Оптимален избор на високонапреговени и низконапреговени разпределителни шкафове в разпределителни помещения
Резюме: На основата на анализ на основните видове и характеристики на високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове в разпределителни помещения, тази статия обсъжда основните принципи за избор на тези шкафове. От гледна точка на техническата надеждност, удобството при инсталиране и икономиката, се анализират оптимизационните мерки за избор на високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове, което играе определена роля в подобряването на техническата и икономическата им ефективност.
Ключови думи: Разпределително помещение; Високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове; Оптимизация; Конфигурация
0 Въведение
С постоянното повишаване на равнищата на икономическия растеж, електрическата енергия е станала един от основните източници на енергия за текущото производство и всекидневния живот. За да се гарантира нормалното производство и всекидневна дейност, всяко звено в доставката на електроенергия трябва да бъде рационално контролирано, за да се увеличи стабилността и надеждността на мрежата. Разпределителните шкафове в разпределителното помещение представляват последното звено, което доставя електрическата енергия до крайните потребители. Гарантирането на стабилността и икономичността на тези високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове, както и постигането на техния оптимален избор, са важни мерки за осигуряване на безопасността и стабилността на електроенергийната мрежа.
1 Основни видове и характеристики на високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове в разпределителните помещения
Преди оптимизирането на избора на разпределителните шкафове, е необходимо да се разберат основните им видове, за да предоставят конкретна основа за избора.
1.1 Високонапрегови разпределителни шкафове
Високонапреговите разпределителни шкафове не съществуват като отделни единици в електроенергийната система. Те се състоят предимно от няколко свързани компонента, включително управляващи устройства, високонапрегови ключове, устройство за наблюдение, устройство за сигнална передача и защитни устройства, формирайки многофункционална комплексна система.
От 1980-те години в Китай се провеждат технически реформи на високонапреговите разпределителни шкафове. С натрупването на технологии за научноизследователска и приложна дейност, множество нови технологии са приложени в техния развой, довеждайки до няколко технологично напредъчни продукта, като KYN28 шкафа и XGN15-12 шкафа.
(1) Експлоатационни характеристики на KYN28 шкафа
Този тип високонапрегов шкаф структурно се състои от две основни части: платформа (изтегляема част) и корпус. Корпусът е предимно съставен от издукарски метални перти, разделен на четири независими камери: кабелна камера, платформа камера, шина камера и инструментална камера. Платформите се класифицират в типове като контактор платформи, метрични платформи и PT платформи. Основните електрически компоненти включват вакуумни контактори, високонапрегови предпазни пръстени, медни шини, изолационни компоненти и високонапрегови реактори. Вторичните електрически компоненти включват въздушни контактори, бутони, метри, комплексни защитни устройства и сигнали. Използването на средно центрирана изтегляема платформа позволява да се вмества и изважда, създавайки безопасна точка на прекъсване между основната система и другите системи на високонапреговия шкаф.
(2) Експлоатационни характеристики на XGN15-12 шкафа
XGN15-12 е нов тип завършен високонапрегов комутаторен продукт, разработен въз основа на национални стандарти за 35kV AC метален затворен комутатор. Той не само има малък размер (само 60% от обема на обикновения комутатор), но и висока надеждност на контактора, отлични характеристики и функция за принудително взаимно заключване. Може да се използва в приложения с номинално напрежение от 3.5kV до 12kV и номинален ток от 630A до 3150A, постигайки степен на защита IP2X. Потребителите могат да избират между пружинен или електромагнитен механизъм за управление.
1.2 Нисконапрегови разпределителни шкафове
В сериите на нисконапрегови разпределителни шкафове, има главно две категории: продукти, разработени въз основа на съответстващи международни технологии, които са преминали международна качествена сертификация, и чужди продукти. Сред тях, сериите на продукти, разработени въз основа на международни технологии, включват GCK нисконапрегови комутатори, GCS нисконапрегови комутатори и GGD нисконапрегови AC комутаторни панели. Чуждите продукти са представени главно от MNS сериите на комутаторни шкафове, произведени от ABB Швейцария.
(1) Експлоатационни характеристики на GCS шкафа
GCS шкафът е един от най-общи продуктни серии на комутатори с платформа. Използва 8MF отворен профил от стомана като основен каркас на корпуса, с бокови плочи, които имат резбови дупки с модул 20mm/100mm и вътрешен диаметър 9.2mm [3]. Различните функционални камери са независими и разделени, включително камерата за платформа, кабелна камера и шина камера. Кабелната камера е разположена с независимо разделение, позволяващо кабелите лесно да влизат и излизат от горе или долу. Всякъв GCS фидерен шкаф може да побере 11 пълни единични платформи или 22 половинчати единични платформи, увеличавайки гъвкавостта на комбинациите на платформи. По-нататък, в платформата е инсталирано механично взаимно заключващо устройство, за да се подпомогне прекъсването и затварянето на изходната платформа.
(2) Експлоатационни характеристики на MNS шкафа
Този тип комутатор е също форма на нисконапрегов изтегляем комутатор. Използва корпус, направен от огънати стоманени плочи, разделяйки вътрешното пространство на три основни камери: шина камера, кабелна камера и модулна камера (за платформи). Тъй като шината камера е разположена отзад, тя може да бъде конфигурирана като двустранен шкаф. Стилът на шината, използван, е подобен на типа GCS. Височината на модулната платформа е 200mm, и е оборудвана с механично взаимно заключващо устройство.
2 Основни принципи за избор на високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове
В процеса на избор на разпределителните шкафове, основното изискване е да се гарантира, че избраният високонапрегов и нисконапрегов шкаф отговарят на нуждите на проекта и гарантират надеждността и стабилността на работата на оборудването. Едновременно, трябва да се анализират и други свързани аспекти на продукта, като оперативна простота, за да се избере оборудване, което е относително лесно за управление, за да се подобри оперативната точност. Освен това, е важно да се анализират изискванията за разходи на проекта, да се определят точните бюджетни параметри на проекта, да се контролират рационално строителните разходи при изпълнение, да се използват максимално суровините и ресурсите, и да се постигне ефективен контрол на разходите.
2.1 Принцип на надеждността
При избора на типа високонапрегов разпределителен шкаф, въз основа на действителната работа на разпределителното помещение, основната цел е да се гарантира безопасността и надеждността на продукта. Комплексно внимание трябва да се обърне на действителните условия на работа на високонапреговия шкаф, за да се изберат продукти с по-висока надеждност.
2.2 Принцип на простота
В момента, повечето високонапрегови разпределителни шкафове използват традиционни защитни устройства. В резултат на високата сложност на такива устройства, вероятността за отказ е също относително висока, което представлява значителни предизвикателства за последващата експлоатация и поддръжка. Следователно, в процеса на избор, въз основа на определената инвестиционна ситуация на проекта и конкретните конфигурационни изисквания за оборудването, и спазвайки основните изисквания за надеждността на доставката на електроенергия, трябва да се изберат продукти, които гарантират, че изтегляемите компоненти в платформата могат да бъдат директно инсталирани на количката и удовлетворяват принципите за удобна поддръжка и лесна замяна.
3 Оптимален избор на високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове в разпределителните помещения
3.1 Оптимален избор на високонапрегови разпределителни шкафове
(1) Гарантиране на експлоатационната надеждност на високонапреговите шкафове
При избора на високонапрегови разпределителни шкафове, трябва да се проведат разследвания на конкретните условия на оборудването за доставка на електроенергия и инвестиционния проект. Изискванията за надеждността на доставката на електроенергия трябва да бъдат анализирани, преди да се направи комплексен избор. За да се гарантира надеждността на доставката, изтегляемите компоненти в платформата трябва да могат да бъдат напълно изтеглени на количката и да позволят за проста операция и замяна, облекчавайки удобната и бърза поддръжка на високонапреговия шкаф. Но, при използването на платформи, изискванията за качество на гражданската конструкция, особено равностойността на пода, са по-високи. За да се облекчи влизането и излизането на количката в комутатора, горната повърхност на релсовете в корпуса трябва да бъде равна с пода извън корпуса. При регулирането могат да се използват каучукови подложки, за да се намали честотата на вибрации на корпуса и да се увеличи експлоатационната стабилност на комутатора.
(2) Практичността на експлоатацията на оборудването
На китайския пазар на високонапрегови разпределителни шкафове, импортните шкафове съставляват около 50% от пазарната дял, сравнима с домакинските продукти. Ако се прецени от гледна точка на експлоатационната стабилност и други свързани условия, тези два типа шкафове имат своите предимства и недостатъци. В практическото приложение, изборът трябва да се прави рационално въз основа на действителната ситуация.
Въпреки че домакинските високонапрегови шкафове имат предимства като разумна цена, висока надеждност и пълноценна услуга след продажба, техният обем е най-често голям, изискващ значително пространство за инсталиране. Когато пространството за инсталиране в разпределителното помещение е ограничено, трябва да се изберат импортни високонапрегови шкафове. Относително, импортните високонапрегови шкафове не само имат разумно разположение на компонентите, малък размер и висока надеждност, но и имат относително широко приложение. Но, цената им е значително по-висока от домакинското оборудване, и услугата след продажба може да не бъде толкова бърза. В процеса на оптимален избор, е необходимо да се направи комплексен компромис, базиращ се на тези предимства и недостатъци.
(3) Проста експлоатация и поддръжка
Ниски изисквания за поддръжка и опростена поддръжка са важни насоки за развитие на разпределителните шкафове в бъдеще. В момента, повечето високонапрегови разпределителни шкафове в Китай използват традиционни електрически контролни и защитни реле технологии. Тази технология не само увеличава вероятността за отказ, но и добавя сложност към оборудването, водейки до увеличаване на работата по поддръжка при последващото използване. Въз основа на това, трябва да се изберат разпределителни шкафове, оборудвани с напредъчни интелигентни защитни устройства, за да се намали работата по поддръжка и да се спести трудов капитал. От икономическа гледна точка, интелигентните високонапрегови разпределителни шкафове са добър избор в процеса на избор.
3.2 Оптимален избор на нисконапрегови разпределителни шкафове
(1) Рационално определяне на техническите параметри на нисконапреговите шкафове
Преди избора на модела на нисконапреговия разпределителен шкаф, техническите му параметри трябва да бъдат определени, и изборът трябва да се направи въз основа на тези предварително определени параметри. На тази основа, трябва да се уточнят номиналното напрежение, номиналният ток, номиналната честота, пространството за инсталиране и други параметри на нисконапреговия шкаф. Трябва да се анализират параметри като ток, който шкафът трябва да издържа при пики на доставката на електроенергия, и пиковия ток на основната шина. Освен това, трябва да се потвърдят функционалният тип на единица, максималният номинален ток и степента на защита на корпуса (IP код).
(2) Оптимизиране на функционалните изисквания за компонентите в нисконапреговите шкафове
В процеса на оптимален избор на нисконапрегови разпределителни шкафове, трябва да се проведе анализ на изискванията за компонентите, включително метода на инсталиране, функционалните модули на шкафа, простата инсталация, температурата на околната среда при експлоатация и размерите на шкафа. Едновременно, трябва да се обърне внимание на избора на контактори, за да се гарантира, че основният контактор разполага с функции като памет, защита срещу заземяване, аларма, указание за отказ и трите-степенно защита (LSI). Той трябва също да подкрепя различни нива на взаимно заключващи операции като зонално-селективно взаимно заключване, стремейки се да се постигне модуларизация на различни функционални аксесоари.
3.3 Оптимален избор на защитните компоненти в разпределителните шкафове
Подходящият разпределителен шкаф трябва да може да се адаптира към различни условия на използване и да разполага със съответни функционални защитни способности. Обикновено, високонапрегови и нисконапрегови разпределителни шкафове използват предпазни пръстени или контактори като защитни компоненти. Когато токът надхвърли зададена стойност, предпазният пръстен се топи поради нагоряване, или контакторът се отключва, като по този начин се прекъсва връзката и се защитава разпределителната система. Защитните компоненти могат да бъдат оптимално избрани от различни гледни точки.
(1) Гледна точка на разходите
От гледна точка на разходите за компонентите, пазарната цена на предпазните пръстени е ниска, докато пазарната цена на формованите контактори (MCCBs) или миниатюрни контактори (MCBs) може да бъде няколко пъти до десетки пъти по-висока от тази на предпазните пръстени. Ако общият бюджет на проекта е нисък, предпазните пръстени могат да бъдат избрани като защитни компоненти.
(2) Гледна точка на удобството при поддръжка
Когато се случи краткосрочно коротко съединение и причини отключване, контактите на MCB/MCCB може да пострадат. С времето, това може да доведе до невъзможността контакторът да работи правилно. Следователно, след краткосрочното коротко съединение и отключване на предпазния пръстен, предпазният пръстен трябва да бъде заменен незабавно, за да се гарантира, че защитната функция е възстановена. След краткосрочното коротко съединение и отключване на MCB/MCCB, препоръчително е да се проведе проверка, и в случай на повреда, може да бъде необходима замяна.
(3) Гледна точка на изискванията за защита на връзката
Тъй като предпазните пръстени имат относително ниска чувствителност към прекомерно зареждане на връзката, те обикновено се използват само за защита срещу краткосрочни коротки съединения, освен в общи осветителни връзки. От друга страна, MCBs/MCCBs имат висока чувствителност към прекомерно зареждане и прекомерен ток. При защита на връзки като обогревателни контури, контактни кутии и контролни връзки, MCBs/MCCBs трябва да се използват като защитни компоненти.
4 Заключение
С увеличаващото се изискване за електрическа енергия в домашното производство и всекидневния живот, икономиката и стабилността на доставката на електроенергия са станали важни цели за оптимизиране на разпределителните системи. Разпределителните шкафове в разпределителното помещение представляват последното звено, което доставя електроенергия до крайните потребители, и се използват в големи количества. За да се гарантира, че изискванията за електроенергия в производството и всекидневния живот са удовлетворени, и да се постигнат икономически ползи при строителството на разпределителните шкафове, схемата за избор на разпределителните шкафове трябва да бъде оптимизирана от техническа и икономическа гледна точка, гарантирайки, че са удовлетворени както техническата надеждност, така и икономиката.
