Ano angHigh-Voltage Switchgear?

I. Pangunahing Kahulugan (Maikling Bersyon)

High-Voltage Switchgear: Isang metal-enclosed armored complete set ng power distribution switchgear na may rated voltage na 3.6kV～40.5kV, pagsasama ng mga circuit breaker, isolating switch, earthing switch, transformer, proteksyon at pangalawang bahagi ng kontrol. Ito ang pangunahing pangunahing kumpletong hanay ng mga kagamitan sa medium at high-voltage power distribution system.

Mga Pangunahing Pag-andar: Ginagamit sa power system para sa pagtanggap ng kuryente, pamamahagi, switching control, short-circuit at overload na proteksyon ng fault, electrical isolation, safety interlocking at operation monitoring, malawakang naaangkop sa iba't ibang medium at high-voltage na senaryo ng pamamahagi ng kuryente.

Mga Pangunahing Tampok: 1. Ganap na metal-enclosed na may independiyenteng paghihiwalay ng maraming compartments, arc-proof at electric shock-proof; 2. Nilagyan ng karaniwang five-prevention mechanical + electrical interlocking upang maalis ang maling operasyon; 3. Pagkuha ng vacuum circuit breaker bilang core switching at proteksyon executive component; 4. Pagsunod sa GB 3906, IEC 62271 high-voltage switchgear standards.

II. Saklaw ng Aplikasyon at Pamantayan sa Pagpapatupad

Mga karaniwang antas ng boltahe: 10kV (12kV), 35kV (40.5kV). Ito ay isang mahalagang kagamitan para sa mga pang-industriya at pagmimina, mga substation, photovoltaic energy storage, factory power distribution at box-type substation supporting.

Mga pamantayan sa pagpapatupad: GB 3906, IEC 62271, ANSI/IEEE C37 na mga pamantayan ng serye, na tinitiyak ang kaligtasan, pagiging maaasahan at pagiging pandaigdigan ng pagpapatakbo ng kagamitan.

III. Pangunahing Pag-uuri (Mga Buong Dimensyon)

1. Ayon sa Uri ng Istraktura ng Gabinete

1. Uri ng Draw-out (Middle-mounted Cabinet): Mga modelong kinatawan ng KYN28A-12 (10kV), KYN61-40.5 (35kV). Ang circuit breaker ay isang withdrawable na uri ng trak; maaari itong ilabas at hatiin sa posisyon sa pagtatrabaho, posisyon sa pagsubok at posisyon sa paghihiwalay. Ang pagpapanatili ay hindi nangangailangan ng pagkawala ng kuryente ng buong cabinet, na may pinakamataas na antas ng kaligtasan, at ito ang pangunahing modelo sa industriya at mga substation.

2. Nakapirming Uri ng Switchgear: Mga kinatawan na modelo XGN2-12, GG1A. Ang circuit breaker ay naayos sa cabinet at hindi maaaring ilabas; ito ay may simpleng istraktura at mababang halaga. Ang pagpapanatili ay nangangailangan ng pagkawala ng kuryente sa buong linya, kadalasang ginagamit sa mga lumang lugar ng pabrika at mga low-end na senaryo ng pamamahagi ng kuryente.

3. Pangunahing Yunit ng Ring: Mga modelong kinatawan ng HXGN15-12, pangunahing yunit ng singsing ng SF6. Ito ay may maliit na volume at sumasakop sa mas kaunting lupain, kadalasang ginagamit sa pamamahagi ng kuryente sa komunidad, municipal ring network at sa loob ng box-type na substation; ito ay kadalasang kumbinasyon ng load switch + fuse, na angkop para sa mga pangangailangan ng terminal power distribution.

4. Gas-insulated Cabinet (C-GIS): Ganap na selyadong may SF₆/environmentally friendly na gas insulation, ang cabinet ay miniaturized, moisture-resistant at corrosion-resistant, angkop para sa malupit na kapaligiran tulad ng mga lugar sa baybayin, mga minahan ng karbon, matataas na lugar at mga panlabas na box-type na substation.

2. Sa Pamamaraan ng Insulation

- Air Insulation (AIS): Paggamit ng air + insulator bilang insulation medium, mababang presyo, maginhawang maintenance, malaking volume, na angkop para sa mga kumbensyonal na indoor power distribution scenario.

- Gas Insulation (GIS/C-GIS): Gumagamit ng closed gas-filled structure, na may mahusay na insulation at arc-extinguishing performance, maliit na volume, walang maintenance at mataas na gastos, na angkop para sa high-end at compact power distribution scenario.

3. Ayon sa Uri ng Circuit Breaker

- Vacuum Circuit Breaker: Ang pangunahing modelo para sa 10kV/35kV, pangunahin ang VS1 at ZN63 series. Wala itong polusyon sa langis, malakas na kakayahan sa pagpuksa ng arko, mahabang buhay ng serbisyo at walang maintenance, na angkop para sa karamihan ng mga senaryo ng pamamahagi ng katamtaman at mataas na boltahe ng kuryente.

- SF₆ Circuit Breaker: Kadalasang ginagamit sa mga antas ng boltahe na 35kV pataas, mataas na kasalukuyang at mataas na mga kondisyon ng pagkasira, na may higit na natatanging pagkakabukod at pagganap ng arc-extinguishing.

- Load Switch: Isang karaniwang bahagi sa mga pangunahing unit ng singsing, na maaari lamang magpalit ng normal na load current, hindi maaaring putulin ang short-circuit current, at kailangang isama sa mga piyus upang makamit ang fault protection.

4. Ayon sa Tungkulin at Layunin ng Gabinete

IV. Panloob na Five-Compartment Structure ng Gabinete (Pagkuha ng KYN28A-12 bilang Halimbawa)

Ang buong cabinet ay gumagamit ng isang ganap na metal-enclosed na disenyo, at ang bawat compartment ay nakahiwalay sa isa't isa nang walang arc flashover. Ang mga fault arc ay maaaring idirekta upang palabasin ang presyon, na mapakinabangan ang kaligtasan ng mga tauhan at kagamitan. Ang tiyak na istraktura ay ang mga sumusunod:

1. Kompartamento ng Bus (Pinakataas): Ayusin ang mga pangunahing bus bar at branch bus bar; nilagyan ng pressure release channel. Kapag naganap ang isang maikling circuit sa loob, ang arko ay maaaring idirekta pataas upang palabasin ang presyon, pag-iwas sa pinsala sa mga tauhan at kagamitan sa iba pang mga compartment.

2. Circuit Breaker Compartment (Central Core): Ilagay ang vacuum circuit breaker truck; nilagyan ng valve interlocking device. Kapag inilabas ang trak, awtomatikong magsasara ang mga high-voltage static na contact upang maiwasan ang mga tauhan na hindi aksidenteng mahawakan ang mga live na bahagi. Ang trak ay maaaring madaling ilipat sa pagitan ng tatlong posisyon: posisyon sa pagtatrabaho, posisyon sa pagsubok at posisyon sa paghihiwalay/pagpapanatili upang umangkop sa iba't ibang mga kondisyon sa pagtatrabaho.

3. Cable Compartment (Lower Part): Ito ang posisyon ng mga kable para sa mga papasok at papalabas na cable; built-in na kasalukuyang mga transformer (CT), earthing switch, arresters, zero-sequence transformer at iba pang mga bahagi, na responsable para sa koneksyon ng cable at proteksyon ng linya.

4. Instrument Secondary Compartment (Upper Front of the Cabinet): Ilagay ang microcomputer integrated protection device, measurement and control device, indicator lights, buttons, live na display, temperature at humidity controllers, secondary terminal blocks at iba pang pangalawang kagamitan, na responsable para sa pagsubaybay ng kagamitan, kontrol at paghahatid ng signal.

5. Low-Voltage Control Room/Mechanism Room: Place circuit breaker operating mechanism, energy storage motor, secondary circuit power supply at interlocking mechanical structure, na siyang pangunahing lugar para sa pagpapatakbo ng kagamitan at pag-imbak ng enerhiya.

V. Detalyadong Paliwanag ng Five Core Electrical Components

Ang pangunahing pagganap ng high-voltage switchgear ay tinutukoy ng mga panloob na bahagi. Ang limang pangunahing bahagi ay gumaganap ng kani-kanilang mga tungkulin at nagtutulungan upang matiyak ang normal na operasyon ng kagamitan:

1. Vacuum Circuit Breaker (Puso ng Kagamitan): Ang pangunahing function ay ang paglipat ng operasyon sa ilalim ng normal na mga kondisyon sa pagtatrabaho, at awtomatikong tripping sa kaso ng mga fault upang putulin ang fault current. Kabilang sa mga pangunahing parameter ang rated voltage, rated current, rated short-circuit breaking current (karaniwang 20kA/25kA/31.5kA/40kA) at rated thermal stability current, na direktang tumutukoy sa kapasidad ng proteksyon at mga naaangkop na sitwasyon ng kagamitan.

2. Isolating Switch: Walang arc-extinguishing capacity, at mahigpit na ipinagbabawal ang pagpapatakbo ng paglipat ng pagkarga; ang pangunahing function ay upang bumuo ng isang malinaw na break point sa panahon ng maintenance, at kumpirmahin ang kagamitan power outage sa pamamagitan ng visual na inspeksyon upang matiyak ang personal na kaligtasan ng mga tauhan ng maintenance.

3. Earthing Switch: Ginagamit para sa sapilitang earthing sa panahon ng pagpapanatili ng power outage ng kagamitan upang ilabas ang natitirang boltahe sa loob ng kagamitan at maiwasan ang mga aksidente sa electric shock na dulot ng hindi sinasadyang paghahatid ng kuryente; nilagyan ng mechanical interlocking na may mga circuit breaker at isolating switch upang matiyak ang pagsunod sa pagkakasunud-sunod ng operasyon.

4. Mga Transformer (CT/PT): Nahahati sa kasalukuyang mga transformer (CT) at mga transformer ng boltahe (PT). Pangunahing ginagamit ang CT upang mangolekta ng kasalukuyang linya at magbigay ng mga signal para sa pagsukat ng enerhiya ng kuryente at proteksyon ng overcurrent/short-circuit; Pangunahing ginagamit ang PT upang mangolekta ng boltahe ng bus at magbigay ng mga signal para sa pagsukat ng boltahe, pagsukat, proteksyon sa undervoltage/overvoltage at pagpapatakbo ng pag-synchronize.

5. Arrester: Ang pangunahing function ay upang sugpuin ang overvoltage ng kidlat at overvoltage sa pagpapatakbo, maiwasan ang pagkasira ng insulation layer ng switchgear at kasunod na mga transformer, cable at iba pang kagamitan na dulot ng overvoltage, at protektahan ang kaligtasan ng buong sistema ng pamamahagi ng kuryente.

VI. "Five-Prevention" Interlocking ng High-Voltage Switchgear (Nangungunang Priyoridad)

Ang lahat ng mga switchgear na may mataas na boltahe ay sapilitang nilagyan ng dobleng five-prevention interlocking device (mechanical + electrical), na hindi mapipilitang gumana nang iligal nang manu-mano, sa panimula ay inaalis ang mga aksidente sa maling operasyon, kabilang ang:

1. Pigilan ang aksidenteng pagbubukas at pagsasara ng mga circuit breaker upang maiwasan ang hindi sinasadyang paglipat ng linya;

2. Iwasang i-on at isara ang mga isolating switch na may load para maiwasan ang arc burn at pagkasira ng kagamitan;

3. Pigilan ang pagsasara ng mga switch ng earthing gamit ang kuryente upang maiwasan ang mga aksidente sa earth short-circuit;

4. Pigilan ang pagsasara at pagbibigay ng kuryente gamit ang earthing wire upang maiwasan ang short-circuit ng linya at pagkasira ng kagamitan;

5. Pigilan ang pagpasok sa mga live na compartment upang maiwasan ang mga personal na aksidente sa electric shock.

VII. Mga Pangunahing Teknikal na Parameter (Mga Pangkalahatang Pamantayan sa Industriya)

Kung isinasaalang-alang ang karaniwang ginagamit na KYN28A-12 10kV switchgear (pangunahing modelo) bilang halimbawa, ang mga pangunahing teknikal na parameter ay ang mga sumusunod:

- Na-rate na Boltahe: 12kV

- Rated na Dalas: 50Hz

- Rated Kasalukuyang: 630A, 1250A, 1600A, 2000A, 2500A, 3150A, 4000A (maaaring mapili ayon sa mga pangangailangan)

- Rated Short-Circuit Breaking Current: 20kA, 25kA, 31.5kA, 40kA

- Rated Thermal Stability Current (4s): Naaayon sa na-rate na short-circuit breaking current level

- Antas ng Proteksyon: Cabinet IP4X, Compartment IP2X, epektibong dust-proof at foreign object intrusion-proof

- Antas ng Pagkakabukod: Ang dalas ng kuryente ay nakatiis sa boltahe at ang boltahe ng kidlat ay nakatiis sa boltahe na parehong nakakatugon sa mga kinakailangan ng GB 3906 pambansang pamantayan

Mga core na parameter ng 35kV KYN61-40.5 na modelo: Rated voltage 40.5kV, rated current 1250A～3150A, na-rate ang kasalukuyang short-circuit breaking na higit sa lahat ay 25kA at 31.5kA, na angkop para sa 35kV na mga substation at malakihang industriyal na mga senaryo ng pamamahagi ng kuryente.

VIII. Logic ng Operasyon sa Paggawa

Ang pagpapatakbo ng high-voltage switchgear ay sumusunod sa mahigpit na mga pamamaraan sa pagpapatakbo upang matiyak ang kaligtasan at pagiging maaasahan, pangunahin na nahahati sa tatlong pangunahing kondisyon sa pagtatrabaho:

1. Normal na Proseso ng Power Supply: Pagbukas ng earthing switch → Circuit breaker truck na itinulak sa gumaganang posisyon → Isolating switch closing → Circuit breaker closing → Bus energized, electric energy na inihatid sa iba't ibang load.

2. Proseso ng Proteksyon ng Fault: Ang short circuit, overload, earthing at iba pang mga fault ay nangyayari sa linya → Current transformer (CT) collects abnormal signals → Microcomputer protection device acts quickly → Circuit breaker trips instantly → Isolate the fault line para matiyak ang normal na operasyon ng iba pang circuits at maiwasan ang fault expansion.

3. Proseso ng Pagpapanatili ng Power Outage: Pagbukas ng circuit breaker → Inalog ang trak upang subukan/isolasyon ang posisyon → Isolating switch opening → Isinara ang earthing switch → Pagkatapos makumpirma na ang kagamitan ay de-energized, ang takip ay maaaring buksan para sa operasyon ng pagpapanatili.

IX. Mga Sitwasyon ng Application

Bilang pangunahing kagamitan ng medium at high-voltage power distribution, ang high-voltage switchgear ay sumasaklaw sa maraming larangan tulad ng industriya, kabuhayan ng mga tao at bagong enerhiya, pangunahin na kabilang ang:

- Pangunahing sistema ng pamamahagi ng kuryente ng mga power plant at 35kV/10kV substation, na responsable para sa pagtanggap, pamamahagi at proteksyon ng kuryente;

- Mga malalaking pabrika, industriya ng kemikal, minahan, metalurhiya at iba pang mga industriyal na pagawaan, na nagbibigay ng matatag na pamamahagi ng kuryente na may mataas na boltahe para sa mga kagamitang may mataas na kapangyarihan;

- Mga komersyal na complex, ospital, data center, rail transit at iba pang lugar na may mataas na pangangailangan para sa pagiging maaasahan ng power supply;

- Photovoltaic power stations, energy storage power stations at wind power booster stations, na umaangkop sa mataas na boltahe na mga pangangailangan sa pamamahagi ng kuryente ng bagong pagbuo ng kuryente;

- High-voltage power distribution unit sa loob ng box-type na substation (box substation), na napagtatanto ang miniaturized at integrated power distribution.

X. Pang-araw-araw na Pagpapanatili at Mga Karaniwang Pagkakamali

1. Mga Pang-araw-araw na Inspeksyon

Ang regular na inspeksyon ay maaaring pahabain ang buhay ng serbisyo ng kagamitan at makahanap ng mga potensyal na pagkakamali sa oras. Tumutok sa pagsuri: kung ang kabinet ay may abnormal na ingay, pag-init at paghalay; kung normal ang mga indicator light at live na display; kung ang operating mekanismo ng pag-iimbak ng enerhiya ay sapat; kung maluwag o tumatanda ang pangalawang circuit wiring; kung ang five-prevention interlocking device ay flexible at maaasahan.

2. Mga Karaniwang Fault at Maikling Direksyon sa Pangangasiwa

- Ang circuit breaker ay hindi makapag-imbak ng enerhiya o mag-on/off: Suriin ang energy storage motor at operating mechanism, at i-troubleshoot ang pangalawang circuit power supply o mechanical jamming;

- Pagdiskonekta ng pangalawang circuit at maling operasyon ng proteksyon: Suriin ang mga bloke at cable ng pangalawang terminal, at i-troubleshoot ang mga setting ng parameter ng proteksyon ng device o mga pagkakamali ng bahagi;

- Condensation sa cabinet at insulation drop: Suriin ang temperature at humidity controller at dehumidification device, palakasin ang cabinet sealing, at iwasan ang epekto ng mahalumigmig na kapaligiran;

- Truck pushing and pulling jamming and interlocking failure: Suriin ang truck guide rail at interlocking mechanical structure, linisin ang mga debris at magsagawa ng lubrication maintenance;

- Transformer heating at terminal block ablation: Suriin ang higpit ng mga kable at i-troubleshoot ang overload ng transformer o mahinang contact.

XI. Mga Bentahe ng High-Voltage Switchgear

1. Mataas na Kaligtasan: Ganap na metal-enclosed na istraktura, epektibong arc-proof at electric shock-proof, multi-compartment isolation design ay binabawasan ang panganib ng fault diffusion;

2. Ligtas na Operasyon: Kumpletuhin ang five-prevention interlocking device, inaalis ang manual misoperation mula sa mechanical at electrical level, na tinitiyak ang kaligtasan ng mga tauhan at kagamitan;

3. Malakas na Pagiging Maaasahan: Pag-ampon ng teknolohiyang pang-vacuum arc-extinguishing, walang polusyon sa langis, mababang ingay, mahabang buhay ng serbisyo at mahabang panahon na walang maintenance;

4. Mataas na Kakayahang umangkop: Modular na disenyo, maginhawang pag-install, pagpapanatili at pagpapalit ng bahagi, at maaaring flexible na mapili ayon sa mga pangangailangan ng eksena;

5. Intelligent Upgrade: Maaaring nilagyan ng intelligent integrated protection, online na pagsukat ng temperatura, partial discharge monitoring at iba pang mga module upang maisakatuparan ang matalinong pagsubaybay at kontrol ng power distribution system, na umaangkop sa mga pangangailangan ng modernong smart grids.

Buod

 Mataas na boltahe na switchgear (3.6kV～40.5kV) ay isang pangunahing metal-enclosed power distribution equipment, pagsasama ng mga bahagi para sa power control, proteksyon at pagsubaybay, malawakang ginagamit sa iba't ibang medium at high-voltage na mga sitwasyon.

Mga FAQ

1. Ano ang high-voltage switchgear?

Isang metal-enclosed armored power distribution switchgear (3.6kV～40.5kV), pagsasama-sama ng mga pangunahing bahagi, ay ang pangunahing pangunahing kagamitan para sa daluyan at mataas na boltahe na pamamahagi ng kuryente.

2. Ano ang mga pangunahing tungkulin nito?

Pagtanggap ng kuryente, pamamahagi, kontrol ng switching, proteksyon ng fault, paghihiwalay ng kuryente, interlocking sa kaligtasan at pagsubaybay sa operasyon.

3. Ano ang mga pangunahing uri ng kabinet?

Uri ng draw-out (middle-mounted), fixed type, ring main unit at gas-insulated cabinet (C-GIS).

4. Ano ang mga karaniwang paraan ng pagkakabukod?

Air insulation (AIS) at gas insulation (GIS/C-GIS).

5. Ano ang mga pangunahing sangkap ng kuryente?

Vacuum circuit breaker, isolating switch, earthing switch, CT/PT transformer at arrester.

Ano ang "five-prevention" interlocking?

Pigilan ang maling operasyon ng mga circuit breaker, pagpapalit ng load ng mga isolating switch, live na pagsasara ng mga earthing switch, pagsasara gamit ang mga earthing wire at pagpasok sa mga live na compartment.

6. Ano ang mga karaniwang modelo at parameter?

KYN28A-12 (10kV, 630A～4000A); KYN61-40.5 (35kV, 1250A～3150A).

7. Ano ang mga pangunahing senaryo ng aplikasyon?

Mga power plant, substation, industrial workshop, commercial complex, photovoltaic/energy storage station at box-type na substation.

8. Ano ang mga karaniwang pagkakamali?

Ang pagkabigo ng circuit breaker, pangalawang circuit disconnection, cabinet condensation, truck jamming at transpormer heating.

9. Ano ang mga pakinabang nito?

Mataas na kaligtasan, ligtas na operasyon, malakas na pagiging maaasahan, mataas na flexibility at suporta para sa matalinong pag-upgrade.