Основните части на въздушно изолирана основна средноволтова разпределителна уредба и техното приложение

Средното напрежение електрически апарати играят ключова роля в процеса на разпределение на енергията в системите с променливо ток (AC), подпомагайки потока на енергията от производството чрез предаване до крайните потребители. Този важен апарат е регулиран от специфични стандарти, които определят неговите спецификации, терминология, класации, критерии за проектиране, методи на изграждане и протоколи за тестове. За европейския регион тези насоки са детайлно описани в следните стандарти на Международната електротехническа комисия (IEC):

• IEC 62271-1: Установява общи спецификации за високонапреженостни електрически апарати и контролни апарати.

• IEC 62271-200: Съсредоточава се върху метален затворен електрически и контролен апарат, предназначен за класации на напрежение над 1 кВ до и включително 52 кВ.

• IEC 62271-300: Обръща внимание на газово изолиран метален затворен електрически апарат, предназначен за класации на напрежение над 52 кВ.

Макар стандартите IEC да са признати по целия свят, държави като САЩ, Китай и Русия може да спазват собствените си национални стандарти. Според раздел 3.5 от IEC 62271-1 всички компоненти на електрическите и контролните апарати са определени, позволявайки събирането на комплексни системи от електрически апарати с функции, адаптирани за мрежи със средно напрежение. Тези функции включват:

• Ефективно разпределение на енергията от високонивни системи за предаване до точки на потребителство.

• Подпомагане на свързването на електрически токове.

• Извършване на измервания, критични за механизми за защита, оперативни показатели и процеси за фактуриране.

• Заститба на натоварванията и оборудването срещу дефекти.

• Реализиране на контрол, блокиране и взаимно свързване според нуждите на мрежовата операция.

• Осигуряване на комуникация между електрическите апарати и системи SCADA или DCS за подобряване на наблюдението и контрола.

• Осигуряване на безопасността на персонала, работещ в трансформаторни станции.

Наличието на различни дизайни, съответстващи на стандартите IEC, произвеждани от множество производители. Стандартът IEC разграничава въздушно изолираната и газово изолираната технологии, със сложността на дизайна, която варира в зависимост от позицията на системата в мрежата за разпределение и необходимата сложност за механизми за защита и контрол. Електрическите апарати с по-висока класация обикновено изискват по-сложни мерки за защита и контрол.

Типичната архитектура на основните въздушно изолирани електрически апарати със средно напрежение (AIS) е организирана в четири основни отделения, отразяващи структуриран подход за постигане на ефективна, безопасна и надеждна работа в приложенията със средно напрежение. Тази конфигурация осигурява оптимална работа, докато спазва строги стандарти за безопасност и операция.

Основна структура на отделенията на електрическите апарати със средно напрежение

Основната структура, обозначена като секция B на фигури 1, 2 и 3, включва метални листове, които дават форма, размери, жесткост и устойчивост на електрическите апарати. Тази структура също интегрира медни компоненти, които са важни за предаване на енергия и за свързване на всички отделения и апарати в електрическите апарати.

Тази конструкция предлага няколко ключови предимства:

• Метална сегрегация: Структурата осигурява разделение между отделенията според стандарти IEC 62271-200, които дефинират различни нива на достъп. Тази сегрегация подобрява безопасността и оперативната ефективност.

• Устойчивост срещу дъга: Освен металната сегрегация, дизайнът включва врати, устойчиви на дъга, които предоставят допълнителна защита срещу вътрешни събития с дъга, осигурявайки способността на електрическите апарати да издържат дъги без да се компрометира безопасността или функционалността.

За кратко, основната структура не само дава физическата форма и устойчивост на електрическите апарати, но и интегрира важни медни части за електрическо свързване. Освен това, тя предоставя критична сегрегация на отделенията и устойчивост срещу дъга, спазвайки строги стандарти за безопасност и подобрявайки общата надеждност на системата. Този внимателен дизайн осигурява, че всеки компонент в електрическите апарати работи безопасно и ефективно, допринасяйки за по-безопасна и по-надеждна електрическа мрежа за разпределение.

Отделение на прекъсвателя на електрическите апарати със средно напрежение

Отделението на прекъсвателя, обозначено като секция C на фигури 1, 2 и 3, съдържа апарати за свързване на средно напрежение (MV). Това отделение може да бъде оборудвано с различни видове свързващи устройства, включително прекъсватели, контактори, прекъсватели и други. Фундаменталната роля на тези свързващи устройства е да отварят и затварят надеждно и безопасно установени токове и напрежения, както и токове и напрежения при дефект. В повечето основни въздушно изолирани MV панели прекъсвателите са предпочитания избор. Днес технологията за прекъсване на вакуум доминира в приложенията със средно напрежение поради надеждността и ефективността ѝ.

Отделение за кабели на електрическите апарати със средно напрежение

Отделението за кабели, обозначено като секция D на фигури 1, 2 и 3, не само разполага с завършвания на кабели, но и включва улавящи устройства. Тези устройства се използват главно за измерване на фазови токове, фазови напрежения, остатъчен ток и остатъчно напрежение. Преобладаващата технология, използвана за целите на измерването, е преобразувателният апарат (IT), който работи на основата на установен индуктивен принцип за измерване както на ток, така и на напрежение. Тази конфигурация осигурява точни и надеждни наблюдения в системата на електрическите апарати, допринасяйки за подобряване на оперативната безопасност и производителност.

Чрез този структуриран подход, всеки компонент в електрическите апарати със средно напрежение играе ключова роля за осигуряване на безопасно, ефективно и надеждно разпределение на електрическата енергия.