Ce esteAparatură de înaltă tensiune?

I. Definiție de bază (versiunea concisă)

Aparatură de înaltă tensiune: Un set complet blindat cu carcasă metalică de tablouri de distribuție a energiei cu o tensiune nominală de 3,6 kV～40,5kV, întrerupătoare de circuit integrate, întrerupătoare de izolare, întrerupătoare de împământare, transformatoare, componente de protecție și control secundar. Este setul complet primar de bază de echipamente în sistemele de distribuție a energiei de medie și înaltă tensiune.

Funcții de bază: Folosit în sistemele de alimentare pentru recepția, distribuția, controlul comutării, protecția la scurtcircuit și la suprasarcină, izolarea electrică, interblocarea de siguranță și monitorizarea funcționării, aplicabil pe scară largă la diferite scenarii de distribuție a energiei de medie și înaltă tensiune.

Caracteristici de bază: 1. Închis complet metalic, cu izolație independentă a mai multor compartimente, rezistent la arc și șoc electric; 2. Echipat cu interblocare mecanică + electrică standard cu cinci prevenire pentru a elimina funcționarea greșită; 3. Luând întrerupătorul de circuit în vid ca componentă executivă de comutare și protecție de bază; 4. Respectarea standardelor GB 3906, IEC 62271 pentru aparatura de înaltă tensiune.

II. Domeniul de aplicare și standardele de implementare

Niveluri comune de tensiune: 10kV (12kV), 35kV (40,5kV). Este un echipament esențial pentru întreprinderile industriale și miniere, substații, stocarea energiei fotovoltaice, distribuția energiei din fabrică și suport pentru substații de tip cutie.

Standarde de implementare: standardele din seria GB 3906, IEC 62271, ANSI/IEEE C37, asigurând siguranța, fiabilitatea și universalitatea funcționării echipamentelor.

III. Clasificare de bază (dimensiuni complete)

1. După tipul structurii cabinetului

1. Tip extras (Dulap montat pe mijloc): Modele reprezentative KYN28A-12 (10kV), KYN61-40.5 (35kV). Întrerupătorul este de tip camion retractabil; poate fi extras și împărțit în poziție de lucru, poziție de testare și poziție de izolare. Întreținerea nu necesită întreruperi de curent a întregului cabinet, cu cel mai înalt nivel de siguranță, și este modelul de bază în industrie și substații.

2. Aparatură de tip fix: Modele reprezentative XGN2-12, GG1A. Întrerupătorul este fixat în dulap și nu poate fi extras; are o structură simplă și un cost redus. Întreținerea necesită o întrerupere a energiei pe întreaga linie, cea mai mare parte utilizată în zonele vechi ale fabricilor și scenarii de distribuție a energiei de nivel scăzut.

3. Unitate principală inel: Modele reprezentative HXGN15-12, unitate principală inel SF6. Are un volum mic și ocupă mai puțin teren, folosit mai ales în distribuția de energie comunitară, rețeaua inelă municipală și în interiorul stațiilor de tip cutie; este în mare parte o combinație de comutator de sarcină + siguranță, potrivită pentru nevoile de distribuție a puterii terminale.

4. Dulap izolat cu gaz (C-GIS): Complet etanșat cu SF₆/izolație cu gaz ecologic, dulapul este miniaturizat, rezistent la umiditate și coroziune, potrivit pentru medii dure, cum ar fi zonele de coastă, minele de cărbune, altitudini mari și substații de tip cutie exterioare.

2. Prin metoda de izolare

- Izolarea aerului (AIS): Folosind aer + izolator ca mediu de izolare, preț scăzut, întreținere convenabilă, volum mare, potrivit pentru scenariile convenționale de distribuție a energiei interioare.

- Izolație cu gaz (GIS/C-GIS): Adoptarea unei structuri închise umplute cu gaz, cu izolație excelentă și performanță de stingere a arcului, volum mic, fără întreținere și cost ridicat, potrivită pentru scenarii de distribuție a energiei de vârf și compacte.

3. După tipul de întrerupător

- Întrerupător în vid: Modelul principal pentru 10kV/35kV, în principal seriile VS1 și ZN63. Nu are poluare cu ulei, capacitate puternică de stingere a arcului, durată lungă de viață și fără întreținere, potrivit pentru majoritatea scenariilor de distribuție a energiei de medie și înaltă tensiune.

- Întrerupător SF₆: Utilizat în cea mai mare parte la niveluri de tensiune de 35 kV și mai sus, curent ridicat și condiții de rupere ridicate, cu performanțe mai remarcabile de izolație și de stingere a arcului.

- Comutator de sarcină: O componentă comună a unităților principale de inel, care poate comuta doar curentul normal de sarcină, nu poate întrerupe curentul de scurtcircuit și trebuie să fie combinată cu siguranțe pentru a obține protecția împotriva defecțiunilor.

4. După Funcția și Scopul Cabinetului

IV. Structura internă cu cinci compartimente a cabinetului (luând ca exemplu KYN28A-12)

Întregul dulap adoptă un design complet din metal, iar fiecare compartiment este izolat unul de celălalt fără arc electric. Arcurile de defect pot fi direcționate pentru a elibera presiunea, maximizând siguranța personalului și a echipamentului. Structura specifică este următoarea:

1. Compartimentul de autobuz (cel mai de sus): Aranjați barele principale și barele de ramură; echipat cu un canal de eliberare a presiunii. Când apare un scurtcircuit în interior, arcul poate fi îndreptat în sus pentru a elibera presiunea, evitând rănirea personalului și a echipamentului din alte compartimente.

2. Compartimentul întreruptorului de circuit (nucleu central): Așezați camionul întrerupător de circuit în vid; echipat cu un dispozitiv de blocare a supapelor. Când camionul este scos, contactele statice de înaltă tensiune se vor închide automat pentru a preveni ca personalul să atingă accidental părțile sub tensiune. Camionul poate fi comutat în mod flexibil între trei poziții: poziție de lucru, poziție de testare și poziție de izolare/întreținere pentru a se adapta la diferite condiții de lucru.

3. Compartiment pentru cabluri (partea inferioară): Este poziția de cablare pentru cablurile de intrare și de ieșire; transformatoare de curent încorporate (CT), întrerupătoare de împământare, descărcătoare, transformatoare cu secvență zero și alte componente, responsabile de conexiunea cablurilor și protecția liniei.

4. Compartimentul secundar al instrumentului (fața superioară a dulapului): plasați dispozitivele de protecție integrate cu microcomputer, dispozitivele de măsurare și control, lumini indicatoare, butoane, afișaje live, controlere de temperatură și umiditate, blocuri de borne secundare și alte echipamente secundare, responsabile de monitorizarea echipamentului, controlul și transmisia semnalului.

5. Camera de control de joasă tensiune/Camera de mecanisme: Așezați mecanismul de acționare a întreruptorului, motorul de stocare a energiei, alimentarea cu circuit secundar și structura mecanică de interblocare, care este zona centrală pentru funcționarea echipamentului și stocarea energiei.

V. Explicația detaliată a cinci componente electrice de bază

Performanța de bază a aparatului de comutare de înaltă tensiune este determinată de componentele interne. Cele cinci componente de bază își îndeplinesc sarcinile respective și lucrează împreună pentru a asigura funcționarea normală a echipamentului:

1. Întrerupător cu vid (inima echipamentului): Funcția de bază este comutarea în funcționare în condiții normale de lucru și declanșarea automată în cazul unor defecțiuni pentru a întrerupe curentul de defecțiune. Parametrii cheie includ tensiunea nominală, curentul nominal, curentul nominal de întrerupere a scurtcircuitului (de obicei 20kA/25kA/31,5kA/40kA) și curentul de stabilitate termică nominală, care determină direct capacitatea de protecție și scenariile aplicabile ale echipamentului.

2. Comutator de izolare: Nu există capacitate de stingere a arcului, iar operațiunea de comutare a sarcinii este strict interzisă; funcția de bază este de a forma un punct de întrerupere evident în timpul întreținerii și de a confirma întreruperea alimentării echipamentului prin inspecție vizuală pentru a asigura siguranța personală a personalului de întreținere.

3. Întrerupător de împământare: Folosit pentru împământarea forțată în timpul întreținerii întreruperii de curent a echipamentului pentru a elibera tensiunea reziduală în interiorul echipamentului și pentru a preveni accidentele de șoc electric cauzate de transmiterea accidentală a energiei; echipat cu interblocare mecanică cu întrerupătoare și întrerupătoare de izolare pentru a asigura conformitatea cu secvența de funcționare.

4. Transformatoare (CT/PT): Împărțite în transformatoare de curent (CT) și transformatoare de tensiune (PT). CT este utilizat în principal pentru a colecta curentul de linie și pentru a furniza semnale pentru măsurarea energiei electrice și protecție la supracurent/scurtcircuit; PT este utilizat în principal pentru a colecta tensiunea magistralei și a furniza semnale pentru măsurarea tensiunii, măsurarea, protecția la subtensiune/supratensiune și funcționarea de sincronizare.

5. Descărcător: Funcția de bază este de a suprima supratensiunea fulgerului și supratensiunea de funcționare, de a evita defalcarea stratului de izolație a aparatului de comutare și a transformatoarelor, cablurilor și altor echipamente ulterioare cauzate de supratensiune și de a proteja siguranța întregului sistem de distribuție a energiei.

VI. Interblocarea „prevenire în cinci” a instalațiilor de comutare de înaltă tensiune (prioritate maximă)

Toate tablourile de înaltă tensiune sunt echipate în mod obligatoriu cu dispozitive de interblocare duble cu cinci prevenire (mecanic + electric), care nu pot fi forțate să funcționeze ilegal manual, eliminând în mod fundamental accidentele de funcționare greșită, inclusiv:

1. Preveniți deschiderea și închiderea accidentală a întrerupătoarelor pentru a evita comutarea neintenționată a liniei;

2. Preveniți pornirea și oprirea întrerupătoarelor de izolare cu sarcină pentru a evita arsurile de arc și deteriorarea echipamentului;

3. Preveniți închiderea întrerupătoarelor de împământare cu energie electrică pentru a evita accidentele de scurtcircuit la pământ;

4. Preveniți închiderea și alimentarea cu fir de împământare pentru a evita scurtcircuitul liniei și deteriorarea echipamentului;

5. Preveniți intrarea în compartimentele sub tensiune pentru a evita accidentele personale cu șocuri electrice.

VII. Parametrii tehnici principali (Standarde generale ale industriei)

Luând ca exemplu aparatul de comutație KYN28A-12 10kV utilizat în mod obișnuit (modelul principal), parametrii tehnici de bază sunt următorii:

- Tensiune nominală: 12kV

- Frecventa nominala: 50 Hz

- Curent nominal: 630A, 1250A, 1600A, 2000A, 2500A, 3150A, 4000A (poate fi selectat în funcție de nevoi)

- Curent nominal de rupere în scurtcircuit: 20kA, 25kA, 31,5kA, 40kA

- Curent nominal de stabilitate termică (4s): Corespunzător nivelului nominal al curentului de întrerupere a scurtcircuitului

- Nivel de protecție: dulap IP4X, compartiment IP2X, rezistent la praf și la pătrunderea obiectelor străine

- Nivel de izolație: Tensiunea de rezistență la frecvența de alimentare și tensiunea de rezistență la impulsul fulgerului, ambele îndeplinesc cerințele standardului național GB 3906

Parametrii de bază ai modelului KYN61-40,5 de 35 kV: Tensiune nominală 40,5 kV, curent nominal 1250 A～3150A, curent nominal de întrerupere în scurtcircuit, în principal 25 kA și 31,5 kA, potrivit pentru stații de 35 kV și scenarii de distribuție a energiei industriale la scară largă.

VIII. Logica de funcționare

Funcționarea aparatelor de comutare de înaltă tensiune urmează proceduri stricte de operare pentru a asigura siguranța și fiabilitatea, împărțite în principal în trei condiții de lucru principale:

1. Proces normal de alimentare cu energie: Deschidere întrerupător de împământare → Camion întrerupător de circuit împins în poziția de lucru → Închidere întrerupător de izolare → Închidere întrerupător de circuit → Bus alimentat, energie electrică livrată la diferite sarcini.

2. Proces de protecție a defecțiunilor: În linie apar scurtcircuit, suprasarcină, împământare și alte defecțiuni → Transformatorul de curent (CT) colectează semnale anormale → Dispozitivul de protecție a microcalculatorului acționează rapid → Întrerupătorul se declanșează instantaneu → Izolați linia de defecțiune pentru a asigura funcționarea normală a altor circuite și pentru a evita extinderea defecțiunii.

3. Proces de întreținere întreruptă de curent: Deschidere întrerupător → Camion scuturat în poziție de testare/izolare → Deschidere întrerupător de izolare → Închidere întrerupător de împământare → După confirmarea că echipamentul este deconectat, capacul poate fi deschis pentru operațiuni de întreținere.

IX. Scenarii de aplicare

Ca echipament de bază al distribuției de energie de medie și înaltă tensiune, aparatele de comutare de înaltă tensiune acoperă mai multe domenii, cum ar fi industria, mijloacele de trai ale oamenilor și energia nouă, incluzând în principal:

- Principalele sisteme de distribuție a energiei electrice ale centralelor electrice și substațiilor 35kV/10kV, responsabile cu recepția, distribuția și protecția energiei;

- Fabrici mari, industria chimică, mine, metalurgie și alte ateliere industriale, care asigură distribuție stabilă a energiei de înaltă tensiune pentru echipamente de mare putere;

- Complexe comerciale, spitale, centre de date, tranzit feroviar și alte locuri cu cerințe ridicate pentru fiabilitatea alimentării cu energie electrică;

- Centrale fotovoltaice, centrale de stocare a energiei și stații de amplificare a energiei eoliene, adaptându-se la nevoile de distribuție a energiei de înaltă tensiune ale noii producții de energie electrică;

- Unitate de distribuție a energiei de înaltă tensiune în interiorul stației de tip cutie (substație cutie), realizând distribuție miniaturizată și integrată a energiei.

X. Întreținere zilnică și defecțiuni comune

1. Puncte de inspecție zilnică

Inspecția regulată poate prelungi durata de viață a echipamentului și poate identifica eventualele defecțiuni în timp. Concentrați-vă pe verificarea: dacă dulapul are zgomot anormal, încălzire și condens; dacă luminile indicatoare și afișajele live sunt normale; dacă mecanismul de operare de stocare a energiei este suficient; dacă cablajul circuitului secundar este slăbit sau îmbătrânit; dacă dispozitivul de blocare cu cinci prevenire este flexibil și fiabil.

2. Defecte comune și instrucțiuni scurte de manipulare

- Întrerupătorul nu poate stoca energie sau porni/oprește: Verificați motorul de stocare a energiei și mecanismul de funcționare și depanați sursa de alimentare a circuitului secundar sau blocarea mecanică;

- Deconectarea circuitului secundar și funcționarea greșită a protecției: Verificați blocurile de borne și cablurile secundare și depanați setările parametrilor dispozitivului de protecție sau defecțiunile componentelor;

- Condens în dulap și căderea izolației: verificați controlerul de temperatură și umiditate și dispozitivul de dezumidificare, întăriți etanșarea dulapului și evitați impactul mediului umed;

- Impingerea și tragerea camionului, blocarea și defecțiunea de interblocare: Verificați șina de ghidare a camionului și structura mecanică de interblocare, curățați resturile și efectuați întreținerea lubrifierii;

- Încălzirea transformatorului și ablația blocului de borne: Verificați etanșeitatea cablajului și depanați suprasarcina transformatorului sau contactul slab.

XI. Avantajele aparatului de comutare de înaltă tensiune

1. Siguranță ridicată: structură complet metalică, rezistentă la arc și șoc electric, designul de izolare cu mai multe compartimente reduce riscul difuzării defectelor;

2. Funcționare sigură: dispozitiv complet de blocare cu cinci prevenire, eliminând operarea greșită manuală de la niveluri mecanice și electrice, asigurând siguranța personalului și a echipamentului;

3. Fiabilitate puternică: Adoptarea tehnologiei de stingere a arcului cu vid, fără poluare cu ulei, zgomot redus, durată lungă de viață și perioadă lungă de întreținere;

4. Flexibilitate ridicată: design modular, instalare convenabilă, întreținere și înlocuire a componentelor și poate fi selectat în mod flexibil în funcție de nevoile scenei;

5. Actualizare inteligentă: Poate fi echipat cu protecție integrată inteligentă, măsurare online a temperaturii, monitorizare a descărcării parțiale și alte module pentru a realiza monitorizarea și controlul inteligent al sistemului de distribuție a energiei, adaptându-se la nevoile rețelelor inteligente moderne.

Rezumat

 Aparatură de înaltă tensiune (3,6 kV～40.5kV) este un echipament de distribuție a energiei electrice cu carcasă metalică, care integrează componente pentru controlul, protecția și monitorizarea puterii, utilizat pe scară largă în diferite scenarii de tensiune medie și înaltă.

Întrebări frecvente

1. Ce este un aparat de comutare de înaltă tensiune?

Un tablou de distribuție a energiei blindat din metal (3,6 kV～40,5 kV), care integrează componente de bază, este echipamentul primar de bază pentru distribuția energiei de medie și înaltă tensiune.

2. Care sunt funcțiile sale de bază?

Recepția energiei, distribuția, controlul comutării, protecția împotriva defecțiunilor, izolarea electrică, interblocarea de siguranță și monitorizarea funcționării.

3. Care sunt principalele tipuri de cabinete?

Tip extras (montat la mijloc), tip fix, unitate principală inelară și dulap izolat cu gaz (C-GIS).

4. Care sunt metodele comune de izolare?

Izolație cu aer (AIS) și izolație cu gaz (GIS/C-GIS).

5. Care sunt componentele electrice de bază?

Întrerupător în vid, întrerupător de izolare, întrerupător de împământare, transformatoare CT/PT și descărcător.

Ce este interblocarea cu „cinci prevenire”?

Preveniți funcționarea greșită a întrerupătoarelor de circuit, comutarea sarcinii întrerupătoarelor de izolare, închiderea sub tensiune a întrerupătoarelor de împământare, închiderea cu fire de împământare și intrarea în compartimentele sub tensiune.

6. Care sunt modelele și parametrii comuni?

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

7. Care sunt principalele scenarii de aplicare?

Centrale electrice, substații, ateliere industriale, complexe comerciale, stații fotovoltaice/de stocare a energiei și stații de tip box.

8. Care sunt defectele comune?

Defecțiunea întreruptorului, deconectarea circuitului secundar, condensarea dulapului, blocarea camioanelor și încălzirea transformatorului.

9. Care sunt avantajele sale?

Siguranță ridicată, funcționare sigură, fiabilitate puternică, flexibilitate ridicată și suport pentru upgrade inteligent.