Główne części powietrznie izolowanej głównego sprzętu średniego napięcia i ich zastosowanie

Środowiskowe przestawne urządzenia średniego napięcia odgrywają kluczową rolę w procesie dystrybucji energii w systemach prądu przemiennego (AC), ułatwiając przepływ mocy od momentu jej generowania, poprzez transmisję, do końcowych użytkowników. To niezbędne wyposażenie jest regulowane przez określone standardy, które definiują jego specyfikacje, terminologię, klasyfikacje, kryteria projektowe, praktyki konstrukcyjne i protokoły testowe. Dla regionu europejskiego te wytyczne są szczegółowo opisane w poniższych standardach Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC):

• IEC 62271-1: Ustanawia wspólne specyfikacje dla urządzeń wysokiego napięcia i sprzętu sterującego.

• IEC 62271-200: Skupia się na metalowych zamkniętych urządzeniach przestawnych i sprzęcie sterującym zaprojektowanym dla nominalnych napięć przekraczających 1 kV, ale nie przekraczających 52 kV.

• IEC 62271-300: Dotyczy gazowo-zamkniętego metalowego sprzętu przestawnego przeznaczonego dla nominalnych napięć powyżej 52 kV.

Pomimo że standardy IEC są globalnie uznawane, kraje takie jak Stany Zjednoczone, Chiny i Rosja mogą stosować własne narodowe standardy. Zgodnie z sekcją 3.5 standardu IEC 62271-1, wszystkie komponenty urządzeń przestawnych i sprzętu sterującego są określone, co umożliwia montaż kompleksowych systemów przestawnych o funkcjonalności dostosowanej do sieci średniego napięcia. Te funkcje obejmują:

• Skuteczne dystrybucję energii z wyższych poziomów systemów transmisyjnych do punktów zużycia.

• Ułatwienie przełączania prądów elektrycznych.

• Prowadzenie pomiarów kluczowych dla mechanizmów ochronnych, wskaźników operacyjnych i procesów rozliczeniowych.

• Zabezpieczenie obciążeń i sprzętu przed uszkodzeniami.

• Wdrożenie funkcji kontroli, blokady i zabezpieczeń zgodnie z potrzebami operacji sieci.

• Wspieranie komunikacji między urządzeniami przestawnymi a systemami SCADA lub DCS w celu lepszego monitorowania i kontroli.

• Zapewnienie bezpieczeństwa pracowników pracujących w podstacjach.

Dostępna jest szeroka gama projektów zgodnych ze standardami IEC, produkowanych przez liczne firmy. Standard IEC wyróżnia technologie izolacji powietrzem i gazem, a złożoność projektu zależy od pozycji systemu w sieci dystrybucyjnej i wymaganej zaawansowania mechanizmów ochrony i sterowania. Urządzenia przestawne o wyższych klasach napięcia zazwyczaj wymagają bardziej skomplikowanych środków ochrony i sterowania.

Typowa architektura głównych urządzeń przestawnych średniego napięcia z izolacją powietrza (AIS) jest zorganizowana w cztery podstawowe przedziały, co odzwierciedla strukturalny podejście do osiągnięcia efektywnej, bezpiecznej i niezawodnej pracy w aplikacjach średniego napięcia. Ta konfiguracja zapewnia optymalną wydajność, jednocześnie przestrzegając surowych norm bezpieczeństwa i operacyjnych.

Podstawowa struktura przedziałów urządzeń przestawnych średniego napięcia

Podstawowa struktura, oznaczona jako sekcja B na rysunkach 1, 2 i 3, składa się z blach metalowych, które nadają kształt, wymiary, sztywność i solidność urządzeniom przestawnym. Ta struktura zawiera również elementy miedziane, które są kluczowe dla przesyłania energii i łączenia wszystkich przedziałów i urządzeń wewnątrz urządzenia przestawnego.

Ta konstrukcja oferuje kilka kluczowych korzyści:

• Metalowe segregowanie: Struktura zapewnia separację przedziałów zgodnie ze standardami IEC 62271-200, które definiują różne poziomy dostępności. Ta segregacja zwiększa bezpieczeństwo i efektywność operacyjną.

• Odporność na łuki: Obok metalowego segregowania, projekt zawiera drzwi odporne na łuki, które zapewniają dodatkową ochronę przed wewnętrznymi zdarzeniami łukowymi, gwarantując zdolność urządzenia przestawnego do wytrzymywania łuków bez kompromitowania bezpieczeństwa lub funkcjonalności.

Podsumowując, podstawowa struktura nie tylko nadaje urządzeniu przestawnemu formę fizyczną i siłę, ale także integruje niezbędne elementy miedziane do łączności elektrycznej. Ponadto zapewnia kluczowe kompartmentalizację i odporność na łuki, przestrzegając surowych norm bezpieczeństwa i zwiększając ogólną niezawodność systemu. Ten precyzyjny projekt zapewnia, że każdy komponent wewnątrz urządzenia przestawnego działa bezpiecznie i efektywnie, przyczyniając się do bezpieczniejszej i bardziej godnej zaufania sieci dystrybucyjnej.

Przedział wyłącznika urządzeń przestawnych średniego napięcia

Przedział wyłącznika, oznaczony jako sekcja C na rysunkach 1, 2 i 3, mieści urządzenia przestawne średniego napięcia (MV). Ten przedział może być wyposażony w różne rodzaje urządzeń przestawnych, w tym przełączniki obciążeniowe, kontaktory, wyłączniki i inne. Podstawowym zadaniem tych urządzeń przestawnych jest niezawodne i bezpieczne otwieranie i zamykanie prądów i napięć stanu ustalonego, jak również prądów i napięć uszkodzeniowych. W większości głównych paneli MV z izolacją powietrza wyłączniki są preferowanym wyborem. Dziś technologia przerywania próżniowego dominuje w aplikacjach średniego napięcia ze względu na swoją niezawodność i efektywność.

Przedział kablowy urządzeń przestawnych średniego napięcia

Przedział kablowy, oznaczony jako sekcja D na rysunkach 1, 2 i 3, nie tylko mieści końcówki kablowe, ale także urządzenia czujnikowe. Te urządzenia są głównie używane do pomiaru fazowych prądów, fazowych napięć, resztowych prądów i resztowych napięć. Dominującą technologią stosowaną do celów pomiarowych jest transformator pomiarowy (IT), który działa na znanym indukcyjnym zasadzie zarówno dla pomiarów prądów, jak i napięć. Ta konfiguracja zapewnia dokładne i niezawodne monitorowanie w systemie urządzeń przestawnych, przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa i wydajności operacyjnej.

Poprzez ten strukturalny podejście, każdy komponent w urządzeniach przestawnych średniego napięcia odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu bezpiecznej, efektywnej i niezawodnej dystrybucji energii elektrycznej.