ส่วนหลักของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงดันกลางที่ใช้การฉนวนอากาศและการประยุกต์ใช้งาน

อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันกลางมีบทบาทสำคัญในการกระจายพลังงานในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยสนับสนุนการไหลของพลังงานจากแหล่งผลิตผ่านการส่งไปยังผู้ใช้ปลายทาง อุปกรณ์ที่จำเป็นนี้ถูกควบคุมโดยมาตรฐานเฉพาะที่กำหนดข้อกำหนด คำศัพท์ การจัดอันดับ เกณฑ์การออกแบบ วิธีการก่อสร้าง และโปรโตคอลการทดสอบ สำหรับภูมิภาคยุโรป แนวทางเหล่านี้ได้รับรายละเอียดในมาตรฐาน IEC ต่อไปนี้:

• IEC 62271-1: กำหนดข้อกำหนดทั่วไปสำหรับสวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง

• IEC 62271-200: มุ่งเน้นที่สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมที่หุ้มด้วยโลหะสำหรับแรงดันที่กำหนดเกิน 1 kV ถึงและรวมถึง 52 kV

• IEC 62271-300: ครอบคลุมสวิตช์เกียร์ที่หุ้มด้วยโลหะและฉนวนแก๊สสำหรับแรงดันที่กำหนดเกิน 52 kV

แม้ว่ามาตรฐาน IEC จะได้รับการยอมรับทั่วโลก แต่ประเทศเช่น สหรัฐอเมริกา จีน และรัสเซียอาจปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติของตนเอง ตามหมวด 3.5 ของ IEC 62271-1 ระบุว่าส่วนประกอบทั้งหมดของสวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมถูกกำหนดให้สามารถประกอบเป็นระบบสวิตช์เกียร์ที่ครบถ้วนด้วยฟังก์ชันที่ปรับแต่งสำหรับเครือข่ายแรงดันกลาง ฟังก์ชันเหล่านี้รวมถึง:

• การกระจายพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพจากระบบส่งที่ระดับสูงลงมาถึงจุดบริโภค

• การเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้า

• การทำวัดที่สำคัญสำหรับกลไกป้องกัน ตัวชี้วัดการทำงาน และกระบวนการเรียกเก็บเงิน

• การป้องกันโหลดและอุปกรณ์จากการทำงานผิดพลาด

• การดำเนินการควบคุม การปิดกั้น และการล็อกตามความต้องการของการทำงานของเครือข่าย

• การสื่อสารระหว่างสวิตช์เกียร์กับระบบ SCADA หรือ DCS เพื่อการตรวจสอบและควบคุมที่ดีขึ้น

• การรักษาความปลอดภัยของบุคลากรที่ทำงานภายในสถานีไฟฟ้า

มีการออกแบบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC หลายแบบ ซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตจำนวนมาก มาตรฐาน IEC แยกประเภทระหว่างเทคโนโลยีที่ใช้อากาศเป็นฉนวนและเทคโนโลยีที่ใช้แก๊สเป็นฉนวน ความซับซ้อนของออกแบบจะแตกต่างกันตามตำแหน่งของระบบในเครือข่ายการกระจายและการป้องกันและควบคุมที่จำเป็น สวิตช์เกียร์ที่มีอัตราสูงกว่ามักต้องการมาตรการป้องกันและควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น

โครงสร้างหลักของสวิตช์เกียร์แรงดันกลางที่ใช้อากาศเป็นฉนวน (AIS) ได้รับการจัดเรียงเป็นสี่ช่องหลัก สะท้อนให้เห็นถึงวิธีการที่มีโครงสร้างเพื่อการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และเชื่อถือได้ในแอปพลิเคชันแรงดันกลาง การจัดเรียงนี้รับประกันประสิทธิภาพสูงสุดในขณะที่ยึดตามมาตรฐานความปลอดภัยและปฏิบัติการที่เข้มงวด

โครงสร้างพื้นฐานของสวิตช์เกียร์แรงดันกลาง

โครงสร้างหลัก แสดงเป็นส่วน B ในรูปที่ 1, 2, และ 3 ประกอบด้วยแผ่นโลหะที่ให้รูปทรง ขนาด ความแข็งแรง และความทนทานแก่อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ โครงสร้างนี้ยังรวมถึงส่วนประกอบทองแดงที่สำคัญสำหรับการส่งพลังงานและการเชื่อมต่อทั้งหมดระหว่างช่องและอุปกรณ์ภายในสวิตช์เกียร์

การก่อสร้างนี้มอบประโยชน์สำคัญหลายประการ:

• การแยกตามโลหะ: โครงสร้างนี้รับประกันการแยกระหว่างช่องตามมาตรฐาน IEC 62271-200 ซึ่งกำหนดระดับการเข้าถึงที่แตกต่างกัน การแยกนี้เพิ่มความปลอดภัยและความมีประสิทธิภาพในการดำเนินงาน

• ความสามารถในการทนทานต่ออาร์ก: นอกเหนือจากการแยกตามโลหะแล้ว การออกแบบยังรวมถึงประตูป้องกันอาร์กที่ให้การป้องกันเพิ่มเติมจากการอาร์กภายใน ทำให้สวิตช์เกียร์สามารถทนทานต่ออาร์กโดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยหรือฟังก์ชันการทำงาน

สรุปแล้ว โครงสร้างหลักไม่เพียงแต่ให้รูปทรงและความแข็งแรงแก่อุปกรณ์สวิตช์เกียร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบทองแดงที่จำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้า นอกจากนี้ยังให้การแยกช่องและต้านทานอาร์กที่เข้มงวด ยึดตามมาตรฐานความปลอดภัยและเพิ่มความเชื่อถือได้ของระบบโดยรวม การออกแบบอย่างรอบคอบนี้รับประกันว่าส่วนประกอบทุกชิ้นภายในสวิตช์เกียร์ทำงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ทำให้เครือข่ายการกระจายไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

ช่องสวิตช์เบรกเกอร์สวิตช์เกียร์แรงดันกลาง

ช่องสวิตช์เบรกเกอร์ ระบุเป็นส่วน C ในรูปที่ 1, 2, และ 3 บรรจุอุปกรณ์สวิตช์แรงดันกลาง (MV) ช่องนี้สามารถติดตั้งอุปกรณ์สวิตช์ต่างๆ ได้ เช่น สวิตช์ตัดโหลด คอนแทคเตอร์ สวิตช์เบรกเกอร์ และอื่นๆ บทบาทหลักของอุปกรณ์สวิตช์เหล่านี้คือการเปิดและปิดกระแสและแรงดันในภาวะปกติ และกระแสและแรงดันที่ผิดปกติ ในแผง MV ที่ใช้อากาศเป็นฉนวนส่วนใหญ่ สวิตช์เบรกเกอร์เป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยม ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการตัดวงจรด้วยสุญญากาศเป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานแรงดันกลางเนื่องจากความเชื่อถือได้และความมีประสิทธิภาพ

ช่องสายเคเบิลสวิตช์เกียร์แรงดันกลาง

ช่องสายเคเบิล ระบุเป็นส่วน D ในรูปที่ 1, 2, และ 3 ไม่เพียงแต่รองรับการยุติสายเคเบิลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ตรวจจับ ซึ่งใช้สำหรับการวัดกระแสเฟส แรงดันเฟส กระแสคงค้าง และแรงดันคงค้าง เทคโนโลยีหลักที่ใช้สำหรับการวัดคือทรานส์ฟอร์เมอร์เครื่องมือ (IT) ซึ่งทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำสำหรับการวัดกระแสและแรงดัน การตั้งค่านี้รับประกันการตรวจสอบที่แม่นยำและเชื่อถือได้ภายในระบบสวิตช์เกียร์ ทำให้การดำเนินงานมีความปลอดภัยและประสิทธิภาพสูงขึ้น

ผ่านวิธีการที่มีโครงสร้าง ส่วนประกอบทุกชิ้นภายในสวิตช์เกียร์แรงดันกลางมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการกระจายพลังงานไฟฟ้าที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้