Kiedy inżynierowie i menedżerowie ds. zaopatrzenia szukają rozdzielnic średniego napięcia, rzadko zaczynają od czystej karty. Większość ma już na myśli poziom napięcia, typ obiektu, dla którego projektuje, lub filozofię konserwacji, którą musi uwzględnić. Potrzebują jasnego zestawienia tego, czym w rzeczywistości różnią się główne typy produktów, jakie specyfikacje naprawdę mają znaczenie dla ich zastosowania i jakie pytania należy zadać producentowi przed złożeniem zamówienia.
W tym przewodniku omówiono to wszystko. Koncentruje się na trzech konfiguracjach, które pojawiają się najczęściej w projektach przemysłowych i użyteczności publicznej na całym świecie: rozdzielnica w obudowie metalowej, rozdzielnica AC z metalową okładziną i rozdzielnica pancerna z wysuwem. Zrozumienie, w jaki sposób te trzy kwestie są ze sobą powiązane, jest podstawą każdej rozsądnej decyzji dotyczącej selekcji.
Pomieszczenie rozdzielni podstacji elektrycznej
Co właściwie robi rozdzielnica średniego napięcia
Rozdzielnica średniego napięcia to warstwa sprzętu umieszczona pomiędzy źródłem przesyłu-wysokiego napięcia a obwodami dystrybucyjnymi zasilającymi budynki, silniki, transformatory i inne obciążenia. Do jego głównych zadań należy kontrolowanie przepływu mocy, szybkie izolowanie usterek i umożliwianie bezpiecznego przeprowadzania konserwacji.
Termin „średnie napięcie” obejmuje szerokie pasmo. Przez zakres napięcia powszechnie rozumie się systemy dystrybucyjne powyżej 1 kV i ogólnie do 52 kV włącznie. W praktyce większość komercyjnych i przemysłowych rozdzielnic średniego napięcia ma zakres od 3,3 kV do 36 kV. Poniżej znajduje się sprzęt niskiego-napięcia poniżej 1 kV, stosowany w budynkach mieszkalnych i małych budynkach komercyjnych. Nad nim znajduje się sprzęt do przesyłu-wysokiego napięcia, który wymaga zasadniczo innych strategii izolacji i odstępu.
Rozróżnienie między rozdzielnicą średniego i niskiego napięcia to nie tylko liczba napięcia. Rozdzielnice średniego napięcia równoważą koszty, konserwację w czasie i rozmiar, dzięki czemu nadają się do małych i dużych obiektów przemysłowych, podstacji i sieci dystrybucji mediów. Dzięki tej równowadze kategoria jest tak szeroka i dlatego wybór między typami konstrukcji niesie ze sobą realne konsekwencje zarówno w zakresie kosztów początkowych, jak i długoterminowych-wydatków operacyjnych.
Trzy główne typy konstrukcji
Rozdzielnica w obudowie metalowej
Rozdzielnica w obudowie metalowejjest szerszą, bardziej inkluzywną kategorią z tych trzech. Rozdzielnica w obudowie metalowej nie wymaga pełnego podziału elementów wewnętrznych. Wszystkie podstawowe komponenty, w tym wyłączniki automatyczne, szyny zbiorcze i połączenia kablowe, mogą dzielić pojedynczą obudowę zamiast być oddzielone uziemionymi metalowymi barierami pomiędzy każdą strefą funkcjonalną.
Takie podejście do budowy ma praktyczne zalety. Rozdzielnice w obudowie metalowej są zazwyczaj tańsze, zajmują mniej miejsca i mogą oferować szerszą gamę opcji szyn i połączeń w porównaniu z rozdzielnicami w obudowie metalowej. W przypadku projektów, w których poziom prądu zwarciowego jest umiarkowany, a środowisko stosunkowo stabilne, konstrukcja ta zapewnia solidną wydajność bez dodatkowych kosztów związanych z całkowicie podzielonym na przedziały osprzętem.
Rozdzielnice w obudowie metalowej są często wybierane ze względu na-opłacalność i nadają się do zastosowań o niższych poziomach prądu zwarciowego. Spełnia standardy ANSI i IEEE, zapewniając niezawodność w określonych środowiskach.
Tam, gdzie najlepiej sprawdzają się rozdzielnice w obudowach metalowych: podstacje wtórne, mniejsze obiekty komercyjne, zastosowania, w których przestrzeń jest ograniczona i można zarządzać prądem zwarciowym, oraz projekty, w których głównym ograniczeniem jest dyscyplina budżetowa.
Rozdzielnica AC pokryta metalem
Pokryty metalem ACRozdzielnice reprezentują wyższy poziom budownictwa średniego napięcia. Cechą charakterystyczną jest podział na przedziały. Każdy element funkcjonalny, w tym wyłącznik, szyny zbiorcze i przedziały kablowe, jest izolowany we własnej uziemionej obudowie z blachy. Przedziały te są w pełni oddzielone, aby zapobiec przypadkowemu kontaktowi i zawierać potencjalne usterki.
Konsekwencje bezpieczeństwa tego projektu są znaczące. Z punktu widzenia bezpieczeństwa rozdzielnice pokryte metalem zapewniają doskonałą ochronę. Podział na przedziały ogranicza rozprzestrzenianie się usterek, zmniejsza ryzyko rozprzestrzeniania się łuku elektrycznego i umożliwia przeprowadzanie konserwacji jednej sekcji, podczas gdy sąsiednie sekcje pozostają pod napięciem.
Wyłączniki stosowane w rozdzielnicach AC z powłoką metalową są typami wysuwnymi jako standardowe wymaganie, a nie funkcja opcjonalna. Wysuwny charakter wyłączników pozwala na uproszczoną konserwację i testowanie. Wyłącznik można fizycznie przesuwać pomiędzy pozycjami podłączonymi, testowymi i odłączonymi bez odłączania-elektrycznego zasilania całego układu. Zapasowe wyłączniki można wstępnie-przetestować, a wyłączniki można wymieniać przy minimalnych zakłóceniach w dostawie energii elektrycznej. Układy sterujące i przekaźniki zabezpieczające można testować w pozycji TEST bez wpływu na powiązany zasilacz dystrybucyjny.
Rozdzielnice w obudowie metalowej spełniają rygorystyczne normy branżowe, takie jak IEC 62271-200 i ANSI/IEEE C37.20.2. Napięcie znamionowe zazwyczaj waha się od 4,76 kV do 38 kV w górnym zakresie, co obejmuje większość zastosowań przemysłowych i dużych obiektów komercyjnych.
Tam, gdzie najlepiej sprawdza się rozdzielnica AC z powłoką metalową: obiekty-o krytycznym znaczeniu, takie jak szpitale, centra danych i zakłady produkcyjne, w których wymagania dotyczące czasu pracy są wysokie; środowiska o podwyższonym poziomie prądu zwarciowego; oraz projekty, w których elastyczność konserwacji przez cały okres użytkowania instalacji uzasadnia wyższą inwestycję początkową.
Opancerzona rozdzielnica wysuwna
Opancerzona rozdzielnica wysuwnato termin często pojawiający się w specyfikacjach projektów pisanych zgodnie z normami IEC oraz w-wytwarzanych w Chinach rozdzielnicach eksportowanych zgodnie z normą GB 3906, chociaż leżąca u ich podstaw koncepcja inżynieryjna jest ściśle związana z tym, co normy północnoamerykańskie definiują jako platerowane metalem. Już sama nazwa oddaje założenia projektowe: obudowa zapewnia fizyczny pancerz wokół każdego przedziału, a wyłącznik można wyjmować, a nie montować na miejscu.
Rozdzielnica pancerna składa się z czterech-przedziałów obejmujących strefę szyn zbiorczych, strefę wyłączników, strefę kabli i strefę sterowania. Taka konstrukcja zapewnia zatrzymanie w tej strefie zwarcia rozwijającego się w jednej strefie, chroniąc zarówno personel, jak i sąsiadujący sprzęt. Wyłącznik, zazwyczaj wyłącznik próżniowy w nowoczesnych konstrukcjach, można ustawiać w stojaku pomiędzy pozycjami, pozostając w obudowie, co eliminuje potrzebę przebywania personelu w pobliżu przewodów pod napięciem podczas rutynowych operacji.
Opancerzona, wyjmowana rozdzielnica prądu przemiennego została zaprojektowana tak, aby zapewnić większe bezpieczeństwo i trwałość, zapewniając niezawodne zasilanie w trudnych warunkach. Jego solidna konstrukcja jest odporna na uderzenia zewnętrzne, dzięki czemu idealnie nadaje się do trudnych warunków terenowych. Modułowy charakter konstrukcji ułatwia również konserwację i przyszłe aktualizacje.
W przypadku zastosowań średniego napięcia w zakresie od 1 kV do 35 kV rozdzielnice pancerne idealnie nadają się do zakładów przemysłowych, podstacji użyteczności publicznej i infrastruktury-o dużej skali. Seria KYN28A-12 to szeroko stosowana linia produktów w tej kategorii, powszechnie stosowana w projektach dystrybucji 10 kV w Azji, na Bliskim Wschodzie i w Afryce. Przy napięciu 35 kV konfiguracje z wysuwami pancernymi są standardem w przypadku podstawowych prac podstacji.
Tam, gdzie najlepiej sprawdza się rozdzielnica wysuwna ARMORED: projekty spełniające wymagania normy IEC 62271-200 lub GB 3906; podstacje użyteczności publicznej i zastosowania w sieciach pierścieniowych na rynkach, na których przeważają rozdzielnice produkowane w Chinach; oraz obiekty wymagające solidnego usuwania usterek w połączeniu z elastycznością operacyjną mechanizmu wyłącznika wysuwnego.
GANGHENG XGN17-40,5 Box-Stacjonarna rozdzielnica prądu przemiennego w metalowej obudowie
Kluczowe specyfikacje do oceny
Wybór rodzaju konstrukcji to tylko część procesu selekcji. Każdy pakiet specyfikacji musi uwzględniać następujące parametry techniczne, zanim zostanie przesłany do producenta w celu uzyskania wyceny.
Napięcie znamionowe (Ur).Jest to maksymalne ciągłe napięcie robocze, do obsługi którego urządzenie zostało zaprojektowane. Napięcie znamionowe należy wybrać wyższe niż najwyższa wartość napięcia roboczego i jest powiązane z poziomem izolacji. Typowe wartości znamionowe dla projektów przemysłowych to 12 kV, 24 kV i 36 kV. Określenie wartości znamionowej zbyt bliskiej rzeczywistemu napięciu systemu nie pozostawia miejsca na przejściowe przepięcia.
Podstawowy poziom izolacji (BIL).Wartość ta określa, jak dobrze rozdzielnica wytrzymuje udary piorunowe. Napięcie wytrzymywane udaru piorunowego obejmuje wszystkie zdarzenia o wysokiej częstotliwości, zazwyczaj przepięcia pochodzenia zewnętrznego. Dopasowanie BIL rozdzielnicy do ograniczników przepięć i zakończeń kabli w tym samym obwodzie jest wymogiem, który inżynierowie czasami przeoczają podczas tworzenia specyfikacji.
Znamionowy prąd normalny.Jest to prąd ciągły, jaki muszą przewodzić główne szyny zbiorcze i wyłączniki, nie przekraczając dopuszczalnych temperatur. Standardowe wartości znamionowe dla zestawów średniego napięcia wahają się od 630 A w dolnym zakresie do 3000 A lub więcej dla głównych sekcji dopływowych w dużych obiektach.
Ocena krótkiego-obwodu.Wartość znamionowa-zwarcia musi określać symetryczną wartość kA i czas trwania, zwykle jedną sekundę, dla wyłączników, szyn zbiorczych, uziemników i rozłączników. Należy również uwzględnić zdolność wytwarzania prądu. Zaniżanie wartości znamionowej-zwarcia jest jednym z poważniejszych błędów w specyfikacji rozdzielnicy, ponieważ wpływa ona zarówno na trwałość sprzętu w czasie awarii, jak i na bezpieczeństwo znajdującego się w pobliżu personelu.
Zgodność ze standardami.Projekty z międzynarodowymi nabywcami lub pożyczkodawcami będą wymagały jasnej deklaracji obowiązującego standardu. Norma IEC 62271-200 reguluje rozdzielnice średniego napięcia w obudowie metalowej w ramach międzynarodowych ram. ANSI/IEEE C37.20.2 dotyczy rozdzielnic w obudowie metalowej na rynkach Ameryki Północnej. Zgodność ze standardami bezpieczeństwa napędza nowoczesne praktyki selekcji. W przypadku projektów eksportowych z Chin powszechne jest również dostosowanie GB 3906 i należy je potwierdzić u producenta.
Ocena środowiskowa.Czynniki środowiskowe, takie jak wilgotność i temperatura, są ważnymi czynnikami branymi pod uwagę przy wyborze rozdzielnicy, aby zapewnić niezawodne działanie. Instalacje zewnętrzne wymagają dodatkowej ochrony przed warunkami atmosferycznymi, a środowiska tropikalne lub przybrzeżne mogą wymagać-grzałek antykondensacyjnych i ulepszonych metod obróbki powierzchni. Wymagania dotyczące stopnia ochrony IP powinny być wyraźnie określone w specyfikacji.
Jak porównać dostawców
Gdy specyfikacja techniczna jest jasna, proces selekcji przenosi się na ocenę producentów. Kilka obszarów zasługuje na szczególną uwagę.
Dokumentacja testu typu nie jest opcjonalna. Właściwie przetestowana rozdzielnica będzie posiadać certyfikaty klasyfikacji łuku wewnętrznego,-raporty z testów wytrzymałości zwarciowej i zapisy z testów wzrostu temperatury. Producenci, którzy nie mogą przedstawić tych dokumentów, sprzedają wyłącznie na podstawie ceny, a profil ryzyka takiego zakupu jest trudny do uzasadnienia w przypadku jakiegokolwiek znaczącego projektu.
Zdolność produkcyjna fabryki ma większe znaczenie niż informacje zawarte w broszurach. Uznani producenci rozdzielnic średniego napięcia utrzymują dedykowane linie produkcyjne z obróbką CNC elementów obudów, kontrolowanymi procesami montażu szyn zbiorczych i-wewnętrznymi-testami wysokiego potencjału przed wysyłką. W przypadku zamówień o znaczącej skali uzasadnione jest zwrócenie się o audyt fabryki lub ustalenia dotyczące kontroli produkcji.
Czas realizacji zamówienia i dostępność części zamiennych są często niedoceniane we wstępnej ocenie. Zestaw rozdzielnic, których produkcja zajmuje 20 tygodni i nie zawierają lokalnie dostępnych wyłączników zastępczych, stwarza ryzyko operacyjne dla właściciela obiektu. Zrozumienie standardowego harmonogramu dostaw producenta, dostępnych zapasów wyłączników zapasowych i-sieci wsparcia posprzedażowego powinno stanowić część porównania dostawców, a nie refleksję na etapie składania zamówienia.
Wybór odpowiedniego typu dla Twojego projektu
Decyzja pomiędzy rozdzielnicą w obudowie metalowej, rozdzielnicą w obudowie metalowej prądu przemiennego i rozdzielnicą z wysuwem pancernym ostatecznie sprowadza się do trzech czynników: poziomu prądu zwarciowego występującego w systemie, filozofii konserwacji obiektu i obowiązujących ram norm.
W przypadku projektów o niższych poziomach prądu zwarciowego, stabilnych środowiskach i mniejszych budżetach rozdzielnice w obudowie metalowej zapewniają odpowiednią wydajność w konkurencyjnej cenie. W przypadku-obiektów o znaczeniu krytycznym, w których zabezpieczenie przed łukiem elektrycznym i możliwość konserwacji-autobusów pod napięciem nie podlegają-negocjacjom, właściwym wyborem będzie rozdzielnica AC z powłoką metaliczną. W przypadku projektów zgodnych ze standardami IEC lub GB, szczególnie w kontekście mediów i infrastruktury, rozdzielnica ARMORED Drawout Switchgear zapewnia podzielony na przedziały, wyjmowany-wyłącznik, jakiego oczekują inżynierowie i przedsiębiorstwa użyteczności publicznej na tych rynkach.
Żaden z tych typów nie jest z natury lepszy. Każdy z nich jest inżynierską odpowiedzią na zdefiniowany zestaw wymagań. Kupujący, który zwraca się do producenta z jasnym zrozumieniem tych wymagań, popartym szczegółową specyfikacją, konsekwentnie otrzyma lepszą cenę, lepszą zgodność i mniej niespodzianek podczas odbioru technicznego niż kupujący, który pozostawia wybór dostawcy.
Jeśli pracujesz nad specyfikacją nadchodzącego projektu i potrzebujesz wskazówek technicznych dotyczących parametrów znamionowych, wymagań dotyczących testów typu lub czasów realizacji produkcji, właściwym punktem wyjścia jest rozmowa z producentem, który może pokazać dokumentację dla wszystkich trzech.