Оптимальний вибір розподільчих шаф високого і низького напругу у розподільних кімнатах
Абстракт: На основі аналізу основних типів та характеристик високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф у розподільних кімнатах, ця стаття обговорює основні принципи їх вибору. З точки зору технічної надійності, зручності встановлення та економіки, аналізуються оптимізаційні заходи для вибору високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф, що відіграє певну роль у покращенні їх технічних та економічних показників.
Ключові слова: Розподільна кімната; Високовольтні та низьковольтні розподільчі шафи; Оптимізація; Конфігурація
0 Вступ
З постійним зростанням рівня економічного розвитку, електроенергія стала одним з необхідних джерел енергії для сучасного виробництва та повсякденного життя. Для забезпечення нормального виробництва та повсякденних активностей, кожен аспект поставки електроенергії має бути раціонально контролюватися, щоб підвищити стабільність та надійність мережі. Розподільчі шафи в розподільній кімнаті представляють останнє посилання, яке передає електроенергію кінцевим користувачам. Забезпечення стабільності та економічності цих високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф, а також досягнення їх оптимального вибору, є важливими заходами для гарантування безпеки та стабільності електромережі.
1 Основні типи та характеристики високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф у розподільних кімнатах
Перед оптимізацією вибору розподільчих шаф, необхідно зрозуміти їх основні типи, щоб надати конкретну основу для вибору.
1.1 Високовольтні розподільчі шафи
Високовольтні розподільчі шафи не існують як окремі одиниці в електроенергетичній системі. Вони в основному складаються з декількох взаємопов'язаних компонентів, включаючи обладнання керування, високовольтні випливи, моніторингове обладнання, пристрої передачі сигналів та захисне обладнання, формуючи багатофункціональну комплексну систему.
З 1980-х років в Китаї проводилися технічні реформи високовольтних розподільчих шаф. З нарахуванням технологій НДР та досвіду застосування, багато нових технологій було застосовано в їх розробці, що призвело до появи кількох технологічно наповнених продуктів, таких як шафа KYN28 та шафа XGN15-12.
(1) Експлуатаційні характеристики шафи KYN28
Цей тип високовольтної шафи структурно складається з двох основних частин: платформи (виїзній частини) та корпусу. Корпус в основному збирається з металевих перегородок, виготовлених методом штампування, і поділяється на чотири незалежні секції: секція кабелів, секція платформи, секція шин та секція приладів. Платформи поділяються на типи, такі як платформи-випливи, платформи-лічильники та платформи PT. Основні електричні компоненти включають вакуумні випливи, високовольтні предохранители, медні шини, ізоляційні компоненти та високовольтні реактори. Другостепенні електричні компоненти включають повітряні випливи, кнопки, лічильники, комплексні пристрої захисту та сигнальні лампи. Використання середньовстановленого виїзногого платформи дозволяє йому виїжджати та в'їжджати, створюючи безпечну точку відключення між основною системою та іншими системами високовольтної шафи.
(2) Експлуатаційні характеристики шафи XGN15-12
XGN15-12 - це новий тип високовольтного повного комутаційного обладнання, розробленого на основі державних стандартів для металевих закритих комутаційних пристроїв на 35 кВ. Він має не лише невеликий розмір (лише 60% об'єму звичайного комутаційного пристрою), але й високу надійність виплива, відмінні характеристики та функцію примусового блокування. Його можна використовувати в застосуваннях з номінальними напругами від 3,5 кВ до 12 кВ та номінальними струмами від 630 А до 3150 А, досягаючи класу захисту IP2X. Користувачі можуть обрати між пружинним або електромагнітним механізмом управління.
1.2 Низьковольтні розподільчі шафи
У продуктовій лінійці низьковольтних розподільчих шаф, є головним чином два категорії: продукти, розроблені на основі відповідних міжнародних технологій, які пройшли міжнародну сертифікацію якості, та іноземні продукти. Серед них, серійні продукти, розроблені на основі міжнародних технологій, включають GCK низьковольтні комутаційні пристрої, GCS низьковольтні комутаційні пристрої та GGD низьковольтні AC комутаційні панелі. Іноземні продукти в основному представлені серією розподільчих шаф MNS, вироблених ABB Швейцарія.
(1) Експлуатаційні характеристики шафи GCS
Шафа GCS є однією з найпоширеніших серій вивізних комутаційних пристроїв. Вона використовує відкритий профіль сталі 8MF як основний каркас корпусу, з боковими панелями, які мають різьбові отвори з модулем 20 мм/100 мм та внутрішнім діаметром 9,2 мм [3]. Різні функціональні секції є незалежними та відокремленими, включаючи секцію вивізних модулів, секцію кабелів та секцію шин. Секція кабелів розташована з незалежним відокремленням, що дозволяє кабелям зручно входити та виходити з верху або знизу. Кожна шафа GCS може вміщувати 11 повних модулів або 22 половинних модулів, підвищуючи гнучкість комбінацій вивізних модулів. Більше того, встановлено механічний блокувальний пристрій всередині вивізного модуля, що сприяє відключенню та закриттю вивізного модуля.
(2) Експлуатаційні характеристики шафи MNS
Цей тип комутаційного пристрою також є формою низьковольтного вивізного комутаційного пристрою. Він використовує корпус, виготовлений з загнутого металевого листа, поділяючи внутрішній простір на три основні секції: секцію шин, секцію кабелів та секцію модулів (для вивізних модулів). Оскільки секція шин розташована ззаду, вона також може бути налаштована як двостороння шафа. Стиль шин схожий до типу GCS. Висота вивізного модуля становить 200 мм, і він оснащений механічним блокувальним пристроєм.
2 Основні принципи вибору високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф
У процесі вибору розподільчих шаф, основне вимога полягає в тому, щоб забезпечити, що вибрані високовольтні та низьковольтні шафи задовольняють потреби проекту та гарантували надійність та стабільність роботи обладнання. Одночасно, потрібно аналізувати інші пов'язані характеристики продукту, такі як простота експлуатації, щоб обрати обладнання, яке відносно просто використовувати, що сприятиме підвищенню точності роботи. Крім того, важливо аналізувати вимоги проекту до витрат, визначити точний бюджет проекту, раціонально контролювати витрати на будівництво під час реалізації, повністю використовувати сировину та ресурси, та досягти ефективного контролю витрат.
2.1 Принцип надійності
При виборі типу високовольтної розподільчої шафи, на основі фактичної роботи розподільної кімнати, основною метою є забезпечення безпеки та надійності продукту. Треба врахувати фактичні умови роботи високовольтної шафи, щоб обрати продукти з більшою надійністю.
2.2 Принцип простоти
Наразі, більшість високовольтних розподільчих шаф використовують традиційні пристрої захисту. Через високу складність такого обладнання, ймовірність виникнення аварій також висока, що створює значні проблеми для подальшої експлуатації та обслуговування. Тому, під час процесу вибору, на основі визначеної ситуації з інвестиціями у проект та специфічних вимог до конфігурації обладнання, та відповідно до базових вимог до надійності поставки електроенергії, треба обрати продукти, які забезпечують, що вивізні компоненти в шафі можуть бути безпосередньо встановлені на платформу та задовольняють принципи зручного обслуговування та легкості заміни.
3 Оптимальний вибір високовольтних та низьковольтних розподільчих шаф у розподільних кімнатах
3.1 Оптимальний вибір високовольтних розподільчих шаф
(1) Забезпечення надійності роботи високовольтних шаф
При виборі високовольтних розподільчих шаф, необхідно провести дослідження конкретних умов обладнання поставки електроенергії та інвестицій у будівельний проект. Вимоги до надійності поставки електроенергії слід проаналізувати перед комплексним вибором. Для забезпечення надійності поставки електроенергії, вивізні збірні компоненти в шафі повинні бути повністю вивізні на платформу та дозволяти просте виконання та заміну, що сприятиме зручному та швидкому обслуговуванню високовольтної шафи. Однак, коли використовуються шафи з платформою, вимоги до якості будівництва, особливо до рівності поверхні, вищі. Для сприяння руху платформи вперед та назад в комутаційному пристрої, верхня поверхня рейок всередині шафи повинна бути рівною з поверхнею підлоги поза шафою. При налагодженні можна використовувати резинові підкладки, щоб зменшити частоту вібрацій шафи та підвищити стабільність роботи комутаційного пристрою.
(2) Практичність експлуатації обладнання
На китайському ринку високовольтних розподільчих шаф, імпортні шафи становлять приблизно 50% ринку, що порівнянно з домашніми продуктами. Якщо судити з оперативної стабільності та інших пов'язаних умов, ці два типи шаф мають свої переваги та недоліки. У практичному застосуванні, вибір повинен бути розумним згідно з реальними умовами.
Хоча домашні високовольтні шафи мають переваги, такі як помірна ціна, висока надійність та комплексна послуга післяпродажу, їх об'єм в основному великий, що вимагає значної площі для встановлення. Коли площа для встановлення в розподільній кімнаті обмежена, повинні бути обрані імпортні високовольтні шафи. Відносно, імпортні високовольтні шафи не лише мають розумне розташування компонентів, невеликий розмір та високу надійність, але й мають широкий діапазон застосування. Однак, їхня ціна значно вища, ніж у домашнього обладнання, і послуга післяпродажу може бути менш оперативною. Під час процесу оптимізації вибору, необхідно зробити комплексну балансувану рішення, враховуючи ці переваги та недоліки.
(3) Простота експлуатації та обслуговування
Низькі вимоги до обслуговування та спрощене обслуговування є важливими напрямками розвитку розподільчих шаф у майбутньому. Наразі, більшість високовольтних розподільчих шаф в Китаї використовують традиційні електричні системи керування та захисту. Ця технологія не лише збільшує ймовірність виникнення аварій, але й збільшує складність обладнання, що призводить до збільшення обсягу обслуговування під час подальшого використання. На основі цього, слід вибирати розподільні шафи, оснащені передовими інтелектуальними пристроями захисту, щоб зменшити обсяг обслуговування та заощадити трудові витрати. З економічної точки зору, інтелектуальні високовольтні розподільні шафи є хорошим вибором під час процесу вибору.
3.2 Оптимальний вибір низьковольтних розподільчих шаф
(1) Розумне визначення технічних параметрів низьковольтних шаф
Перед вибором моделі низьковольтної розподільної шафи, її технічні параметри повинні бути визначені, і вибір повинен бути зроблений відповідно до цих визначених параметрів. На цій основі, повинні бути з'ясовані номінальна напруга, номінальний струм, номінальна частота, простір для встановлення та інші параметри низьковольтної шафи. Параметри, такі як струм, який шафа повинна витримати під час пікових завантажень, та піковий струм головної шини, повинні бути проаналізовані. Також, треба підтвердити тип функціональної одиниці, максимальний номінальний струм та ступінь захисту корпусу (IP код).
(2) Оптимізація функціональних вимог до компонентів низьковольтних шаф
Під час процесу оптимального вибору низьковольтних розподільних шаф, слід провести аналіз вимог до компонентів, включаючи метод встановлення, функціональні модулі шафи, простоту встановлення, температурні умови роботи та розміри шафи. Одинично, необхідно звернути увагу на вибір випливів, забезпечуючи, що головний виплив має функції, такі як пам'ять, захист від заземлення, сигналізація, позначення аварій та трьохступеневий захист (LSI). Він також повинен підтримувати різні рівні блокування, такі як зонне вибіркове блокування, прагнучи до модульності різних функціональних приладів.
3.3 Оптимальний вибір компонентів захисту в розподільних шафах
Придатна розподільна шафа повинна бути здатна адаптуватися до різних умов використання та мати відповідні функціональні здатності захисту. Зазвичай, високовольтні та низьковольтні розподільні шафи використовують предохранители або випливи як компоненти захисту. Коли струм перевищує встановлене значення, сплав предохранителя плавиться через нагрівання, або виплив відключається, відключуючи цепь та захищаючи розподільну систему. Компоненти захисту можна оптимально вибирати з різних поглядів.
(1) Погляд на вартість
З точки зору вартості компонентів, ринкова ціна предохранителей низька, тоді як ринкова ціна випливів у пластиковому корпусі (MCCB) або міні-випливів (MCB) може бути кілька разів до десятків разів вище, ніж ціна предохранителей. Якщо загальний бюджет проекту низький, можна обрати предохранители як компоненти захисту.
(2) Погляд на зручність обслуговування
При виникненні короткого замикання, що призводить до відключення, контакти MCB/MCCB можуть пошкодитися. З часом це може призвести до невірної роботи випливу. Тому, після відключення через коротке замикання предохранителя, сплав предохранителя повинен бути швидко замінений, щоб забезпечити відновлення функції захисту. Після відключення MCB/MCCB через коротке замикання, рекомендується проведення огляду, і може бути необхідною заміна, якщо виявлені пошкодження.
(3) Погляд на вимоги до захисту цепей
Оскільки предохранители мають відносно низьку чутливість до перевантаження ліній, вони зазвичай використовуються лише для захисту від короткого замикання, за винятком звичайних освітлювальних цепей. Натомість, MCB/MCCB мають високу чутливість до перевантаження та перевищення струму. При защищении цепей, таких как нагревательные контуры, розетки и цепи управления, необходимо использовать MCB/MCCB в качестве компонентов защиты.
4 Висновок
Зі зростанням потреби в електроенергії для житлового виробництва та повсякденного життя, економічність
