Kompletny przewodnik po szafach rozdzielczych elektrycznych: typy, funkcje i komponenty

W nowoczesnych systemach dystrybucji energii zespoły rozdzielnic wysokiego- i średniego-napięcia stanowią podstawę bezpieczeństwa i kontroli sieci. Zespoły te składają się z różnych wyspecjalizowanych szaf, z których każda jest zaprojektowana do określonej roli-od odbioru zasilania po ochronę obwodów końcowych.

Poniżej znajduje się pełne zestawienie 10 podstawowych typów szaf rozdzielczych stosowanych obecnie w sieciach dystrybucji energii.

1. Szafka przychodząca (szafa odbiorcza)

Szafka dopływowa pełni funkcję głównego punktu wejścia energii elektrycznej wprowadzanej do obiektu lub podstacji z głównej sieci. Przesyła energię bezpośrednio z linii zasilającej do wewnętrznego systemu szyn zbiorczych.

·

Podstawowe komponenty:Wyłącznik próżniowy (VCB), przekładniki prądowe (CT), przekładniki potencjałowe/napięciowe (PT) i rozłączniki.

Podstawowe funkcje: 

•  Dystrybucja mocy:Kieruje przychodzącą moc sieci do głównej szyny zbiorczej.
• Ochrona obwodu:Wykorzystuje wyłącznik próżniowy do usuwania zwarć i obsługi usterek nadprądowych.
• Izolacja i bezpieczeństwo:Zawiera ręczny rozłącznik zapewniający fizyczną szczelinę powietrzną dla personelu konserwacyjnego.
• Monitorowanie:Mieści przekładniki prądowe i przekładniki prądowe umożliwiające dokładne śledzenie parametrów przychodzącego prądu i napięcia.

2. Szafka odpływowa (szafa zasilająca / rozdzielcza)

Szafa odpływowa jest odpowiedzialna za dystrybucję energii elektrycznej z głównej szyny zbiorczej do poszczególnych obwodów odgałęzionych, transformatorów lub ciężkich maszyn.

Podstawowe komponenty:Wyłączniki automatyczne, przekładniki prądowe (CT), przekładniki potencjałowe (PT) i rozłączniki.

Podstawowe funkcje:

• Równoważenie obciążenia:Bezpiecznie kieruje energię do różnych stref obiektu.
• Ochrona oddziałów:Zapewnia lokalne zabezpieczenie nadprądowe i przeciążeniowe, gwarantując, że awaria w jednej gałęzi nie spowoduje awarii całego systemu.
• Kontrola operacyjna:Umożliwia operatorom podłączanie lub odłączanie określonych obciążeń bez zakłócania pracy całego obiektu.

3. Szafka sprzęgu autobusowego (szafa podziału magistrali)

The Szafka sprzęgu autobusowego służy do mostkowania i łączenia dwóch odrębnych odcinków szyn zbiorczych. Jest to kluczowy element konfiguracji z pojedynczą-szyną zbiorczą podzieloną na segmenty lub z podwójną-szyną zbiorczą, zapewniający ogromną elastyczność operacyjną.

Podstawowe funkcje:

• Redundancja i niezawodność:W przypadku awarii jednego z przychodzących źródeł zasilania zostaje uruchomiony główny wyłącznik, a łącznik szynowy bezpiecznie zamyka się, aby skierować zasilanie z aktywnej szyny zbiorczej do-odcinka pozbawionego napięcia, zapobiegając przestojom obiektu.
• Automatyczne przywracanie:Po bezpiecznym przywróceniu uszkodzonej sekcji zasilania szafa automatycznie otwiera się i powraca do stanu gotowości.

4. Szafka PT (szafa transformatora potencjału/napięcia)

Szafę PT instaluje się bezpośrednio na systemie szyn zbiorczych, aby stale monitorować poziomy napięcia szyn zbiorczych i wyzwalać przekaźniki zabezpieczające-w całym systemie.

Podstawowe komponenty:Transformatory potencjału (PT), rozłączniki, bezpieczniki wysokonapięciowe i ograniczniki przepięć.

Podstawowe funkcje:

• Pomiar napięcia:Obniża wysokie napięcia systemowe do bezpiecznego, mierzalnego poziomu dla liczników i przekaźników zabezpieczających.
• Ochrona przeciwprzepięciowa:Zawiera ograniczniki przepięć chroniące wrażliwy sprzęt wtórny przed uderzeniami pioruna i przepięciami przełączającymi.

5. Szafka izolacyjna (szafa odłączników)

TheSzafka izolacyjnama na celu utworzenie widocznej, fizycznej przerwy w obwodzie pomiędzy dwiema sekcjami szyn zbiorczych lub pomiędzy urządzeniami-odbiorowymi i{1}}zasilającymi energię.

⚠️ Krytyczna blokada bezpieczeństwa:Szafka izolacyjnanie mogęprzerwać lub zasilić obciążenie prądem. Obsługa wózka izolującego, gdy wyłącznik jest zamknięty, spowoduje katastrofalne w skutkach wyładowania łukowe. Wymagane są obowiązkowe blokady mechaniczne lub elektryczne, aby zapewnić całkowite otwarcie wyłącznika przed przesunięciem wózka izolującego.

6. Szafka kondensatorów (szafa kompensacji mocy biernej)

Szafka kondensatorowa przeznaczona jest do kompensacji mocy biernej. Poprawiając współczynnik mocy systemu elektrycznego, zwiększa wydajność sieci, zmniejsza straty energii i eliminuje kary za współczynnik mocy użytkowej.

Podstawowe komponenty:Równoległe baterie kondensatorów, przełączające obwody sterujące (styczniki lub tyrystory) i bezpieczniki ochronne.

Podstawowe zasady bezpieczeństwa:

Czas rozładowania:Po odłączeniu baterie kondensatorów przechowują niebezpieczną energię resztkową. Operatorom nie wolno nigdy dotykać elementów wewnętrznych, dopóki nie upłynie wystarczający okres rozładowania.

Ograniczenia ponownego zamykania:Szybkie ponowne załączenie jest surowo zabronione (zwykle wymaga co najmniej 1-minutowego opóźnienia), aby zapobiec niszczycielskim skokom przepięcia.

Wyrównanie zużycia:Automatyczne sterowniki powinny zmieniać kolejność przełączania poszczególnych grup kondensatorów, aby zapewnić równomierne zużycie całego urządzenia.

7. Szafka pomiarowa

TheSzafka pomiarowato dedykowana, wysoce bezpieczna obudowa służąca wyłącznie do pomiaru taryfowego energii elektrycznej ($kWh$). Obsługuje konfiguracje zarówno wysokiego-, jak i niskiego- napięcia, w zależności od umowy o dostawę energii.

Podstawowe komponenty: Disconnector Switches, Fuses, High-Precision CTs/PTs, Active & Reactive Energy Meters (Conventional or Digital), Protection Relays, and Load Monitors.

Podstawowe funkcje:

• Pomiar przychodów:Wykorzystuje pierwotną konfigurację pomiaru (zasilanie-wysokim napięciem i pomiar-po stronie wysokiego napięcia), aby rejestrować bardzo dokładne dane dotyczące zużycia energii przed stratami w transformatorze, zapewniając precyzyjne fakturowanie za media.
• Zabezpieczenie- przed manipulacją:Szafki pomiarowe mediów muszą być wyposażone w fizyczne-plomby zabezpieczające przed manipulacją. Za konserwację tych uszczelek i ochronę integralności obudowy odpowiada prawnie{{2}użytkownik końcowy.

8. Szafa GIS (rozdzielnica-izolowana gazem)

Szafa GIS integruje wszystkie podstawowe elementy przekładni,-w tym wyłączniki, odłączniki, uziemniki i przyrządy,-w jednym, hermetycznie zamkniętym metalowym zbiorniku.

Medium izolacyjne:Historycznie rzecz biorąc, sześciofluorek siarki był używany ze względu na jego niezrównane właściwości-gaszenia łuku i właściwości dielektryczne. Gaz ten umożliwia zmniejszenie całkowitej powierzchni obudowy nawet o 70% w porównaniu z konwencjonalną rozdzielnicą-izolowaną powietrzem (AIS).

Nowoczesna zgodność z wymogami ochrony środowiska:Ze względu na rygorystyczną globalną politykę klimatyczną dotyczącą gazów fluorowanych nowoczesne jednostki GIS szybko przechodzą na alternatywne rozwiązania w postaci sześciofluorku siarki (takie jak czyste, suche powietrze, azot lub mieszaniny eko{{0}gazów), aby zapewnić identyczne wskaźniki bezpieczeństwa przy zerowym potencjale globalnego ocieplenia.

9. Szafka do podwyższenia szyn zbiorczych (szafa do podwyższenia szyny)

Ponieważ główne szyny zbiorcze biegną poziomo wzdłuż górnej części rozdzielnicy, na łączniku szynowym pojawia się wyzwanie związane z połączeniem strukturalnym. Wewnętrzny wyłącznik łącznika magistralnego kieruje ścieżkę elektryczną w dół, aby zapewnić bezpieczne przerwanie obwodu. Ponieważ prąd płynie teraz na poziomie podłogi urządzenia, nie można go płynnie połączyć z następną-montowaną od góry poziomą sekcją szyn zbiorczych.

The Szafka podwyższająca szyny zbiorcze rozwiązuje ten wymóg dotyczący ścieżki. Ponieważ systemy średniego- i wysokiego-napięcia wymagają ścisłych odstępów fizycznych, szyn miedzianych nie można po prostu mocno zgiąć w górę. Szafa ta stanowi dedykowane, w pełni izolowane sklepienie pionowe, w którym znajdują się-wytrzymałe pionowe szyny miedziane i izolatory słupków, które bezpiecznie odprowadzają energię elektryczną z powrotem na poziom dachu.

10. Jednostka główna pierścieniowa (RMU)

Jednostka główna pierścieniowa (RMU) to kompaktowy,-zmontowany fabrycznie,-metalowy system rozdzielnicy przeznaczony do wtórnej dystrybucji energii w topologii sieci z zamkniętą-pętlą (pierścieniem).

Podstawowa operacja:RMU umożliwia podłączenie zlokalizowanych transformatorów dystrybucyjnych do ścieżki sieci pierścieniowej. Jeśli po jednej stronie głównej pętli pierścieniowej wystąpi awaria, rozłączniki-odciążenia izolują uszkodzoną sekcję, a zasilanie jest płynnie kierowane z przeciwnego kierunku.

Kluczowe zalety:Bezobsługowe-działanie, wyjątkowa odporność na warunki środowiskowe i wyjątkowo-kompaktowe wymiary sprawiają, że RMU to standardowy wybór w przypadku podziemnych sieci miejskich, farm wiatrowych i słonecznych oraz-dystrybucji energii w budynkach mieszkalnych o dużej gęstości.