Co jestRozdzielnica wysokiego napięcia?

I. Definicja podstawowa (wersja skrócona)

Rozdzielnica wysokiego napięcia: Kompletny zestaw rozdzielnic rozdziału mocy w obudowie metalowej o napięciu znamionowym 3,6 kV～40,5kV, wyłączniki scalające, rozłączniki izolacyjne, uziemniki, transformatory, elementy zabezpieczeń i sterowania wtórnego. Jest to podstawowy, kompletny zestaw urządzeń w systemach dystrybucji energii średniego i wysokiego napięcia.

Podstawowe funkcje: Stosowany w systemach zasilania do odbioru, dystrybucji, sterowania przełączaniem, ochrony przed zwarciami i przeciążeniami, izolacji galwanicznej, blokad bezpieczeństwa i monitorowania działania, szeroko stosowany w różnych scenariuszach dystrybucji energii średniego i wysokiego napięcia.

Podstawowe funkcje: 1. Całkowicie metalowa obudowa z niezależną izolacją wielu przedziałów, odporna na łuk elektryczny i porażenie prądem; 2. Wyposażony w standardową pięciostopniową blokadę mechaniczną + elektryczną w celu wyeliminowania nieprawidłowego działania; 3. Przyjęcie wyłącznika próżniowego jako głównego elementu wykonawczego przełączającego i zabezpieczającego; 4. Zgodność z normami dotyczącymi rozdzielnic wysokiego napięcia GB 3906, IEC 62271.

II. Zakres stosowania i standardy wdrożeniowe

Typowe poziomy napięć: 10 kV (12 kV), 35 kV (40,5 kV). Jest niezbędnym wyposażeniem przedsiębiorstw przemysłowych i górniczych, podstacji, magazynów energii fotowoltaicznej, fabrycznej dystrybucji energii i obsługi podstacji skrzynkowych.

Normy wdrożeniowe: GB 3906, IEC 62271, normy serii ANSI/IEEE C37, zapewniające bezpieczeństwo, niezawodność i uniwersalność działania sprzętu.

III. Klasyfikacja rdzenia (pełne wymiary)

1. Według typu struktury szafki

1. Typ wysuwny (szafa montowana pośrodku): Reprezentatywne modele KYN28A-12 (10 kV), KYN61-40.5 (35 kV). Wyłącznik jest typu wysuwnego; można go wyciągnąć i podzielić na pozycję roboczą, pozycję testową i pozycję izolacyjną. Konserwacja nie wymaga wyłączania zasilania całej szafy, przy zachowaniu najwyższego poziomu bezpieczeństwa i jest modelem głównego nurtu w przemyśle i podstacjach.

2. Rozdzielnica typu stacjonarnego: reprezentatywne modele XGN2-12, GG1A. Wyłącznik jest zamontowany w szafie i nie można go wysunąć; ma prostą konstrukcję i niski koszt. Konserwacja wymaga przerwy w dostawie prądu na całej linii, stosowanej głównie w starych obszarach fabrycznych i w scenariuszach dystrybucji zasilania na niskim poziomie.

3. Jednostka główna pierścieniowa: Reprezentatywne modele HXGN15-12, jednostka główna pierścieniowa SF6. Ma niewielką objętość i zajmuje mniej terenu, jest używany głównie w komunalnej dystrybucji energii, miejskiej sieci pierścieniowej i wewnątrz podstacji skrzynkowych; jest to głównie kombinacja przełącznika obciążenia + bezpiecznika, odpowiednia do potrzeb dystrybucji mocy terminala.

4. Szafa z izolacją gazową (C-GIS): Całkowicie uszczelniona izolacją gazową SF₆/przyjazną dla środowiska, szafa jest zminiaturyzowana, odporna na wilgoć i korozję, odpowiednia do trudnych warunków, takich jak obszary przybrzeżne, kopalnie węgla, duże wysokości i podstacje skrzynkowe na zewnątrz.

2. Metodą izolacji

- Izolacja powietrzna (AIS): zastosowanie powietrza + izolatora jako środka izolacyjnego, niska cena, wygodna konserwacja, duża objętość, odpowiednia do konwencjonalnych scenariuszy dystrybucji energii w pomieszczeniach.

- Izolacja gazowa (GIS/C-GIS): przyjęcie zamkniętej struktury wypełnionej gazem, o doskonałej izolacji i działaniu w zakresie gaszenia łuku, małej objętości, bezobsługowej i wysokiej cenie, odpowiedniej dla wysokiej klasy i kompaktowych scenariuszy dystrybucji energii.

3. Według typu wyłącznika

- Wyłącznik próżniowy: Podstawowy model dla 10 kV/35 kV, głównie serie VS1 i ZN63. Nie powoduje zanieczyszczeń olejem, ma silną zdolność gaszenia łuku, długą żywotność i jest bezobsługowy, odpowiedni do większości scenariuszy dystrybucji energii średniego i wysokiego napięcia.

- Wyłącznik SF₆: Stosowany głównie przy poziomach napięcia 35 kV i wyższych, przy wysokim prądzie i warunkach wysokiego wyłączania, z lepszą izolacją i gaszeniem łuku.

- Przełącznik obciążenia: Powszechny element głównych jednostek pierścieniowych, który może przełączać tylko normalny prąd obciążenia, nie może odciąć prądu zwarciowego i musi być połączony z bezpiecznikami, aby zapewnić ochronę przed awarią.

4. Według funkcji i celu gabinetu

IV. Wewnętrzna pięcioprzedziałowa struktura szafki (na przykładzie KYN28A-12)

Cała szafa ma całkowicie metalową konstrukcję, a każda komora jest odizolowana od siebie bez przeskoku łuku elektrycznego. Łuki zwarciowe można skierować w celu uwolnienia ciśnienia, maksymalizując bezpieczeństwo personelu i sprzętu. Konkretna struktura jest następująca:

1. Przedział autobusowy (najwyższy): Rozmieść główne i odgałęzione szyny autobusowe; wyposażony w kanał uwalniający ciśnienie. Kiedy wewnątrz nastąpi zwarcie, łuk można skierować w górę, aby zwolnić ciśnienie, unikając obrażeń personelu i sprzętu w innych przedziałach.

2. Przedział wyłącznika (rdzeń centralny): Umieść wózek wyłącznika próżniowego; wyposażony w urządzenie blokujące zawór. Po wyciągnięciu wózka styki statyczne wysokiego napięcia zostaną automatycznie zamknięte, aby zapobiec przypadkowemu dotknięciu przez personel części pod napięciem. Wózek można elastycznie przełączać pomiędzy trzema pozycjami: pozycją roboczą, pozycją testową i pozycją izolacji/konserwacji, aby dostosować się do różnych warunków pracy.

3. Przedział kablowy (część dolna): Jest to miejsce okablowania kabli przychodzących i wychodzących; wbudowane przekładniki prądowe (CT), uziemniki, ograniczniki, przekładniki składowej zerowej i inne elementy odpowiedzialne za połączenie kablowe i ochronę linii.

4. Przedział wtórny przyrządu (górny przód szafy): Umieść zintegrowane urządzenia zabezpieczające mikrokomputera, urządzenia pomiarowe i sterujące, lampki sygnalizacyjne, przyciski, wyświetlacze na żywo, regulatory temperatury i wilgotności, dodatkowe listwy zaciskowe i inny dodatkowy sprzęt odpowiedzialny za monitorowanie sprzętu, sterowanie i transmisję sygnału.

5. Pomieszczenie sterowania/mechanizmem niskiego napięcia: Umieść mechanizm napędowy wyłącznika, silnik magazynujący energię, zasilacz obwodu wtórnego i blokującą konstrukcję mechaniczną, która jest głównym obszarem działania sprzętu i magazynowania energii.

V. Szczegółowe wyjaśnienie pięciu podstawowych komponentów elektrycznych

Podstawowe działanie rozdzielnic wysokiego napięcia zależy od komponentów wewnętrznych. Pięć podstawowych komponentów wykonuje swoje odpowiednie zadania i współpracuje ze sobą, aby zapewnić normalne działanie sprzętu:

1. Wyłącznik próżniowy (serce urządzenia): Podstawową funkcją jest działanie przełączające w normalnych warunkach pracy i automatyczne wyłączanie w przypadku usterek w celu odcięcia prądu zwarciowego. Kluczowe parametry obejmują napięcie znamionowe, prąd znamionowy, znamionowy prąd zwarciowy wyłączalny (zwykle 20 kA/25 kA/31,5 kA/40 kA) i znamionowy prąd stabilności termicznej, które bezpośrednio określają zdolność zabezpieczającą i obowiązujące scenariusze sprzętu.

2. Odłącznik: Brak możliwości gaszenia łuku, a przełączanie obciążenia jest surowo zabronione; podstawową funkcją jest utworzenie oczywistego punktu przerwania podczas konserwacji i potwierdzenie przerwy w zasilaniu sprzętu poprzez oględziny, aby zapewnić bezpieczeństwo osobiste personelu konserwacyjnego.

3. Uziemnik: Służy do wymuszonego uziemienia podczas konserwacji zaniku zasilania sprzętu, aby uwolnić napięcie resztkowe wewnątrz urządzenia i zapobiec wypadkom porażenia prądem spowodowanym przypadkowym przeniesieniem mocy; wyposażone w mechaniczną blokadę z wyłącznikami i odłącznikami zapewniającymi zgodność z kolejnością działania.

4. Transformatory (CT/PT): Dzielą się na przekładniki prądowe (CT) i przekładniki napięciowe (PT). CT służy głównie do zbierania prądu liniowego i dostarczania sygnałów do pomiaru energii elektrycznej oraz zabezpieczenia nadprądowego/zwarciowego; PT służy głównie do zbierania napięcia magistrali i dostarczania sygnałów do pomiaru napięcia, pomiaru, zabezpieczenia podnapięciowego/przepięciowego i synchronizacji.

5. Ogranicznik: Podstawową funkcją jest tłumienie przepięć piorunowych i przepięć roboczych, zapobieganie uszkodzeniu warstwy izolacyjnej rozdzielnicy i kolejnych transformatorów, kabli i innego sprzętu spowodowanego przepięciem oraz ochrona bezpieczeństwa całego systemu dystrybucji energii.

VI. Blokowanie rozdzielnic wysokiego napięcia „pięć zapobiegania” (najwyższy priorytet)

Wszystkie rozdzielnice wysokiego napięcia są obowiązkowo wyposażone w podwójne pięciostopniowe urządzenia blokujące (mechaniczne + elektryczne), których nie można zmusić do nielegalnej obsługi ręcznej, co zasadniczo eliminuje wypadki związane z nieprawidłową obsługą, w tym:

1. Zapobiegaj przypadkowemu otwieraniu i zamykaniu wyłączników, aby uniknąć niezamierzonego przełączania linii;

2. Zapobiegaj włączaniu i wyłączaniu wyłączników pod obciążeniem, aby uniknąć poparzeń łukowych i uszkodzenia sprzętu;

3. Zapobiegaj zamykaniu uziemników za pomocą prądu, aby uniknąć wypadków zwarciowych doziemnych;

4. Zapobiegaj zamykaniu i zasilaniu przewodem uziemiającym, aby uniknąć zwarcia linii i uszkodzenia sprzętu;

5. Zapobiegaj wchodzeniu do przedziałów pod napięciem, aby uniknąć wypadków porażenia prądem elektrycznym.

VII. Główne parametry techniczne (ogólne standardy branżowe)

Biorąc za przykład powszechnie stosowaną rozdzielnicę KYN28A-12 10kV (model mainstreamowy), podstawowe parametry techniczne przedstawiają się następująco:

- Napięcie znamionowe: 12kV

- Częstotliwość znamionowa: 50 Hz

- Prąd znamionowy: 630A, 1250A, 1600A, 2000A, 2500A, 3150A, 4000A (można wybrać w zależności od potrzeb)

- Znamionowy prąd zwarciowy wyłączalny: 20 kA, 25 kA, 31,5 kA, 40 kA

- Znamionowy prąd stabilności termicznej (4 s): Odpowiadający poziomowi znamionowego prądu zwarciowego wyłączalnego

- Poziom ochrony: Szafka IP4X, Przedział IP2X, skutecznie pyłoszczelna i odporna na wtargnięcie obcych obiektów

- Poziom izolacji: napięcie wytrzymywane częstotliwości sieciowej i napięcie wytrzymywane udaru piorunowego spełniają wymagania normy krajowej GB 3906

Podstawowe parametry modelu 35kV KYN61-40.5: Napięcie znamionowe 40,5kV, prąd znamionowy 1250A～3150A, znamionowy prąd zwarciowy wyłączalny głównie 25kA i 31,5kA, odpowiedni do podstacji 35kV i scenariuszy dystrybucji energii przemysłowej na dużą skalę.

VIII. Logika działania

Eksploatacja rozdzielnic wysokiego napięcia odbywa się zgodnie ze ścisłymi procedurami operacyjnymi zapewniającymi bezpieczeństwo i niezawodność, podzielonymi głównie na trzy podstawowe warunki pracy:

1. Normalny proces zasilania: Otwarcie uziemnika → Wózek wyłącznika wsunięty do pozycji roboczej → Zamknięcie rozłącznika → Zamknięcie wyłącznika → Autobus zasilony, energia elektryczna dostarczona do różnych obciążeń.

2. Proces zabezpieczenia przed awarią: W linii występują zwarcia, przeciążenia, uziemienie i inne usterki. → Przekładnik prądowy (CT) zbiera nieprawidłowe sygnały. → Mikrokomputerowe urządzenie zabezpieczające działa szybko. → Natychmiastowe zadziałanie wyłącznika → Odizoluj linię zwarcia, aby zapewnić normalne działanie innych obwodów i uniknąć rozszerzania się zwarcia.

3. Proces konserwacji przy przerwie w zasilaniu: Otwarcie wyłącznika → Wstrząśnięcie wózkiem do pozycji testowej/izolacyjnej → Otwarcie rozłącznika → Uziemnik zamykający → Po potwierdzeniu, że urządzenie jest odłączone od zasilania, można otworzyć pokrywę w celu przeprowadzenia konserwacji.

IX. Scenariusze zastosowań

Jako podstawowe wyposażenie dystrybucji energii średniego i wysokiego napięcia, rozdzielnice wysokiego napięcia obejmują wiele dziedzin, takich jak przemysł, źródła utrzymania ludzi i nowa energia, w tym głównie:

- Główne systemy dystrybucji energii elektrycznej elektrowni i stacji elektroenergetycznych 35kV/10kV, odpowiedzialne za odbiór, rozdział i zabezpieczenie energii;

- Duże fabryki, przemysł chemiczny, kopalnie, hutnictwo i inne warsztaty przemysłowe, zapewniające stabilną dystrybucję energii wysokiego napięcia dla urządzeń dużej mocy;

- Kompleksy handlowe, szpitale, centra danych, tranzyt kolejowy i inne miejsca o wysokich wymaganiach dotyczących niezawodności zasilania;

- Elektrownie fotowoltaiczne, elektrownie magazynujące energię i elektrownie wiatrowe, dostosowujące się do potrzeb dystrybucji energii wysokiego napięcia w ramach nowej generacji energii elektrycznej;

- Jednostka dystrybucji energii wysokiego napięcia wewnątrz podstacji skrzynkowej (podstacji skrzynkowej), realizująca zminiaturyzowaną i zintegrowaną dystrybucję energii.

X. Codzienna konserwacja i typowe usterki

1. Punkty codziennych kontroli

Regularne przeglądy mogą przedłużyć żywotność sprzętu i wykryć potencjalne usterki na czas. Skoncentruj się na sprawdzeniu: czy w szafie nie występują nietypowe dźwięki, nagrzewanie i kondensacja; czy lampki kontrolne i wyświetlacze na żywo działają normalnie; czy mechanizm napędowy magazynujący energię jest wystarczający; czy okablowanie obwodu wtórnego jest luźne lub starzejące się; czy urządzenie blokujące z pięcioma zabezpieczeniami jest elastyczne i niezawodne.

2. Typowe usterki i krótkie wskazówki dotyczące obsługi

- Wyłącznik automatyczny nie może magazynować energii ani włączać/wyłączać: Sprawdź silnik magazynujący energię i mechanizm napędowy oraz rozwiąż problemy z zasilaniem obwodu wtórnego lub zablokowaniem mechanicznym;

- Odłączenie obwodu wtórnego i nieprawidłowe działanie zabezpieczenia: Sprawdź listwy zaciskowe i kable wtórne oraz rozwiąż problemy z ustawieniami parametrów urządzenia zabezpieczającego lub awariami komponentów;

- Kondensacja w szafie i spadek izolacji: Sprawdź regulator temperatury i wilgotności oraz urządzenie osuszające, wzmocnij uszczelnienie obudowy i unikaj wpływu wilgotnego środowiska;

- Pchanie i ciągnięcie wózka, zakleszczenie i awaria blokady: Sprawdź szynę prowadzącą wózka i blokującą konstrukcję mechaniczną, usuń zanieczyszczenia i wykonaj konserwację smarowania;

- Ogrzewanie transformatora i ablacja listwy zaciskowej: Sprawdź szczelność okablowania i rozwiąż problemy związane z przeciążeniem transformatora lub słabym stykiem.

XI. Zalety rozdzielnic wysokiego napięcia

1. Wysokie bezpieczeństwo: całkowicie metalowa konstrukcja, skuteczna ochrona przed łukiem elektrycznym i porażeniem prądem elektrycznym, wieloprzedziałowa konstrukcja izolacji zmniejsza ryzyko rozproszenia usterek;

2. Bezpieczna obsługa: Kompletne urządzenie blokujące z pięcioma zabezpieczeniami, eliminujące ręczne nieprawidłowe działanie na poziomie mechanicznym i elektrycznym, zapewniające bezpieczeństwo personelu i sprzętu;

3. Wysoka niezawodność: zastosowanie technologii gaszenia łuku próżniowego, brak zanieczyszczeń olejem, niski poziom hałasu, długa żywotność i długi okres bezobsługowy;

4. Wysoka elastyczność: modułowa konstrukcja, wygodna instalacja, konserwacja i wymiana komponentów oraz możliwość elastycznego wyboru w zależności od potrzeb sceny;

5. Inteligentna aktualizacja: Może być wyposażona w inteligentną zintegrowaną ochronę, pomiar temperatury online, monitorowanie wyładowań niezupełnych i inne moduły umożliwiające inteligentne monitorowanie i sterowanie systemem dystrybucji energii, dostosowując się do potrzeb nowoczesnych inteligentnych sieci.

Streszczenie

 Rozdzielnica wysokiego napięcia (3,6kV～40,5 kV) to sprzęt do dystrybucji energii w obudowie metalowej, integrujący komponenty do sterowania, ochrony i monitorowania mocy, szeroko stosowany w różnych scenariuszach średniego i wysokiego napięcia.

Często zadawane pytania

1. Co to jest rozdzielnica wysokiego napięcia?

Rozdzielnica elektroenergetyczna w obudowie metalowej (3,6 kV～40,5 kV), integrujący podstawowe komponenty, jest podstawowym sprzętem podstawowym do dystrybucji energii średniego i wysokiego napięcia.

2. Jakie są jego podstawowe funkcje?

Odbiór mocy, dystrybucja, sterowanie przełączaniem, ochrona przed awariami, izolacja galwaniczna, blokady bezpieczeństwa i monitorowanie działania.

3. Jakie są główne typy szafek?

Typ wysuwny (montaż środkowy), typ stacjonarny, jednostka główna pierścieniowa i szafka izolowana gazem (C-GIS).

4. Jakie są popularne metody izolacji?

Izolacja powietrzna (AIS) i gazowa (GIS/C-GIS).

5. Jakie są główne komponenty elektryczne?

Wyłącznik próżniowy, odłącznik, uziemnik, transformatory CT/PT i ogranicznik.

Na czym polega blokada „pięciu profilaktyki”?

Zapobiegaj nieprawidłowemu działaniu wyłączników automatycznych, przełączaniu obciążenia rozłączników, zamykaniu uziemników pod napięciem, zamykaniu przewodami uziemiającymi i przedostawaniu się do przedziałów pod napięciem.

6. Jakie są popularne modele i parametry?

KYN28A-12 (10kV, 630A～4000A); KYN61-40,5 (35 kV, 1250 A～3150A).

7. Jakie są główne scenariusze zastosowań?

Elektrownie, podstacje, warsztaty przemysłowe, kompleksy handlowe, fotowoltaiczne stacje magazynujące energię i podstacje skrzynkowe.

8. Jakie są najczęstsze usterki?

Awaria wyłącznika automatycznego, odłączenie obwodu wtórnego, kondensacja w szafie, zablokowanie wózka i nagrzanie transformatora.

9. Jakie są jego zalety?

Wysokie bezpieczeństwo, bezpieczna obsługa, duża niezawodność, wysoka elastyczność i wsparcie dla inteligentnej aktualizacji.