Augstsprieguma/niedrisspriega gāzveida apgabalu klasifikācijas un attīstības tendenču analīze

1. Ievads

Augstsprieguma/nizsprieguma fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem, ko parasti sauc par "fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem", īssakot, tiek dēvēti kā "fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli" vai "kastveida apgādves tīkli". Ķīnā tos agrāk bija pazīstami ar dažādiem nosaukumiem, piemēram, "kombinētie apgādves tīkli", "kombinētie transformatori", "fabrikātiem salikti kompakts apgādves tīkls", "kastveida augstsprieguma enerģijas pieņemšanas vienības" un "fabrikātiem pārveidotais kompakts apgādves tīkls". Novembrī 1995. gadā Starptautiskā elektrotehniska komisija (IEC) oficiāli nosaucāja tos kā "augstsprieguma/nizsprieguma fabrikātiem pārveidotus apgādves tīklus" standartā IEC 1330. Pašreizējais standarts GB/T 17467—2020 Augstsprieguma/Nizsprieguma Fabrikātiem Pārveidotie Apgādves Tīkli arī izmanto terminu "augstsprieguma/nizsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli", kas tiks saukti īssāk kā "fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli" turpmākā tekstā.

Fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu galvenās īpašības ir šādas:

• Produkta dizains un ražošana tiek pabeigts rūpnīcā.

• Pārbaudīts tipa testos, kā to noteicis standarts GB/T 17467.

• Apstiprināts rūpnīcas testos.

Tā pamatkomponenti sastāv no trim funkcionalajām vienībām, proti, transformatora istabai, augstsprieguma slēdziena istabai un nizsprieguma slēdziena istabai. Galvenie komponenti, kas montēti iekšā (standarta definīcijā transformatorus, augstsprieguma slēdzienus, nizsprieguma slēdzienus u.c. definē kā galvenos komponentus), ir apstiprināti kvalificēti gan tipa testos, gan rūpnīcas testos. Šie komponenti tiek savienoti ar viens otru un montēti kopīgā ārējā struktūrā vai kastī, veidojot fabrikātiem pārveidotu apgādves tīkla produktu. Tipisks plāns tiek apstiprināts tipa testos atbilstoši GB/T 17467 prasībām un tad tiek piegādāts lietotājiem instalēšanai un izmantošanai pēc tam, kad tas ir apstiprināts rūpnīcas testos. Tas pārstāv tipiskā fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla pamatstruktūru.

Praktiskajā izmantošanā automātizācijas ierīces, sakaru moduļi, videokamera uzraudzības sistēmas, kontrolējošās enerģijas sistēmas, ugunsdzēsības sistēmas u.c. tiek integrētas fabrikātiem pārveidotajos apgādves tīklos, kļūstot par svarīgiem komponentiem vai papildinājumiem, lai nodrošinātu fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu funkcionalitāti dažādos darbības apstākļos.

Fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu galvenās priekšrocības ietver augstu integrāciju, mazu platību, īsu būvniecības periodu, elastīgu vietu izvēli, spēcīgu vides pielāgošanos, vieglu instalēšanu un izmantošanu, drošu un uzticamu darbību, zemu investīciju un ātru rezultātu.

Nesenajos gados fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli ir pieredzējuši strauju attīstību un plašu izmantošanu jaunās enerģijas jaudas ražošanas un enerģijas krātošanas jomās, piemēram, vēja un saules enerģijas jaudas ražošanā, ļaujot elektroenerģijas pārraidīšanu vai apmaiņu.

Fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu izmantošanas scenāriji: Elektrotīklā fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli nodrošina elektroenerģijas sadalīšanu caur sprieguma samazināšanu, lai apmierinātu galapārdevēju prasības; enerģijas ražošanas sistēmā tie ļauj elektroenerģijas pārraidīšanu no enerģijas ražošanas puses uz tīklu caur sprieguma paaugstināšanu un pieslēgšanos tīklam.

Transformatora normālā jauda un sprieguma līmenis, kas aprīkots fabrikātiem pārveidotajos apgādves tīklos, ir svarīgi rādītāji, lai mērītu apgādves tīkla mērogu un konfigurāciju. Parasti fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem ar transformatora normālo jaudu aptuveni 10 000 kV·A un sprieguma līmeni 40,5 kV un zemāk, transformators un slēdzieni vai citi ierīces tiek montēti kā veselums, vai transportēti vietā atsevišķos moduļos un pēc tam montēti kā veselums.

Ja transformatora jauda pārsniedz 31 500 kV·A, atbalstošie slēdzieni un citi palīgi ierīces tiek instalēti fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla kastī, bet galvenie transformatori tiek instalēti ārpusē. Ir divi vai vairāk galvenie transformatori, kas beidzot tiek savienoti, veidojot pilnu apgādves tīklu, ļaujot elektroenerģijas pārraidīšanu vai apmaiņu. Šajā rakstā fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek klasificēti no industrijas attīstības virzieniem vai produktu galvenajām īpašībām, un analizēta to attīstības tendence apgādves tīklu jomā.Šajā rakstā fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek klasificēti no industrijas attīstības virzieniem vai produktu galvenajām īpašībām, un analizēta to attīstības tendence apgādves tīklu jomā.

2. Fabrikātiem Pārveidotu Apgādves Tīklu Parastās Klasifikācijas Metodes

Praktiskajā izmantošanā fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli atšķiras būtībā transformatora normālajā jaudā un struktūras īpašībā, normālajā sprieguma līmenī, galvenajos komponentos, kastes materiālā un struktūras formā, izmantošanas scenārijos un galvenajos mērķos. Turklāt, tā kā izmantošanas jomas atšķiras, arī industriālie standarti un produkta verifikācijas metodes atšķiras. Tālāk fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek klasificēti no dažādiem aspektiem vai balstoties uz to galvenajām īpašībām.

1) Klasifikācija Pēc Normālā Sprieguma Līmeņa Augstsprieguma Pusē

Fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek klasificēti atbilstoši normālam sprieguma līmenim augstsprieguma pusē: augstsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli, vidējsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli un nizsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli. Augstsprieguma fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu normālais spriegums augstsprieguma pusē ir 110 kV un augstāks, vidējsprieguma fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu — no 3,6 līdz 40,5 kV, nizsprieguma fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu — 1,14 kV un zemāks.

Augstsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli parasti tiek instalēti tuvu elektriskās jaudas centra. Tie bieži izmanto apgādves tīkla būvniecības mode, kas kombinē modulāru ražošanu ar vietējo būvniecību. Tos raksturo augsts sprieguma līmenis transformatora augstsprieguma pusē, liela vienības jauda un relatīvi liels skaits primārā un sekundārā atbalstoša aprīkojuma.

Vidējsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli parasti tiek izmantoti enerģijas ražošanas sistēmās, piegādes tīkla galā vai pagaidu enerģijas piegādes situācijās. Tos raksturo relatīvi vienkārša shēma, maza transformatora jauda un relatīvi vienkārša ražošanas process.Nizsprieguma fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli parasti iekšā instalē sekundāros kontroles aprīkojumus, palīgierīces vai nizsprieguma slēdzienus, lai nodrošinātu specifiskas funkcionalitātes prasības.

2) Klasifikācija Pēc Izmantošanas Vides vai Instalēšanas Vides

Tos klasificē kā iekšējos fabrikātiem pārveidotus apgādves tīklus un ārējos fabrikātiem pārveidotus apgādves tīklus atbilstoši izmantošanas vai instalēšanas vides. Parasti minētie fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli attiecas uz ārējo veidu. Turklāt, dažās rūpnīcās, ēkās vai blakus iekšējam elektriskajam aprīkojumam ar relatīvi mazu jaudas slodzi, atbalstošie fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli ir iekšējie fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli. To izmantošanas vide vai aizsardzības līmenis ir labāks nekā ārējo fabrikātiem pārveidotu apgādves tīklu, un pašam produktam ir nedaudz zemākas prasības vides aizsardzībai un drošībai.

3) Klasifikācija Pēc Produkta Instalēšanas Metodes

Tos klasificē kā fiksētus fabrikātiem pārveidotus apgādves tīklus un mobilus fabrikātiem pārveidotus apgādves tīklus atbilstoši produkta instalēšanas metodei. Parasti fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek fiksēti uz fundamenta, un to instalēšanas pozīcija nemainās izmantošanas laikā.

Dažās izmantošanas situācijās, piemēram, koku, naftas laukos, būvniecības vietās un pagaidu remonta enerģijas piegādes situācijās, kā arī konstrukcijas progresā, fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla atrašanās vieta bieži tiek mainīta. Ir divi mobila fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla veidi: riteņu fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli un skids fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli. Ja fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla enerģijas piegādes pozīciju jāmaina, to var braukt un transportēt, izmantojot remorku vai pusremorku.

4) Klasifikācija Pēc Materiāla, Ko Izmanto Kastes Ražošanai

Atbilstoši dažādiem materiāliem, ko izmanto fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla kastes ražošanā, tos var kategorizēt kā plāksnes, nemetāliskas, nerusa plāksnes, aliumīnija alliages plāksnes, krāsainas plāksnes, Džinbang plāksnes, magnija-aliumīna-cinka apmetātas plāksnes, konteinerus u.c. Galvenā īpašība ir tāda, ka fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla kastes materiāli vai struktūras formas atšķiras, kas var apmierināt dažādus lietotāju vai izmantošanas prasības.

5) Klasifikācija Pēc Kastes Apgalvojuma vai Atbilstības Vides Prasībām

Atbilstoši fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem īpašām prasībām pret apkārtējo izmantošanas vidi, tos var vēl vairāk sadalīt parastos, ainavu (piemēram, kastes virsotne ir stila, kas imitē ķīniešu seno arhitektūru, eiropeisko arhitektūru, māksliniecisku modelēšanu vai ainavas attēlu piekrītotu), u.c. Piemēram, parkā izmantotais fabrikātiem pārveidotais apgādves tīkls ir paviljona vai ēkas forma, kas atbilst parka videi, un tā virsotne ir dekorēta ainavas attēliem vai dažādām krāsu toniem.

6) Klasifikācija Pēc Dažādām Instalēšanas Metodēm

Atbilstoši fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla un fundamenta savstarpējā savienojuma pakāpei, tos var sadalīt par augstsprieguma fabrikātiem pārveidotā apgādves tīklu, pusiekavētu fabrikātiem pārveidotā apgādves tīklu un pilnībā ieiekavētu fabrikātiem pārveidotā apgādves tīklu.Augstsprieguma fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla visu fabrikātiem pārveidotā apgādves tīklu instalē uz fundamenta virsotni. Pusiekavētā fabrikātiem pārveidotā apgādves tīkla trīs pamatafunkcionālās istabas, proti, augstsprieguma slēdziena istaba un nizsprieguma slēdziena istaba, atrodas uz fundamenta, bet transformatora istaba atrodas zem fundamenta un ieiekavēta fundamentā.

Produkta kopējais tilpums ir relatīvi mazs. Pilnībā ieiekavētais fabrikātiem pārveidotais apgādves tīkls nozīmē, ka produkts tiek pilnībā ieiekavēts fundamentā, ar tikai inspekcijas cilindrus vai ventilācijas atveras, kas atrodas virs fundamenta. Šis produkts ir īpaši piemērots pilsētas centrā vai nomākuma centrā, samazinot produkta vizuālo ietekmi uz izmantošanas vidi un palielinot produkta darbības drošumu un uzticamību.

7) Klasifikācija Pēc Dažādām Funkcionālo Istabu Izvietojuma Metodēm

Atbilstoši fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem trīs pamatafunkcionālo istabu (augstsprieguma istaba, nizsprieguma istaba un transformatora istaba) dažādām izvietojuma vai kombinācijas metodēm, tos var vēl vairāk sadalīt par "acis" fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem, "šūnu" fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem, "H" fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem, "dumbell" fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem, "lauku" fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem u.c.

"Acis" fabrikātiem pārveidotajā apgādves tīklā transformatora istaba ir izvietota pa vidu, bet augstsprieguma istaba un nizsprieguma istaba ir izvietotas abās pusēs. Tā kopējā izvietojuma shēma ir līdzīga "ķīniešu rakstzīmes" ķīniešu rakstzīmēm. "Šūnas" fabrikātiem pārveidotajā apgādves tīklā trīs funkcionalās istabas ir izvietotas kopā, līdzīgas "ķīniešu rakstzīmes" formai.

"H" fabrikātiem pārveidotajā apgādves tīklā augstsprieguma istaba un nizsprieguma istaba ir izgatavotas atsevišķās kastēs, un šķidruma impregnētā transformatora dzīvās daļas ir pilnībā aizsargātas un novietotas starp abām kastēm. Papildus tām, abās transformatora pusēs tiek izmantota tīkla aizsardzība, lai nodrošinātu vienkāršu aizsardzību un izolāciju, kas uzlabo transformatora darbības laikā siltuma izplatīšanas apstākļus. "Dumbell" fabrikātiem pārveidotajā apgādves tīklā faktiski ir viens augstsprieguma slēdziena šķīvis, divi transformatori un nizsprieguma slēdziena šķīvis.

Augstsprieguma istaba atrodas kastes centrā, bet transformatora istaba un nizsprieguma istaba atrodas abās transformatora istabas pusēs. Katras funkcionalās istabas kopējā izvietojuma shēma ir "dumbell" forma. "Lauka" fabrikātiem pārveidotajā apgādves tīklā nizsprieguma istaba ir sadalīta divās neatkarīgās kompartimentās (nizsprieguma slēdziena istaba un automatizācijas istaba). Kopā ar augstsprieguma istabu un transformatora istabu, tā kopējā izvietojuma shēma ir "ķīniešu rakstzīmes" forma.

8) Klasifikācija Pēc Pareizo Nosaukumu

Atbilstoši produktu galvenajām īpašībām un pareizajiem nosaukumiem, fabrikātiem pārveidotie apgādves tīkli tiek sadalīti par eiropeiskajiem apgādves tīkliem, amerikāņu apgādves tīkliem un ķīniešu apgādves tīkliem.

Fabrikātiem pārveidotajiem apgādves tīkliem galvenie vienības (augstsprieguma slēdzieni, nizsprieguma slēdzieni, transformatori) ir standarta produkti, kas ir finālizēti pēc tipa testiem. Sākotnēji tie tika ieviesti no Eiropas valstīm, piemēram, Vācijas, un parasti saukti par "eiropeiskajiem apgādves tīkliem". Tos galvenie īpašības ir galveno komponentu savienojums, elastīgas un mainīgas dizaina shēmas, un relatīvi viegli transformatora jaudas paplašināšana. Pašlaik tie plaši tiek izmantoti gan piegādes tīklā, gan enerģijas ražošanas sistēmās.

Saskaņā ar standartu JB/T 10217, amerikāņu apgādves tīkls ir fabrikātiem pārveidotais apgādves tīkls, kur augstsprieguma slēdzis ir instalēts transformatora eļļas rezervoirā, un eļļa tiek izmantota kā izolācijas un loksnes medijums, bet nizsprieguma slēdzis ir instalēts nizsprieguma kastē. Piemēram, Amerikas Kuper Company pārstāvētais 10 kV ekonomiskais fabrikātiem pārveidotais apgādves tīkls parasti saukts par "amerikāņu apgādves tīklu".

Amerikāņu apgādves tīkla galvenā īpašība ir tāda, ka augstsprieguma līdzslodzes slēdzis, transformatora kodols, spuldzes u.c. ir impregnēti vienā eļļas rezervuārā, un eļļa tiek kopā izmantota kā izolācijas, loksnes un dzesēšanas medijums. Tā izmanto divu loksnes aizsardzību, un loksnes ir ar strāvas un temperatūras divu sensitīvajām īpašībām, kas būtiski uzlabo transformatora aizsardzības jūtību un uzticamību. Amerikāņu apgādves tīklu galvenās priekšrocības ir maza izmēra, kompakta struktūra, vienkāršība un ekonomiskums.

Tomēr to trūkumi ir arī redzami, piemēram, transformatora eļļas izolācijas veiktspējas straujš samazinājums, vienkārša shēma un zema elastība. Augstsprieguma slēdzis, kas tiek atvērts un aizvērts, izraisīs transformatora eļļas kvalitātes pasliktināšanos. Pašlaik 10 kV amerikāņu apgādves tīkli reti tiek izmantoti piegādes tīklā un tiek klasificēti kā tiek aizstājami vai ierobežoti produkti.

Pēc modifikācijas un atjaunināšanas 10 kV amerikāņu apgādves tīkli ir paaugstinājuši sprieguma līmeni līdz 35 kV un tiek izmantoti jaunas enerģijas ražošanas sistēmās. Tāpēc tā kompakta struktūra, maza platība un zema ražošanas izmaksas, tiek arvien vairāk popularizēti un izmantoti.

Nesenajos gados, jaunu enerģijas sistēmu, piemē