Для инженеров и менеджеров по снабжению, уточняющихраспределительное устройство 12кВВ случае проекта промышленной или коммунальной подстанции решение о выборе на-этапе часто сводится к единственному неправильно сформулированному вопросу: "Следует ли мне выбрать стационарную или выдвижную?" Формулировка неверна, поскольку подразумевает, что существует универсальный ответ. Это не так. Правильный вопрос: «Что на самом деле требуется для моего конкретного приложения - и какая конфигурация обеспечивает это требование с наименьшими общими затратами в течение срока службы актива?»
Это руководство отвечает на этот вопрос дляраспределительное устройство в металлическом корпусев классе напряжения 12 кВ, уделяя особое вниманиефиксированное металлическое распределительное устройствоприложения. Он охватывает структуру стандартов IEC и GB, структурные характеристики, определяющие металлические закрытые конструкции, практический анализ совокупной стоимости владения и контрольный список спецификаций, который инженеры могут использовать непосредственно в своей проектной документации.
1. Что на самом деле означает распределительное устройство в металлическом корпусе на 12 кВ
Терминраспределительное устройство в металлическом корпусеимеет точное техническое значение, определенное стандартом IEC 62271-200 (и его предшественником IEC 60298): узел распределительного устройства, в котором все части под напряжением заключены в заземленный металлический корпус, причем этот узел предназначен для защиты, управления и изоляции электрических цепей среднего напряжения.
Для класса напряжения 12 кВ -, который охватывает номинальные напряжения 3,6 кВ, 7,2 кВ и 12 кВ, - стандартным подходом к распределению электроэнергии внутри помещений является металлическая закрытая конструкция. Заземленный металлический корпус обеспечивает защиту от случайного контакта с деталями, находящимися под напряжением, удерживает энергию повреждения внутри шкафа и защищает внутренние компоненты от загрязнения окружающей среды, которое со временем может привести к ухудшению воздушных-изолирующих зазоров в незакрытой конструкции.
В категории металлических корпусов IEC 62271-200 различает конфигурации по степени разделения внутренних отсеков. Конструкции высшего-класса -, в которых каждая функциональная зона разделена заземленными металлическими перегородками -, соответствуют тому, что китайские и европейские стандарты называют бронированными или металлическими-покрытыми конструкциями. XGN66-12(Z) коробчатыйфиксированное металлическое распределительное устройствоиспользует этот полностью разделенный подход: отсек выключателя, отсек сборных шин, кабельный отсек и отсек реле изолированы заземленными металлическими перегородками с независимыми каналами сброса давления, хотя сам выключатель является фиксированным, а не выдвижным.
Это различие важно, но его часто неправильно понимают:фиксированный типиметаллический корпусописать два разных атрибута одного и того же шкафа. «Металлический корпус» описывает конструкцию корпуса; «фиксированный тип» описывает метод установки автоматического выключателя. Шкаф фиксированного типа может и должен иметь цельнометаллическую закрытую конструкцию с отсеками - фиксированный монтаж не снижает качество корпуса или уровень локализации неисправностей.
Схема кабельных выводов распределительного устройства фиксированного металлического закрытого типа 12 кВ
2. Рамочные стандарты IEC и GB для фиксированных распределительных устройств 12 кВ.
При закупкераспределительное устройство 12кВдля экспортного проекта понимание того, какие стандарты применяются -, а какие эквивалентны -, позволяет избежать дорогостоящих ошибок в спецификациях.
- МЭК 62271-200— это текущий основной стандарт для распределительных устройств переменного тока в металлическом-корпусе от 1 до 52 кВ. Он заменил IEC 60298, но во многих контрактах в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Азии по-прежнему упоминается IEC 60298 по названию. Продукты, сертифицированные в соответствии с GB 3906 -, китайским национальным стандартом, гармонизированным с IEC 60298 -, удовлетворяют обоим требованиям. Если ваша спецификация ссылается на какой-либо стандарт IEC, продукт сертифицированного китайского производителя, соответствующий GB 3906, соответствует этому требованию.
- МЭК 62271-100управляет вакуумным выключателем внутри шкафа отдельно от самого шкафа. И шкаф, и автоматический выключатель должны быть индивидуально сертифицированы; сертификат IEC 62271-200 уровня шкафа не распространяется на коммутационные характеристики выключателя.
- ДЛ 404-97— это китайский стандарт заказа, определяющий, какую информацию покупатель должен предоставить при выборе внутреннего распределительного устройства высокого напряжения переменного тока. Это не документ IEC, но требования к его оформлению соответствуют хорошей инженерной практике для любого рынка: однолинейная схема, номер коммутационной программы, характеристики компонентов, схема вспомогательной проводки и условия окружающей среды. Проекты, в которых представлена неполная информация для заказа, являются наиболее распространенным источником задержек производства, независимо от используемой системы стандартов.
Для проектов, требующих соответствия как IEC, так и IEEE, - обычно в проектах с участием консультантов из Северной Америки - IEEE C37.20.2 для распределительных устройств с металлической-плакировкой и IEEE C37.20.3 для распределительных устройств с металлическим-закрытым корпусом и не-плакировкой являются применимыми документами. Структурные требования к разделенным на отсеки фиксированным металлическим закрытым конструкциям на напряжение 12 кВ в целом согласованы между структурами IEC и IEEE; уточните у своего консультанта, какой стандарт регулирует приемочные испытания контракта.
3. Фиксированный тип на 12 кВ: аргумент общей стоимости владения
Стандартный коммерческий аргумент противфиксированное распределительное устройствозаключается в том, что техническое обслуживание требует полного отключения секции шин, что создает эксплуатационный риск и затраты. Этот аргумент действителен в некоторых приложениях и не имеет значения в других. Понимание того, к какой категории относится ваш проект, является основой выбора фиксированного или отзывного решения.
- Если аргумент отключения действителен:Объект непрерывного технологического процесса - химический завод, сталелитейный завод, центр обработки данных -, где рассматриваемая секция шин обслуживает нагрузки, прерывание которых невозможно без значительных производственных потерь или риска для безопасности. В этих приложениях возможность обслуживать автоматический выключатель без отключения -шины имеет измеримую экономическую ценность, которая может оправдать снимаемую премию.
- Когда аргумент об отключении не имеет значения:Любой тип панели, где для выполнения сопутствующих работ требуется отключение шин, независимо от способа установки выключателя. Панели ввода-вывода трансформатора являются наиболее ярким примером: обслуживание трансформатора, его кабельных наконечников или защитного оборудования всегда требует вывода трансформатора из эксплуатации, что также обесточивает входную панель. Выдвижной механизм не дает здесь никакой эксплуатационной выгоды, поскольку работа, определяющая график технического обслуживания, требует отключения электроэнергии.
Та же логика применима к панелям трансформаторов напряжения, панелям ограничителей перенапряжения, панелям секций шин и панелям измерения - функциональных типов, которые составляют значительную часть панелей в любой полной линейке распределительных устройств.
Расчет совокупной стоимости владения:
Распределительные устройства фиксированной схемы предлагают начальные капитальные затраты примерно на 20 % ниже, чем выкатные эквиваленты. В течение 25-летнего срока службы оборудования при напряжении 12 кВ эта разница усугубляется меньшей сложностью технического обслуживания, меньшим количеством механических компонентов, подверженных износу, а также меньшими потребностями в запасах запасных частей. Вакуумный выключатель вфиксированное металлическое распределительное устройствоШкаф, такой как XGN66-12(Z), рассчитан на 10 000 механических операций - при частоте переключения два раза в день это соответствует более чем тринадцати годам до того, как механизм достигнет расчетного срока службы. Для панелей, которые заменяются ежемесячно, механический срок службы распространяется на весь срок службы актива без замены. Управление шипами
Снимаемая премия оправдана, если расчетная стоимость обслуживания на минимальном-уровне превышает разницу капитальных затрат. Для вводов трансформаторов, панелей ТН и панелей измерения этот расчет практически никогда не благоприятствует выдвижной конструкции. Для критических фидерных панелей, обслуживающих постоянно действующие нагрузки, это часто происходит. Смешанная спецификация - фиксированного типа для вспомогательных панелей, выдвижная для критических фидеров - является стандартной практикой на хорошо спроектированных подстанциях 12 кВ и обеспечивает рациональную оптимизацию затрат без ущерба для эксплуатационной гибкости там, где это важно.
4. Вакуумный автоматический выключатель: почему он меняет уравнение обслуживания фиксированного типа
Исторический аргумент противфиксированное распределительное устройствобыл разработан в эпоху масляных и воздушных-выключателей, когда средства для тушения дуги-требовали регулярного пополнения, а состояние выключателя заметно ухудшалось с каждой операцией. В этом контексте возможность доступа к выключателю для технического обслуживания без отключения шины имела реальную эксплуатационную ценность даже для применений с низкой-коммутационной-частотой.
Вакуумный автоматический выключатель фундаментально меняет этот расчет. Дуга гасится внутри герметичного вакуумного прерывателя - герметично закрытого узла без плавящегося дугогасящего средства-. Вакуумный прерыватель не требует внутреннего обслуживания в течение всего номинального срока службы. Износ контактов контролируется посредством внешнего индикатора без открытия прерывателя. Время восстановления диэлектрика после прерывания дуги в вакууме быстрее, чем в любой другой среде при напряжении 12 кВ, что делает вакуумный выключатель по своей сути пригодным для работы с более высокими частотами переключения, встречающимися при запуске двигателей и установках конденсаторных батарей.
XGN66-12(Z) Стационарное распределительное устройство закрытого типа|Внутренний шкаф переменного тока 12 кВ коробчатого типа
Дляраспределительное устройство 12кВшкаф, работающий в обычном промышленном распределительном режиме - защита фидеров трансформатора, пускателей двигателей и отходящих фидеров с умеренной частотой коммутации - срок службы вакуумного выключателя, не требующий обслуживания-, означает, что практическая частота вмешательств, требующих обесточивания шин, очень низка. Отключение, связанное со строительством стационарного типа, является реальным ограничением, но оно происходит настолько редко, что его эксплуатационные расходы часто ниже, чем ежегодная надбавка к издержкам выдвижного варианта, амортизируемого в течение срока службы актива.
5. Контрольный список конструктивных характеристик стационарного распределительного устройства в металлическом закрытом корпусе на напряжение 12 кВ.
Следующий контрольный список охватывает параметры, которые необходимо подтвердить перед размещением заказа наРаспредустройство 12кВ в металлическом корпусефиксированного типа. Каждый пункт соответствует полю в документации заказа, требуемому DL 404-97 и надлежащей инженерной практикой для проектов IEC.
Электрические параметры - подтверждены исследованием сети:
- Класс номинального напряжения: 3,6 кВ/7,2 кВ/12 кВ - подтверждается рабочим напряжением системы
- Номинальный ток главной шины: от 630 А до 3150 А - определяется по потоку нагрузки с запасом роста
- Ток отключения короткого-замыкания: 16 / 20 / 31,5 / 40 кА - подтверждается расчетом уровня неисправности в точке установки
- Ток включения короткого замыкания-(пиковый): 40/50/80/100 кА - должен превышать пиковый ток повреждения системы.
- Короткая-продолжительность выдержки: стандартное время 4 секунды - подтверждение времени отключения защиты восходящего канала
- Напряжение цепи управления: 110/220 В постоянного тока или 110/220 В переменного тока - должно соответствовать аккумулятору подстанции или системе ИБП.
Автоматический выключатель и приводной механизм - указываются на этапе заказа:
- Модель автоматического выключателя: стандарт ZN28A-12; ZN63A-12 и ZN28-12 также совместимы.
- Рабочий механизм: электромагнитный CD10 или CD17A; Пружинный аккумулятор энергии CT19B для независимой работы.
- Требования к механическому сроку службы: стандарт 10 000 операций - подтверждает ожидаемую частоту переключения.
Конфигурацию шкафа - уточняйте на этапе заказа:
- Номер главной коммутационной программы и однолинейная-схема
- Шинная система: одиночная шина или одиночная шина с байпасом.
- Размеры шкафа: стандартный (1200×1300×2650 мм для тока 40 кА менее или равного 2000 А) или компактный вариант.
- Реле защиты, приборы учета и расположение клеммных колодок
- Цвет корпуса: стандартный цвет RAL, если не указан
- Условия окружающей среды - полностью заявляют:
Высота над уровнем моря: стандартная. Меньше или равна 1000 м; на высоте более 1000 м требуется оценка снижения номинальных характеристик
Температура окружающей среды: стандартная от -15 до +40 градусов; тропические или арктические территории требуют декларации
Влажность: среднесуточная. Меньше или равна 95 %; прибрежные территории или участки с высокой-влажностью требуют декларации
Атмосфера: необходимо указать наличие агрессивного газа, пыли или химических паров. - определяет, требуется ли дополнительная герметизация распределительного помещения или климат-контроль.
Требование к сейсмичности: стандартное. Меньше или равно 8 градусам; зоны с более высокой сейсмичностью требуют структурной оценки
- Заводские приемочные испытания - требуются для каждого заказа:
Испытание выдерживаемого напряжения промышленной частоты на собранных панелях
Измерение частичных разрядов
Механическое испытание системы блокировки
Полный отчет FAT прилагается к отгрузочной документации
6. Сопоставление приложений: какие типы панелей должны быть фиксированного типа при напряжении 12 кВ
В таблице ниже общие функции панели 12 кВ сопоставлены с рекомендуемым типом монтажа на основе совокупной стоимости владения и анализа непрерывности работы, приведенного выше.
Металл закрыл установку химического завода промышленной подстанции Распределительного устройства 12кв
- Рекомендуется фиксированный тип:
Входящие фидерные панели трансформатора - требуют отключения шин для технического обслуживания трансформатора независимо от того,
Трансформатор напряжения и панели измерения - очень низкая частота коммутации; минимальные требования к техническому обслуживанию
Панели ограничителей перенапряжения - функция пассивной защиты; без рутинного переключения
Секция шин и панели шинных соединителей - работали только во время плановых изменений конфигурации.
Панели фидеров электродвигателей на объектах с окнами планового останова
Все панели на вторичных распределительных подстанциях с приемлемым риском отключения электроэнергии
- Рекомендуется выдвижной тип:
Панели критически важных технологических фидеров, где непрерывность шин во время технического обслуживания имеет расчетное значение
Панели, обслуживающие нагрузки, прерывание которых невозможно без значительного риска для безопасности или производства.
Установки, в которых спецификация коммунального предприятия или консультанта требует выдвижной конструкции.
- Смешанная спецификация (наиболее экономичная-эффективность для полных линеек):
Панели главных входных и критических фидеров: выдвижные.
Все вспомогательные функциональные панели (ТН, учета, разрядника, секции): фиксированного типа.
Результат: 30–40% панелей по съемной премии, 60–70% по фиксированной стоимости.
7. Экологические соображения: упускаемые из виду преимущества фиксированных металлических распределительных устройств
Экологический профиль стационарных распределительных устройств часто превосходит выдвижные эквиваленты: меньшее использование материалов в механизме шасси и меньший физический след способствуют снижению выбросов углекислого газа в течение жизненного цикла продукта.
В классе напряжения 12 кВ это соображение становится все более актуальным для проектов с требованиями отчетности об устойчивом развитии или критериями закупок ESG. XGN66-12(Z) использует воздух в качестве основной изолирующей среды -, что исключает необходимость обращения с элегазом SF₆, контроля утечек и требований по-удалению-срока службы, связанных с конструкциями с элегазовой изоляцией. Фиксированный монтаж исключает использование медных и стальных компонентов выдвижного механизма тележки, что снижает как энергопотребление при производстве, так и содержание сырья для каждой панели.
Для проектов на рынках, где применяются требования к отчетности по выбросам углерода, сертификации зеленого строительства или требованиям цепочки поставок ESG, материальная эффективность правильно указанногофиксированное металлическое распределительное устройствоМодельный ряд — это фактор спецификации, который учитывается при оценке закупок наряду с капитальными затратами и эксплуатационными показателями.
8. Резюме: Решение по спецификации по трем вопросам
Если вы указываетераспределительное устройство 12кВДля промышленной подстанции и необходимости определить, подходит ли металлическая закрытая конструкция фиксированного типа, ответ определяют три вопроса:
- Вопрос 1:Поддерживает ли эта панель нагрузку, при которой обесточивание секции шин для обслуживания выключателя может привести к неприемлемым эксплуатационным последствиям?
Если да: укажите съемный
Если нет: перейдите к вопросу 2.
- Вопрос 2:Требуется ли для независимой работы панели отключение шин для проведения соответствующих работ по техническому обслуживанию, независимо от типа установки выключателя?
Если да: фиксированный тип является правильной спецификацией - выдвижной механизм не дает никаких преимуществ.
Если нет: перейдите к вопросу 3.
- Вопрос 3:Есть ли у проекта бюджетные ограничения, ограничения по пространству или требования к устойчивости, которые конструкция фиксированного типа решает более эффективно, чем выдвижная альтернатива?
Если да: фиксированный тип обеспечивает большую ценность
Если нет: любая конфигурация технически приемлема - примите окончательное решение об общей стоимости владения в течение срока службы актива.
Для большинства панелей типичной промышленной подстанции напряжением 12 кВ вопросы 1 и 2 вместе указывают на фиксированный тип как на правильную спецификацию. Снимаемую надбавку следует применять выборочно, если она соответствует реальным эксплуатационным требованиям -, а не применять единообразно для всей линейки, поскольку она воспринимается как вариант с более высокими-спецификациями.
Связанные ресурсы
Подробное обсуждение сценариев применения распределительных устройств фиксированного типа и преимуществ вакуумных выключателей см.:Распределительное устройство переменного тока фиксированного типа с вакуумным выключателем - Когда оно является правильным выбором для распределения электроэнергии внутри помещений?
Спецификации продукта XGN66-12(Z), технические чертежи и информацию для заказа см.посетите страницу продукта XGN66-12(Z) Фиксированное распределительное устройство в металлическом корпусе.
Для выкатных распределительных устройств в металлической оболочке классов напряжения 10 кВ и 35 кВ:см. страницы продуктов KYN28A-12 и KYN61-40.5..