การเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำที่เหมาะสมในห้องจ่ายไฟฟ้า

บทคัดย่อ: บนพื้นฐานของการวิเคราะห์ประเภทหลักและลักษณะของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำในห้องจ่ายไฟ บทความนี้อภิปรายเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานในการเลือกตู้เหล่านี้ จากมุมมองของความน่าเชื่อถือทางเทคนิค ความสะดวกในการติดตั้ง และเศรษฐศาสตร์ ได้วิเคราะห์มาตรการการปรับให้เหมาะสมในการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

คำสำคัญ: ห้องจ่ายไฟ; ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ; การปรับให้เหมาะสม; การกำหนดค่า

0 บทนำ

ด้วยการพัฒนาทางเศรษฐกิจอย่างต่อเนื่อง พลังงานไฟฟ้าได้กลายเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับการผลิตและการใช้ชีวิตประจำวันในปัจจุบัน เพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตและการดำเนินการประจำวันสามารถดำเนินไปได้อย่างปกติ ทุกด้านของการจ่ายไฟฟ้าต้องได้รับการควบคุมอย่างสมเหตุสมผลเพื่อเพิ่มความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบจ่ายไฟฟ้า ตู้สวิตช์ไฟฟ้าในห้องจ่ายไฟเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ปลายทาง การรับประกันความเสถียรและความประหยัดของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ และการเลือกตู้ที่เหมาะสม เป็นมาตรการสำคัญในการรับประกันความปลอดภัยและความเสถียรของระบบจ่ายไฟฟ้า

1 ประเภทหลักและลักษณะของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำในห้องจ่ายไฟ

ก่อนที่จะปรับให้เหมาะสมในการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้า จำเป็นต้องเข้าใจประเภทหลักของตู้สวิตช์ไฟฟ้าเพื่อให้พื้นฐานที่ชัดเจนในการเลือก

1.1 ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงไม่มีอยู่ในรูปแบบเดี่ยวภายในระบบไฟฟ้า แต่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายส่วนที่เชื่อมโยงกัน รวมถึงอุปกรณ์ควบคุม สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์ตรวจสอบ อุปกรณ์ส่งสัญญาณ และอุปกรณ์ป้องกัน สร้างเป็นระบบซับซ้อนที่มีฟังก์ชันหลากหลาย

ตั้งแต่ช่วงปี 1980 ได้มีการปฏิรูประบบตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงในประเทศจีน ด้วยการสะสมเทคโนโลยีการวิจัยและพัฒนาและการประสบการณ์การใช้งาน ได้มีการนำไปใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ มากมายในการพัฒนา ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีเทคโนโลยีสูง เช่น ตู้ KYN28 และตู้ XGN15-12

(1) ลักษณะการทำงานของตู้ KYN28

ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงประเภทนี้มีโครงสร้างที่ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: รถเข็น (ส่วนที่สามารถถอดออกได้) และตัวตู้ ตัวตู้ประกอบด้วยแผ่นโลหะที่ถูกตีขึ้นรูป แบ่งออกเป็นสี่ช่องแยกกัน: ช่องเคเบิล ช่องรถเข็น ช่องบัส และช่องเครื่องมือ รถเข็นมีหลายประเภท เช่น รถเข็นวงจรป้องกัน รถเข็นวัด และรถเข็น PT อุปกรณ์ไฟฟ้าหลักประกอบด้วยสวิตช์วงจรป้องกันแบบสุญญากาศ ฟิวส์แรงสูง บัสทองแดง อุปกรณ์ฉนวน และรีแอคเตอร์แรงสูง อุปกรณ์ไฟฟ้ารองประกอบด้วยสวิตช์อากาศ ปุ่มกด เครื่องวัด อุปกรณ์ป้องกันแบบบูรณาการ และไฟสัญญาณ การใช้รถเข็นที่ติดตั้งตรงกลางทำให้สามารถเคลื่อนย้ายเข้าและออกจากตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง สร้างจุดตัดระหว่างระบบหลักและระบบอื่นๆ ของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

(2) ลักษณะการทำงานของตู้ XGN15-12

XGN15-12 เป็นผลิตภัณฑ์สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงแบบครบวงจรที่พัฒนาขึ้นตามมาตรฐานแห่งชาติสำหรับสวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง 35kV AC ที่มีเปลือกโลหะ มีขนาดเล็ก (เพียง 60% ของปริมาณสวิตช์ไฟฟ้าทั่วไป) พร้อมด้วยความน่าเชื่อถือของวงจรป้องกันสูง ประสิทธิภาพดี และมีฟังก์ชันการล็อกบังคับ มีการใช้งานในแรงดันเรตติ้งตั้งแต่ 3.5kV ถึง 12kV และกระแสเรตติ้งตั้งแต่ 630A ถึง 3150A ระดับการป้องกัน IP2X ผู้ใช้สามารถเลือกกลไกทำงานแบบสปริงหรือแม่เหล็กไฟฟ้า

1.2 ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ

ในซีรีส์ผลิตภัณฑ์ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ มีสองหมวดหมู่หลัก: ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีระหว่างประเทศที่ผ่านการรับรองคุณภาพระหว่างประเทศ และผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีระหว่างประเทศ主要包括高压和低压配电柜的主要类型及其特点、选择的基本原则以及优化选型的措施。以下是翻译内容：

1.2 ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ

ในซีรีส์ผลิตภัณฑ์ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ มีสองหมวดหมู่หลัก: ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีระหว่างประเทศที่ผ่านการรับรองคุณภาพระหว่างประเทศ และผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีระหว่างประเทศได้แก่ GCK ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ, GCS ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ, และ GGD ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ AC ผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศได้แก่ ตู้ MNS ซีรีส์ที่ผลิตโดย ABB สวิตเซอร์แลนด์

(1) ลักษณะการทำงานของตู้ GCS

ตู้ GCS เป็นหนึ่งในซีรีส์ผลิตภัณฑ์ที่พบมากที่สุดของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแบบลิ้นชัก ใช้เหล็กท่อ 8MF เป็นกรอบหลักของตัวตู้ ด้านข้างของตู้มีรูเกลียวที่มีโมดูลัส 20mm/100mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 9.2mm [3] ช่องต่างๆ ที่มีฟังก์ชันเฉพาะถูกแบ่งแยกและแยกออกจากกัน โดยมีช่องลิ้นชัก ช่องเคเบิล และช่องบัส ช่องเคเบิลถูกจัดวางให้แยกออกจากกัน ทำให้เคเบิลสามารถเข้าและออกจากด้านบนหรือด้านล่างได้อย่างสะดวก ตู้ GCS แต่ละตู้สามารถรองรับลิ้นชักขนาดเต็ม 11 ลิ้นชัก หรือลิ้นชักขนาดครึ่ง 22 ลิ้นชัก ทำให้เพิ่มความยืดหยุ่นในการจัดวางลิ้นชัก นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ล็อกกลไกภายในลิ้นชักเพื่อช่วยในการเปิดและปิดลิ้นชักออก

(2) ลักษณะการทำงานของตู้ MNS

ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำประเภทนี้เป็นอีกหนึ่งรูปแบบของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำแบบลิ้นชัก ใช้โครงสร้างจากแผ่นเหล็กที่โค้งงอ แบ่งพื้นที่ภายในออกเป็นสามช่องพื้นฐาน: ช่องบัส ช่องเคเบิล และช่องหน่วย (สำหรับลิ้นชัก) ด้วยช่องบัสที่ตั้งอยู่ด้านหลัง สามารถจัดเป็นตู้สองด้านได้ รูปแบบบัสที่ใช้คล้ายกับ GCS ความสูงของลิ้นชักหน่วยคือ 200mm และมีอุปกรณ์ล็อกกลไก

2 หลักการพื้นฐานในการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ

ในการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้า ความต้องการหลักคือการรับประกันว่าตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำที่เลือกมาตอบสนองความต้องการในการใช้งานของโครงการและรับประกันความน่าเชื่อถือและความเสถียรของอุปกรณ์ พร้อมกับการวิเคราะห์ด้านประสิทธิภาพอื่น ๆ ของผลิตภัณฑ์ เช่น ความง่ายในการดำเนินการ เพื่อเลือกอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่ายในการดำเนินการ ทำให้เพิ่มความแม่นยำในการดำเนินการ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องวิเคราะห์ความต้องการด้านต้นทุนของโครงการ กำหนดงบประมาณโครงการที่ถูกต้อง ควบคุมต้นทุนการก่อสร้างอย่างเหมาะสมในระหว่างการดำเนินการ ใช้ทรัพยากรและวัตถุดิบอย่างเต็มที่ และบรรลุการควบคุมต้นทุนอย่างมีประสิทธิภาพ

2.1 หลักการความน่าเชื่อถือ

ในการเลือกประเภทของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง บนพื้นฐานของการดำเนินการจริงของห้องจ่ายไฟ วัตถุประสงค์หลักคือการรับประกันความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ควรพิจารณาสภาพการดำเนินการจริงของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงอย่างรอบคอบ เพื่อเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงกว่า

2.2 หลักการความง่าย

ในปัจจุบัน ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์ป้องกันแบบดั้งเดิม เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้มีความซับซ้อนสูง ความน่าจะเป็นของการเกิดข้อผิดพลาดก็สูงเช่นกัน ซึ่งทำให้เกิดความท้าทายในการดำเนินการและบำรุงรักษาในภายหลัง ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการเลือก บนพื้นฐานของสถานการณ์การลงทุนของโครงการที่กำหนดไว้และข้อกำหนดการกำหนดค่าเฉพาะของอุปกรณ์ และยึดตามข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้า ควรเลือกผลิตภัณฑ์ที่รับประกันว่าส่วนประกอบที่สามารถถอดออกได้ในตู้รถเข็นสามารถติดตั้งบนรถเข็นได้โดยตรง และสอดคล้องกับหลักการบำรุงรักษาง่ายและเปลี่ยนแปลงได้ง่าย

3 การเลือกที่เหมาะสมของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำในห้องจ่ายไฟ

3.1 การเลือกที่เหมาะสมของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

(1) การรับประกันความน่าเชื่อถือในการดำเนินการของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

ในการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง จำเป็นต้องทำการสำรวจสภาพของอุปกรณ์จ่ายไฟและเงินลงทุนของโครงการก่อสร้าง วิเคราะห์ความต้องการในการจ่ายไฟฟ้าที่น่าเชื่อถือก่อนที่จะทำการเลือกอย่างรอบคอบ เพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้า ส่วนประกอบที่สามารถถอดออกได้ในตู้รถเข็นต้องสามารถถอดออกและติดตั้งบนรถเข็นได้โดยตรง และสามารถดำเนินการและเปลี่ยนแปลงได้ง่าย ทำให้บำรุงรักษาตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงได้สะดวกและรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ตู้รถเข็น ความต้องการด้านคุณภาพของงานโยธา โดยเฉพาะความราบรื่นของพื้น จะสูงขึ้น เพื่อให้รถเข็นสามารถเข้าและออกจากตู้สวิตช์ได้ ผิวบนรางภายในตู้ควรมีความระดับเท่ากับพื้นภายนอกตู้ สามารถใช้แผ่นยางในการปรับเพื่อลดความถี่การสั่นสะเทือนของตู้และเพิ่มความเสถียรในการดำเนินการของตู้สวิตช์

(2) ความเหมาะสมในการดำเนินการของอุปกรณ์

ในตลาดตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงของจีน ตู้นำเข้ามีส่วนแบ่งตลาดประมาณ 50% ซึ่งเท่าเทียมกับผลิตภัณฑ์ในประเทศ จากมุมมองของความเสถียรในการดำเนินการและสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ตู้ทั้งสองประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตนเอง ในการใช้งานจริง ต้องเลือกอย่างเหมาะสมตามสภาพจริง

แม้ว่าตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงในประเทศจะมีข้อดีเช่น ราคาเหมาะสม ความน่าเชื่อถือสูง และบริการหลังการขายที่ครอบคลุม แต่ขนาดของตู้มักจะใหญ่ ต้องการพื้นที่ติดตั้งจำนวนมาก หากพื้นที่ติดตั้งในห้องจ่ายไฟมีจำกัด ต้องเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงนำเข้า ส่วนตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงนำเข้ามีการจัดวางส่วนประกอบที่เหมาะสม ขนาดเล็ก และความน่าเชื่อถือสูง แต่ราคามักจะสูงกว่าอุปกรณ์ในประเทศ และบริการหลังการขายอาจไม่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว ในการเลือกที่เหมาะสม จำเป็นต้องพิจารณาข้อดีและข้อเสียเหล่านี้อย่างรอบคอบ

(3) การดำเนินการและบำรุงรักษาที่ง่าย

ความต้องการในการบำรุงรักษาที่น้อยและการบำรุงรักษาที่ง่ายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอนาคตของตู้สวิตช์ไฟฟ้า ปัจจุบัน ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่ในจีนใช้เทคโนโลยีควบคุมและป้องกันทางไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงเพิ่มความน่าจะเป็นของการเกิดข้อผิดพลาดเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความซับซ้อนของอุปกรณ์ ทำให้การบำรุงรักษาในภายหลังมีความซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้น ควรเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์ป้องกันอัจฉริยะที่ทันสมัย เพื่อลดภาระการบำรุงรักษาและลดต้นทุนแรงงาน จากมุมมองทางเศรษฐกิจ ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงอัจฉริยะเป็นตัวเลือกที่ดีในการเลือก

3.2 การเลือกที่เหมาะสมของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ

(1) การกำหนดพารามิเตอร์ทางเทคนิคของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำอย่างเหมาะสม

ก่อนที่จะเลือกรุ่นของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ ต้องกำหนดพารามิเตอร์ทางเทคนิคของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ และเลือกตามพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ บนพื้นฐานนี้ ต้องระบุแรงดันเรตติ้ง กระแสเรตติ้ง ความถี่เรตติ้ง พื้นที่ติดตั้ง และพารามิเตอร์อื่น ๆ ของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ ต้องวิเคราะห์กระแสที่ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำต้องทนทานในช่วงสูงสุดของการจ่ายไฟฟ้า และกระแสสูงสุดของบัสหลัก นอกจากนี้ ยังต้องยืนยันประเภทของหน่วยฟังก์ชัน กระแสเรตติ้งสูงสุด และระดับการป้องกันของตู้ (รหัส IP)

(2) การปรับให้เหมาะสมกับความต้องการของส่วนประกอบในตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ

ในการเลือกที่เหมาะสมของตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงต่ำ ควรทำการวิเคราะห์ความต้องการของส่วนประกอบ โดยเฉพาะวิธีการติดตั้ง โมดูลฟังก์ชันของตู้ ความง่ายในการติดตั้ง อุณหภูมิสภาวะการทำงาน และขนาดของตู้ นอกจากนี้ ยังต้องใส่ใจในการเลือกสวิตช์วงจรป้องกัน รับประกันว่าวงจรป้องกันหลักมีฟังก์ชันเช่น การจดจำ การป้องกันการลัดวงจร การแจ้งเตือน การแสดงข้อผิดพลาด และการป้องกันสามระดับ (LSI) ควรสนับสนุนการดำเนินการล็อกหลายระดับ เช่น การล็อกโซนที่เลือก พยายามทำให้ส่วนประกอบฟังก์ชันต่าง ๆ เป็นโมดูล

3.3 การเลือกที่เหมาะสมของส่วนประกอบป้องกันในตู้สวิตช์ไฟฟ้า

ตู้สวิตช์ไฟฟ้าที่เหมาะสมต้องสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่แตกต่างกันและมีความสามารถในการป้องกันฟังก์ชันที่เหมาะสม ทั่วไปแล้ว ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำใช้ฟิวส์หรือสวิตช์วงจรป้องกันเป็นส่วนประกอบป้องกัน เมื่อกระแสเกินค่าที่ตั้งไว้ ลิ้นฟิวส์จะหลอมละลายเนื่องจากการทำความร้อน หรือสวิตช์วงจรป้องกันจะกระโดด ทำให้วงจรขาดและป้องกันระบบจ่ายไฟฟ้า ส่วนประกอบป้องกันสามารถเลือกได้อย่างเหมาะสมจากมุมมองที่แตกต่างกัน

(1) มุมมองทางค่าใช้จ่าย

จากมุมมองของค่าใช้จ่ายของส่วนประกอบ ราคาตลาดของฟิวส์ต่ำ ในขณะที่ราคาตลาดของ Molded Case Circuit Breakers (MCCBs) หรือ Miniature Circuit Breakers (MCBs) อาจสูงกว่าฟิวส์หลายเท่าถึงสิบเท่า หากงบประมาณโครงการรวมต่ำ สามารถเลือกฟิวส์เป็นส่วนประกอบป้องกัน

(2) มุมมองความสะดวกในการบำรุงรักษา

เมื่อเกิดข้อผิดพลาดจากการลัดวงจรและทำให้สวิตช์วงจรป้องกันกระโดด ตัวต่อของ MCB/MCCB อาจเสียหาย นานๆ ไปอาจทำให้สวิตช์วงจรป้องกันไม่สามารถทำงานได้ถูกต้อง ดังนั้น หลังจากที่ฟิวส์กระโดดจากการลัดวงจร ต้องเปลี่ยนลิ้นฟิวส์ทันท่วงทีเพื่อรับประกันว่าฟังก์ชันป้องกันได้รับการฟื้นฟู หลังจากที่ MCB/MCCB กระโดดจากการลัดวงจร ควรตรวจสอบและอาจต้องเปลี่ยนหากเสียหาย

(3) มุมมองความต้องการในการป้องกันวงจร

เนื่องจากฟิวส์มีความไวต่อการโหลดสายไฟที่ต่ำ จึงมักใช้สำหรับการป้องกันการลัดวงจรเท่านั้น ยกเว้นในวงจรแสงสว่างทั่วไป ในทางกลับกัน MCBs/MCCBs มีความไวต่อการโหลดเกินและกระแสเกินสูง เมื่อป้องกันวงจรเช่น วงจรความร้อน ปลั๊กไฟ และวงจรควบคุม ต้องใช้ MCBs/MCCBs เป็นส่วนประกอบป้องกัน

4 สรุป

ด้วยความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในการผลิตและการใช้ชีวิตประจำวัน ความประหยัดและความเสถียรของการจ่ายไฟฟ้าได้กลายเป็นเป้าหมายที่สำคัญในการปรับให้เหมาะสมของระบบจ่ายไฟฟ้า ตู้สวิตช์ไฟฟ้าในห้องจ่ายไฟเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการส่งไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ปลายทาง และมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง เพื่อรับประกันว่าความต้องการไฟฟ้าในการผลิตและการใช้ชีวิตประจำวันได้รับการตอบสนอง และได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจในการก่อสร้างตู้สวิตช์ไฟฟ้าในห้องจ่ายไฟ แผนการเลือกตู้สวิตช์ไฟฟ้าต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมจากมุมมองทางเทคนิคและเศรษฐกิจ รับประกันว่าทั้งความน่าเชื่อถือทางเทคนิคและความประหยัดได้รับการตอบสนองพร้อมกัน