Atunci când inginerii și managerii de achiziții caută aparate de comutare de medie tensiune, rareori încep cu o tablă goală. Majoritatea au deja în minte un nivel de tensiune, un tip de instalație pentru care proiectează sau o filozofie de întreținere pe care trebuie să o accepte. Ceea ce au nevoie este o defalcare clară a modului în care principalele tipuri de produse diferă de fapt, ce specificații contează cu adevărat pentru aplicația lor și ce întrebări să pună producătorului înainte de a se angaja la o comandă de achiziție.
Acest ghid acoperă toate acestea. Se concentrează pe cele trei configurații care apar cel mai des în proiectele industriale și de utilități din întreaga lume: Aparatură de comutație cu incintă metalică, Aparatură de comutare cu placare metalică AC și Aparatură de distribuție ARMOURED Drawout. Înțelegerea modului în care acești trei se relaționează unul cu celălalt este fundamentul oricărei decizii de selecție corectă.
Sala de comutație substație electrică
Ce face de fapt aparatul de comutare de medie tensiune
Aparatul de comutare de medie tensiune este stratul de echipament care se află între o sursă de transmisie de{0}}înaltă tensiune și circuitele de distribuție care alimentează clădiri, motoare, transformatoare și alte sarcini. Sarcinile sale principale sunt controlul fluxului de putere, izolarea rapidă a defecțiunilor și permiterea întreținerii să fie efectuată în siguranță.
Termenul „mediu tensiune” acoperă o bandă largă. Intervalul de tensiune este înțeles în mod obișnuit ca însemnând sisteme de distribuție peste 1 kV și, în general, până la 52 kV inclusiv. În practică, majoritatea aparatelor de comutație MT comerciale și industriale sunt specificate în intervalul 3,3 kV până la 36 kV. Mai jos se află un echipament de tensiune joasă-sub 1 kV, utilizat în clădiri rezidențiale și comerciale mici. Deasupra acestuia se află echipamente de transmisie de{10}}înaltă tensiune, care necesită strategii fundamentale diferite de izolare și degajare.
Distincția dintre aparatele de comutare MT și JT nu este doar un număr de tensiune. Aparatul de MT echilibrează costurile, întreținerea în timp și dimensiunea, făcându-l potrivit pentru instalații industriale mici până la mari, substații și rețele de distribuție a utilităților. Acest echilibru este motivul pentru care categoria este atât de largă și de ce alegerea dintre tipurile de construcție are consecințe reale atât pentru costul inițial, cât și pentru cheltuielile de operare-pe termen lung.
Cele trei tipuri majore de construcție
Aparatură de comutare închisă metalic
Aparatură de comutare închisă metaliceste categoria mai largă, mai incluzivă a celor trei. Aparatul de comutare cu carcasă metalică nu necesită compartimentarea completă a componentelor interne. Toate componentele primare, inclusiv întreruptoarele de circuit, barele de distribuție și conexiunile prin cablu, pot împărtăși o singură carcasă, în loc să fie separate prin bariere metalice împământate între fiecare zonă funcțională.
Această abordare de construcție are avantaje practice. Aparatul de comutație închis din metal este de obicei mai puțin costisitor, are o amprentă mai mică și poate oferi o varietate mai mare de opțiuni de conexiune și magistrală în comparație cu aparatele de comutație placate cu metal. Pentru proiectele în care nivelurile de curent de defect sunt moderate și mediul este relativ stabil, acest design oferă performanțe solide, fără costurile suplimentare asociate echipamentelor complet compartimentate.
Aparatul de comutare cu carcasă metalică este adesea selectat pentru rentabilitatea sa-și este potrivit pentru aplicații cu niveluri mai mici de curent de defect. Îndeplinește atât standardele ANSI, cât și IEEE, asigurând fiabilitatea pentru medii specifice.
Acolo unde se potrivește cel mai bine aparatele de comutare cu carcasă metalică: substații secundare, facilități comerciale mai mici, aplicații în care spațiul este limitat și curentul de defect este gestionabil și proiecte în care disciplina bugetară este o constrângere principală.
Aparatură de comutare cu placare metalică AC
AC placat metalicAparatul de comutare reprezintă nivelul superior al construcției de medie tensiune. Caracteristica definitorie este compartimentarea. Fiecare componentă funcțională, inclusiv întrerupătorul de circuit, barele colectoare și compartimentele pentru cabluri, este izolată în interiorul propriei carcase din tablă cu împământare. Aceste compartimente sunt complet separate pentru a preveni contactul accidental și pentru a conține potențiale defecte.
Implicațiile de siguranță ale acestui design sunt semnificative. Din punct de vedere al siguranței, aparatele de comutare placate cu metal oferă o protecție superioară. Compartimentarea limitează răspândirea defecțiunilor, reduce riscul de propagare a arcului electric și permite întreținerea pe o secțiune în timp ce secțiunile adiacente rămân sub tensiune.
Întreruptoarele de circuit utilizate în aparatele de comutare cu placare metalică AC sunt de tip extras ca o cerință standard, nu o caracteristică opțională. Natura extrasă a întrerupătoarelor permite întreținerea și testarea simplificate. Un întrerupător poate fi deplasat fizic prin pozițiile conectate, de testare și deconectate fără a dezactiva întreaga linie de energie. Întreruptoarele de rezervă pot fi pre-testate, iar întreruptoarele pot fi schimbate cu întreruperi minime la serviciul electric. Sistemele de control și releele de protecție pot fi testate în poziția de TEST fără a afecta alimentatorul asociat de distribuție a energiei.
Aparatul de comutare cu placare metalică aderă la standardele industriale riguroase, cum ar fi IEC 62271-200 și ANSI/IEEE C37.20.2. Tensiunile nominale variază de obicei de la 4,76 kV până la 38 kV la vârf, acoperind majoritatea aplicațiilor industriale și comerciale mari.
Unde se potrivește cel mai bine echipamentul de comutare cu placare metalică AC:-facilități esențiale, cum ar fi spitale, centre de date și fabrici de producție, unde cerințele de funcționare sunt mari; medii cu niveluri ridicate ale curentului de defect; și proiecte în care flexibilitatea întreținerii pe durata de viață a instalației justifică investiția inițială mai mare.
Armoured Drawout Switchgear
Armoured Drawout Switchgeareste un termen care apare frecvent în specificațiile de proiect scrise conform standardelor IEC și în echipamentele de comutare fabricate-chineze exportate în cadrul GB 3906, deși conceptul de inginerie subiacent corespunde îndeaproape la ceea ce standardele nord-americane definesc ca fiind placate cu metal. Numele în sine comunică intenția de proiectare: carcasa oferă o armură fizică în jurul fiecărui compartiment, iar întrerupătorul este mai degrabă retras decât fixat pe loc.
Aparatul de comutare blindat are o structură cu patru-compartimente care acoperă zona barelor colectoare, zona întrerupătorului, zona cablurilor și zona de control. Această structură asigură că o defecțiune care se dezvoltă într-o zonă este conținută acolo, protejând atât personalul, cât și echipamentele adiacente. Întrerupătorul, de obicei un întrerupător cu vid în modelele moderne, poate fi montat între poziții, rămânând în interiorul carcasei, eliminând nevoia ca personalul să fie lângă conductorii sub tensiune în timpul operațiunilor de rutină.
Aparatul de comutare AC detașabil blindat este proiectat pentru a oferi siguranță și durabilitate sporite, asigurând o sursă de alimentare fiabilă în medii dure. Construcția sa robustă rezistă la impacturile externe, făcându-l ideal pentru condițiile dificile ale șantierului. Natura modulară a designului facilitează, de asemenea, întreținerea ușoară și actualizările viitoare.
Pentru aplicații de medie tensiune, de la 1 kV la 35 kV, aparatele de comutare blindate sunt ideale pentru instalații industriale, substații de utilități și infrastructură-la scară largă. Seria KYN28A-12 este o linie de produse la care se face referire pe scară largă în această categorie, specificată în mod obișnuit pentru proiectele de distribuție de 10 kV în Asia, Orientul Mijlociu și Africa. La 35 kV, configurațiile retractabile blindate sunt standardul de îngrijire pentru lucrările substației primare.
În cazul în care aparatul de comutație ARMORED Drawout se potrivește cel mai bine: proiecte care specifică IEC 62271-200 sau GB 3906; substații de utilități și aplicații de rețea inelă pe piețele în care aparatele de distribuție fabricate în China sunt predominante; și instalații care necesită o izolare robustă a defecțiunilor în combinație cu flexibilitatea operațională a unui mecanism de întrerupător retras.
GANGHENG XGN17-40.5 Box-Aparatură de comutare cu incintă metalică de tip fix AC
Specificații cheie de evaluat
Alegerea unui tip de construcție este doar o parte a procesului de selecție. Fiecare pachet de specificații trebuie să abordeze următorii parametri tehnici înainte de a merge la un producător pentru cotație.
Tensiune nominală (Ur).Aceasta este tensiunea maximă de funcționare continuă pe care echipamentul este proiectat să o suporte. Tensiunea nominală trebuie selectată mai mare decât cea mai mare valoare a tensiunii de funcționare și este asociată cu un nivel de izolație. Evaluările comune pentru proiectele industriale sunt 12 kV, 24 kV și 36 kV. Specificarea unui rating prea apropiat de tensiunea reală a sistemului nu lasă spațiu liber pentru supratensiuni tranzitorii.
Nivel de izolare de bază (BIL).Această valoare definește cât de bine rezistă aparatul de comutare la evenimentele de impuls de fulger. Tensiunea de rezistență la impulsul fulgerului acoperă toate evenimentele de înaltă frecvență, de obicei supratensiuni de origine externă. Potrivirea BIL al aparatului de comutare cu descărcătoarele de supratensiune și terminațiile cablurilor din același circuit este o cerință pe care inginerii o trec cu vederea uneori atunci când asambla o specificație.
Curent normal nominal.Acesta este curentul continuu pe care trebuie să îl conducă barele principale și întreruptoarele automate fără a depăși limitele de temperatură. Evaluările standard pentru liniile de MT variază de la 630 A la capătul inferior până la 3.000 A sau mai mare pentru secțiunile principale de intrare în facilități mari.
Evaluare{0}}scurtcircuit.Valoarea-de scurtcircuit trebuie să indice valoarea kA simetrică și durata, de obicei o secundă, pentru întrerupătoare, bare colectoare, întrerupătoare de împământare și deconectare. De asemenea, trebuie inclusă capacitatea de realizare a curentului. Subdimensionarea indicelui de scurt-circuit este una dintre cele mai grave erori în specificațiile aparatului de comutare, deoarece afectează atât supraviețuirea echipamentului în timpul unei defecțiuni, cât și siguranța personalului din apropiere.
Conformitatea cu standardele.Proiectele cu cumpărători sau creditori internaționali vor necesita declararea clară a standardului aplicabil. IEC 62271-200 guvernează aparatele de comutație MT închise în metal în cadrul internațional. ANSI/IEEE C37.20.2 se aplică aparatelor de comutare cu placare metalică de pe piețele din America de Nord. Respectarea standardelor de siguranță conduce la practicile moderne de selecție. Pentru proiectele de export din China, alinierea GB 3906 este, de asemenea, comună și trebuie confirmată de producător.
Evaluare de mediu.Factorii de mediu, cum ar fi umiditatea și temperatura, sunt considerații importante atunci când alegeți aparatul de comutare pentru a asigura o performanță fiabilă. Instalațiile în aer liber necesită o izolare suplimentară la intemperii, iar mediile tropicale sau de coastă pot necesita încălzitoare anti-condens și tratamente de suprafață îmbunătățite. Cerințele de rating IP ar trebui să fie menționate în mod explicit în specificație.
Cum să comparați furnizorii
Odată ce specificațiile tehnice sunt clare, procesul de selecție trece la evaluarea producătorilor. Câteva zone merită o atenție deosebită.
Documentația de testare de tip nu este opțională. O gamă de aparate de comutare testată corespunzător va avea certificate interne de clasificare a arcului, rapoarte de testare de rezistență la scurt-circuite și înregistrări de testare a creșterii temperaturii. Producătorii care nu pot produce aceste documente vând doar la preț, iar profilul de risc al acelei achiziții este greu de justificat pe orice proiect semnificativ.
Capacitatea de producție din fabrică contează mai mult decât afirmațiile din broșură. Producătorii consacrați de comutatoare MT mențin linii de producție dedicate cu fabricare CNC pentru componentele carcasei, procese controlate pentru asamblarea barelor de distribuție și teste interne cu potențial ridicat{- înainte de expediere. Solicitarea unui audit în fabrică sau a unui aranjament de inspecție a producției este rezonabilă pentru comenzi de scară semnificativă.
Timpul de livrare și disponibilitatea pieselor de schimb sunt adesea subponderate în evaluarea inițială. O gamă de aparate de comutare care durează 20 de săptămâni pentru a produce și nu are întreruptoare de schimb stocate local creează risc operațional pentru proprietarul unității. Înțelegerea programului standard de livrare al producătorului, a inventarului disponibil de întrerupătoare de rezervă și a rețelei de asistență post-vânzare ar trebui să facă parte din comparația furnizorilor, nu o gândire ulterioară în etapa comenzii de achiziție.
Selectarea tipului potrivit pentru proiectul dvs
Decizia între aparatele de comutație cu carcasă metalică, aparatele de comutație cu placare metalică AC și aparatele de comutație ARMORED Drawout se rezumă în cele din urmă la trei factori: nivelul curentului de defect prezent în sistem, filosofia de întreținere a unității și cadrul standardelor aplicabile.
Pentru proiectele cu niveluri mai mici ale curentului de defect, medii stabile și bugete mai strânse, aparatele de comutare cu carcasă metalică oferă performanțe adecvate la un preț competitiv. Pentru instalațiile critice de misiune-în care reținerea arcului electric și capacitatea de întreținere-autobuzului în timp real nu sunt-negociabile, comutatorul cu placare metalică AC este alegerea potrivită. Pentru proiectele care specifică cadrelor IEC sau GB, în special în contexte de utilități și infrastructură, ARMORED Drawout Switchgear oferă designul de întrerupător-compartimentat, retrasabil, la care se așteaptă inginerii și utilitățile din acele piețe.
Niciunul dintre aceste tipuri nu este în mod inerent superior. Fiecare este un răspuns ingineresc la un set definit de cerințe. Cumpărătorul care ajunge la un producător cu o înțelegere clară a acelor cerințe, susținut de o specificație detaliată, va obține în mod constant prețuri mai bune, o conformitate mai bună și mai puține surprize în timpul punerii în funcțiune decât cumpărătorul care lasă selecția furnizorului.
Dacă lucrați la specificațiile pentru un proiect viitor și aveți nevoie de îndrumare tehnică privind parametrii nominali, cerințele de testare de tip sau termenele de producție, punctul de pornire potrivit este o conversație cu un producător care poate prezenta documentația pentru toate trei.