Huvuddelarna av en luftisolerad primär mediumspänningsskåp och deras tillämpning

Mellanvolts växelutrustning spelar en viktig roll i energifördelningsprocessen inom växelströms (AC) system, genom att underlätta strömförsörjningen från produktion till slutanvändare. Denna viktiga utrustning styrs av specifika standarder som definierar dess specifikationer, terminologi, betygsättningar, designkriterier, konstruktionsmetoder och testprotokoll. För den europeiska regionen beskrivs dessa riktlinjer i följande Internationella Elektrotekniska Kommissionens (IEC) standarder:

• IEC 62271-1: Fastställer gemensamma specifikationer för högspänningsväxelutrustning och styrutrustning.

• IEC 62271-200: Fokuserar på AC metallbeklädda växelutrustning och styrutrustning utformad för nominella spänningar över 1 kV upp till och med 52 kV.

• IEC 62271-300: Behandlar gasisolering metallbeklädda växelutrustning avsedd för nominella spänningar över 52 kV.

Även om IEC-standarder är globalt erkända, kan länder som USA, Kina och Ryssland följa sina egna nationella standarder. Enligt avsnitt 3.5 i IEC 62271-1 specificeras alla komponenter i växelutrustning och styrutrustning, vilket möjliggör montering av fullständiga växelutrustningssystem med funktioner anpassade för mellanvoltnät. Dessa funktioner inkluderar:

• Effektiv energifördelning från högre nivåer av transmissionsnät ner till konsumtionpunkter.

• Förbättrad växling av elektriska strömmar.

• Genomförande av mätningar som är viktiga för skyddsmekanismer, driftindikatorer och faktureringsprocesser.

• Skydd av laster och utrustning mot fel.

• Implementering av kontroll, blockering och låsningsegenskaper enligt nätverksdriftsbehov.

• Möjlighet till kommunikation mellan växelutrustning och SCADA eller DCS-system för förbättrad övervakning och styrning.

• Säkerhet för personal som arbetar inom understationer.

En mängd designslag som uppfyller IEC-standarder finns tillgängliga, producerade av många tillverkare. IEC-standarden skiljer mellan luftisolering och gasisoleringsteknik, med designkomplexitet som varierar beroende på systemets position inom distributionsnätet och den nödvändiga sofistikerade skydd och styrningslösningar. Växelutrustning med högre betygsättning kräver vanligtvis mer komplexa skydds- och styrningsåtgärder.

Den typiska arkitekturen för primär luftisolering mellanvolt växelutrustning (AIS) är organiserad i fyra grundläggande compartement, vilket återspeglar en strukturerad tillvägagångssätt för att uppnå effektiv, säker och pålitlig drift inom mellanvoltsapplikationer. Denna konfiguration säkerställer optimal prestanda samtidigt som strikta säkerhets- och driftstandarder följs.

Grundläggande struktur för mellanvolts växelutrustning

Den primära strukturen, markerad som avsnitt B i figurerna 1, 2 och 3, består av metallskivor som ger form, dimensioner, styvhet och robusthet till växelutrustningen. Denna struktur inkluderar också kopparkomponenter som är viktiga för energioverföring och för att koppla samman alla compartement och apparatur inom växelutrustningen.

Denna konstruktion erbjuder flera viktiga fördelar:

• Metalldelning: Strukturen säkerställer separation mellan compartement enligt IEC 62271-200-standarder, vilka definierar olika nivåer av tillgänglighet. Denna delning förbättrar säkerheten och driftseffektiviteten.

• Bågegenskaper: Tillsammans med metalldelningen inkluderar designen bågskyddade dörrar som ger ytterligare skydd mot interna båghändelser, vilket säkerställer att växelutrustningen kan klara av bågar utan att kompromissa säkerheten eller funktionaliteten.

Sammanfattningsvis ger den primära strukturen inte bara växelutrustningen sin fysiska form och styrka, utan integrerar också viktiga kopparkomponenter för elektrisk anslutning. Dessutom erbjuder den viktig delning och bågresistans, vilket uppfyller strikta säkerhetsstandarder och förbättrar hela systemets tillförlitlighet. Denna noggranna design säkerställer att varje komponent inom växelutrustningen fungerar säkert och effektivt, vilket bidrar till ett säkrare och mer pålitligt elektriskt distributionsnät.

Strömavbrottsbrytarutrymme för mellanvolts växelutrustning

Strömavbrottsbrytarutrymmet, markerat som avsnitt C i figurerna 1, 2 och 3, innehåller mellanvolts (MV) växlingsapparatur. Detta utrymme kan utrustas med olika typer av växlingsenheter, inklusive belastningsavbrytare, kontaktor, strömavbrottsbrytare och andra. De grundläggande rollerna för dessa växlingsenheter är att pålitligt och säkert öppna och stänga stabila strömmar och spänningar, samt felströmmar och felspänningar. I de flesta primära luftisolering MV-paneler är strömavbrottsbrytare den föredragna valet. Idag dominerar vakuumavbrytarteknik för mellanvoltsapplikationer på grund av dess pålitlighet och effektivitet.

Kabelförtrolig utrymme för mellanvolts växelutrustning

Kabelförtrolig utrymme, markerat som avsnitt D i figurerna 1, 2 och 3, innehåller inte bara kabelförtroligheter men även mätkomponenter. Dessa enheter används främst för att mäta fasströmmar, fasvoltager, restströmmar och restspänningar. Den dominerande tekniken för mätning är instrumenttransformator (IT), vilken fungerar enligt den etablerade induktiva principen för både strömmätning och spänningsmätning. Denna uppsättning säkerställer korrekt och pålitlig övervakning inom växelutrustningssystemet, vilket bidrar till förbättrad driftsäkerhet och prestanda.

Genom denna strukturerade tillvägagångssätt spelar varje komponent inom mellanvolts växelutrustningen en viktig roll för att säkerställa säker, effektiv och pålitlig distribution av elektrisk energi.