Vitambulisho vya Amerika Kaskazini: Uchanganuzi wa Kutumia IEEE na Vitambulisho vya Tovuti vya China

IEEE Std C37.20.9™ inahusisha ujumbe wa pana, ujihuzuni na miundombinu kwa ajili ya vifaa vya kupamba kwenye viungo vya umeme vilivyopambana na mafuta (MEGIS) vinavyotumia mafuta yenye chuki zaidi ya chuki ya joto kama msongo mkuu wa ukosefu wa umeme kwa mfumo wa umeme wa mwendo kati kutoka 1 kV hadi 52 kV. Hii inajumuisha, lakini si tu, vitufe, vibofu, bushings, busbars, instrument transformers, cable terminations, meters, na control/protection relays. Katika majengo haya ya switchgear, mikoa yasiyo ya kijani—miongozi au yote ya sehemu za medium-voltage—yanapambana kwa kutumia mafuta yenye chuki zaidi. Mwongozo huu unategemea kwa miundombinu ya ndani na nje.

Kutokana na historia, aina kamili ya switchgear katika soko la Marekani ilikuwa ni air-insulated, metal-clad switchgear. Kwa ajili ya matumizi ya ring-main distribution, transformers American-style pad-mounted vilikuwa vinavyotumiwa sana, ambapo vifaa vya high-voltage kama vile load switches na high-voltage fuses vilikuwa vinavyowekezwa pamoja na transformer core na windings ndani ya tangi iliyojaa mafuta yenye chuki cha moto kubwa, au alternatia, air-insulated load switches vilikuwa vinavyotumiwa. Kwa hiyo, upatikanaji wa gas-insulated switchgear katika Marekani ulifanyika chache.

Baada ya kuweka vifaa vya gas-insulated switchgear kutoka kwa wakilishaji wa Ulaya kama ABB na Schneider Electric katika soko la Marekani, wateja walianza kukubali na kutumia teknolojia hii. Kwa sababu hiyo, mwongozo wa IEEE wa gas-insulated switchgear ulijengwa baadaye na ulianzishwa rasmi mwaka 2019. Mwongozo huu unategemea sana kwa standards za IEC lakini umebadilishwa kuhusu viwango, ubunifu, na maagizo ya ujihuzuni ili kukidhi na IEEE C37.20.2 na standards zingine za IEEE, hasa kufikia viwango vya usalama kwa vifaa.

1.Mazingira ya Matumizi

a) Joto la matumizi: chenji +40 °C; wastani wa siku 24 asiyefuata +35 °C; chini -5 °C.
b) Ukoo: si zaidi ya 3,300 feet (1,000 mita).
c) Daraja la protection ya enclosure: NEMA 250 Type 1 (IP20) kwa matumizi ya ndani; Type 3R (IP24) kwa matumizi ya nje.

Kulingana na GB/T 11022, switchgear ya ndani katika China imegawanya kwa tatu kategoria za chini ya joto la mazingira: -5 °C, -15 °C, na -25 °C. Joto chini linalolazimishwa kwa IEEE C37.20.9 kwa gas-insulated switchgear (-5 °C) ni chenji kuliko lilolazimishwa kwa IEEE C37.20.2 kwa air-insulated switchgear (-30 °C). Kwa hiyo, gas-insulated switchgear iliyofanikiwa kwa standards za China inaweza kutosha kabisa viwango vya mazingira vya IEEE C37.20.9.

Jadro la chini linachora viwango vya IEEE C37.20.9 kwa rated voltage, power-frequency withstand voltage, na lightning impulse withstand voltage kwa gas-insulated switchgear.

Jadro 1 – Insulation Voltage Ratings for Gas-Insulated Switchgear per IEEE C37.20.9

Daraja ya voliti vya switchgear kulingana na viwango vya Marekani ni tofauti na hayo vya China. Kwa hivyo, switchgear iliyokunywa na mafuta (GIS) lazima ikubalike na mahitaji ya uwezo wa kupitisha kengele la mwaka na uwezo wa kupitisha mvua ya kilimia kama yaliyotakribishwa katika viwango vya IEE-Business. Kwa mfano, kabati la GIS la 12 kV lililo tayarishwa kulingana na viwango vya China inaweza kufikia mahitaji ya majaribio ya dielektriki kwa daraja la voliti la 4.76 kV kulingana na viwango vya Marekani, wakati kabati la 24 kV la GIS la China unaweza kukutana na mahitaji ya usafi kwa daraja la voliti hadi na pamoja na 27 kV.

IEE-Business Std 386™-2016 hutakribisha mahitaji kwa manamba yenye usafi unaopambanishwa yanayotumika katika mikopo ya utawala kutoka 2.5 kV hadi 35 kV—yanayojulikana sana kama "standard ya manamba yenye usafi ya ki-Marekani" (American-style elbow connector). Manamba haya yameatumika sana katika vyombo vya Ki-Marekani kama vile transformers vilivyotayarishwa kwenye pad na sanduku za upatikanaji wa kablayo. Ingawa, switchgear iliyokunywa na mafuta ya China mara nyingi hutumia bushings na plugs zinazokubalika kulingana na EN 50181. Standard ya IEE-Business kwa switchgear iliyokunywa na mafuta huunda mahitaji maalum ya majaribio ya dielektriki kwa aina mbalimbali za nyuzi za kablayo.

2 Uwezo wa Mzunguko
Thamani zinazopendekezwa kwa mzunguko wa umma wa busbari katika switchgear iliyokunywa na mafuta ya IEE-Business (MEGIS) ni 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, na 4000 A—tofauti na tarakimu sahihi za China kama vile 630 A, 1250 A, na 3150 A.

3 Uwezo wa Kianzio
Standard ya IEE-Business hutakribisha uwezo wa kianzio wa 60 Hz, ingawa uwezo wa kianzio wa kimataifa katika China ni 50 Hz. Uwezo wa juu wa 60 Hz una athari kubwa kwa ongezeko la joto na ufanisi wa kutumia chungu. Kulingana na GB/T 11022, kwa switchgear na controlgear iliyojulikana kwa 50 Hz au 60 Hz—ingawa hakuna sehemu za feromagnetic karibu na sehemu zenye mzunguko wa umma—ikiwa ongezeko la joto linapimwa kwenye majaribio ya mzunguko wa umma wa 50 Hz halipige zaidi ya asilimia 95 ya hatari ya juu, vyombo hivi vinaweza kuathirika kwa viwango vyote, yaani, vinajifanana na mahitaji ya ongezeko la joto wa 60 Hz.

Ingawa, kutokana na ukosefu wa usafi wa joto katika switchgear iliyokunywa na mafuta na ukubwa wake mdogo wa joto, mara nyingi hujitahidi kuboresha mkakati ili kufikia mahitaji ya 60 Hz. Bidhaa zinazopita kwenye majaribio ya ongezeko la joto la 1.1× mzunguko wa umma kulingana na viwango vya China zinaweza kwa umumano kukufikia mahitaji ya 60 Hz.

4 Uwezo wa Kupitisha Mzunguko wa Fupi na Uwezo wa Kupitisha Piki
Thamani zinazopendekezwa kwa uwezo wa kupitisha mzunguko wa fupi kwa switchgear iliyokunywa na mafuta ya IEE-Business zimeonyeshwa katika Meza 3. Tofauti na viwango vya China, ambavyo vinatakribisha muda wa kupitia chungu wa sekunde 3 au 4, standard ya IEE-Business hunatakribisha muda wa kupitia chungu wa sekunde 2.

Zaidi nyingi, kwa sababu ya mazingira ya IEE-Business yakijihusisha na 60 Hz (kama vile 50 Hz), uwezo wa kupitisha piki unadefinika kama mara 2.6 ya uwezo wa kupitisha mzunguko wa fupi. Kwa mfano, uwezo wa kupitisha mzunguko wa fupi wa 31.5 kA unatefsiriwa kama uwezo wa kupitisha piki wa 82 kA—kidogo zaidi ya thamani sahihi ya 80 kA inayotumika katika China. Kupitia nguvu za elektrodinamika zinazotokana na mzunguko wa piki kama hii, lazima kuongeza tekanuli na nguvu ya kihisabati kwa vipengele kama vile contacts.

Meza 2 – Thamani zinazopendekezwa kwa Uwezo wa Kupitisha Mzunguko wa Fupi kwa Switchgear iliyokunywa na mafuta ya IEE-Business