tip kot pravilno specifikacijo. Premijo, ki jo je mogoče umakniti, je treba uporabiti selektivno, kadar obravnava resnično operativno zahtevo - in se ne uporablja enotno za celotno linijo, ker se dojema kot možnost višje-specifikacije.
Sorodni viri
Za podrobno razpravo o scenarijih uporabe stikalnih naprav fiksnega tipa in prednostih vakuumskih odklopnikov glejte:Stikalna naprava fiksnega tipa z vakuumskim odklopnikom - Kdaj je to prava izbira za distribucijo električne energije v zaprtih prostorih?
Za specifikacije izdelka XGN66-12(Z), tehnične risbe in informacije o naročanju,obiščite stran izdelka XGN66-12(Z) fiksne kovinske zaprte stikalne naprave.
Za izvlečne kovinsko obložene stikalne naprave v napetostnih razredih 10 kV in 35 kV,glejte strani izdelkov KYN28A-12 in KYN61-40.5.