Повний посібник із електричних розподільних шаф: типи, функції та компоненти

У сучасних системах розподілу електроенергії комутаційні пристрої високої- та середньої-напруги є основою безпеки та контролю мережі. Ці вузли складаються з різних спеціалізованих шаф, кожна з яких призначена для певної ролі-від отримання живлення до захисту ланцюгів, що знаходяться нижче.

Нижче наведено повну розбивку 10 основних типів розподільних шаф, які сьогодні використовуються в мережах розподілу електроенергії.

1. Вхідний кабінет (Приймальний кабінет)

Вхідний кабінет діє як первинна точка входу для електроенергії, що надходить на об’єкт або підстанцію з основної мережі. Він подає живлення безпосередньо від вхідної лінії до внутрішньої системи шин.

·

Основні компоненти:Вакуумний автоматичний вимикач (VCB), трансформатори струму (CT), трансформатори потенціалу/напруги (PT) і роз’єднувачі.

Основні функції: 

•  Розподіл потужності:Направляє вхідну енергію мережі на головну шину.
• Захист ланцюга:Використовує вакуумний вимикач для усунення коротких замикань і усунення несправностей надструму.
• Ізоляція та безпека:Включає ручний роз’єднувач для забезпечення фізичного повітряного зазору для обслуговуючого персоналу.
• Моніторинг:Розміщує ТТ і ТТ для точного відстеження показників вхідного струму та напруги.

2. Вихідна шафа (корпус/розподільний шафа)

Вихідна шафа відповідає за розподіл електроенергії від головної шини до окремих розгалужених ланцюгів, трансформаторів або важкого обладнання.

Основні компоненти:Автоматичні вимикачі, трансформатори струму (CT), трансформатори потенціалу (PT) і роз’єднувачі.

Основні функції:

• Балансування навантаження:Безпечно направляє живлення в різні зони об'єкта.
• Захист гілок:Забезпечує локальний захист від надточного струму та перевантаження, гарантуючи, що несправність в одній гілці не призведе до збою всієї системи.
• Оперативний контроль:Дозволяє операторам підключати або відключати певні навантаження, не перериваючи роботу всього об’єкта.

3. Кабінет зчеплення автобусів (шафа секційування автобусів)

The Шафа автобусної зчіпки використовується для з'єднання двох окремих секцій шин. Це критично важливий компонент у конфігураціях із одно-секційною або подвійною-шиною шин, що забезпечує величезну робочу гнучкість.

Основні функції:

• Резервування та надійність:У разі виходу з ладу одного вхідного джерела живлення спрацьовує головний вимикач, а шинний з’єднувач безпечно замикається, щоб направити живлення від активної шини до знеструмленої секції, запобігаючи простою обладнання.
• Автоматичне відновлення:Після безпечного відновлення несправної частини живлення шафа автоматично відкривається та повертається в режим очікування.

4. Шафа PT (шафа трансформатора потенціалу/напруги)

Шафа PT встановлюється безпосередньо на шинну систему для безперервного моніторингу рівнів напруги на шинній шині та запуску реле захисту-всієї системи.

Основні компоненти:Трансформатори потенціалу (PT), роз’єднувачі, запобіжники-високої напруги та розрядники перенапруг.

Основні функції:

• Вимірювання напруги:Знижує високу напругу в системі до безпечного рівня, який можна вимірювати для лічильників і реле захисту.
• Захист від перенапруги:Має розрядники для захисту чутливого вторинного обладнання від ударів блискавки та перенапруг.

5. Шафа ізолятора (шафа-роз’єднувач)

TheІзоляторна шафапризначений для створення видимого фізичного розриву в ланцюзі або між двома секціями збірної шини, або між обладнанням-отримання та електропостачання-.

⚠️ Критична блокування безпеки:Шафа ізоляторане можнарозірвати або включити струм навантаження. Експлуатація візка ізолятора, коли автоматичний вимикач замкнутий, призведе до катастрофічної дуги. Необхідні обов’язкові механічні або електричні блокування, щоб гарантувати, що автоматичний вимикач повністю розімкнуто, перш ніж можна буде перемістити візок ізолятора.

6. Конденсаторна шафа (шафа компенсації реактивної потужності)

Конденсаторна шафа призначена для компенсації реактивної потужності. Покращуючи коефіцієнт потужності електричної системи, це підвищує ефективність мережі, зменшує втрати енергії та усуває штрафи за коефіцієнт потужності.

Основні компоненти:Паралельні батареї конденсаторів, комутаційні схеми керування (контактори або тиристори) і захисні запобіжники.

Основні правила безпеки:

Час розряду:Після відключення батареї конденсаторів зберігають небезпечну залишкову енергію. Оператори ніколи не повинні торкатися внутрішніх компонентів, доки не мине достатній період розряду.

Обмеження повторного замикання:Швидке повторне вмикання суворо заборонено (зазвичай вимагає принаймні 1-хвилинної затримки), щоб запобігти руйнівним стрибкам перенапруги.

Вирівнювання зносу:Автоматичні контролери повинні змінювати послідовність перемикання окремих груп конденсаторів, щоб забезпечити рівномірне зношування по всьому блоку.

7. Шафа обліку

TheШафа облікуце спеціальний, високонадійний корпус, який використовується виключно для вимірювання тарифу на електроенергію ($kWh$). Він підтримує конфігурації як високої-напруги, так і-низької напруги залежно від угоди з комунальним підприємством.

Основні компоненти:Роз’єднувачі, запобіжники, високо{0}}точні перетворювачі струму/перетворювачі струму, лічильники активної та реактивної енергії (звичайні чи цифрові), реле захисту та монітори навантаження.

Основні функції:

• Вимірювання доходу:Використовує первинну конфігурацію вимірювання (вимірювання високої-напруги живлення та високо-напруги) для отримання високоточних даних про споживання енергії до втрат трансформатора, забезпечуючи точне виставлення рахунків за комунальні послуги.
• Захист-зловживання:Шафи обліку комунальних послуг повинні мати фізичні пломби проти-злому. Кінцевий-користувач зобов’язаний підтримувати ці печатки та захищати цілісність корпусу.

8. Шафа ГІС (розподільні пристрої з газо-ізоляцією)

Кабінет ГІС об’єднує всі основні компоненти передачі-включно з автоматичними вимикачами, роз’єднувачами, заземлювачами та інструментами-в одному герметично закритому металевому резервуарі.

Ізоляційне середовище:Історично гексафторид сірки використовувався завдяки його неперевершеним властивостям-гасіння дуги та діелектричним властивостям. Цей газ дозволяє стиснути загальну площу до 70% порівняно зі звичайними розподільними пристроями з повітряною -ізоляцією (AIS).

Сучасна екологічна відповідність:Через сувору глобальну кліматичну політику, спрямовану на фторовані гази, сучасні блоки ГІС швидко переходять на альтернативи гексафториду сірки (наприклад, чисте сухе повітря, азот або еко-газові суміші), щоб забезпечити ідентичні показники безпеки з нульовим потенціалом глобального потепління.

9. Кабінет висоти шин (шафа стояка автобуса)

Оскільки первинні шини проходять горизонтально вздовж верхньої частини лінійки розподільних пристроїв, на шинному сполучнику виникає проблема структурного з’єднання. Внутрішній вимикач шинного сполучника спрямовує електричний шлях вниз для досягнення безпечного розриву ланцюга. Оскільки струм зараз знаходиться на рівні підлоги блоку, він не може безперешкодно підключитися до наступної верхньої -секції горизонтальної шини.

The Кабінет висоти шин вирішує цю вимогу щодо шляху. Оскільки системи середньої{1}} та високої-напруги вимагають строгих фізичних відстаней, мідні шини не можна просто щільно зігнути вгору. Ця шафа забезпечує спеціальне, повністю ізольоване вертикальне склепіння, що містить-потужні вертикальні мідні шини та опорні ізолятори для безпечного підйому електроенергії до рівня даху.

10. Кільцевий головний блок (RMU)

Кільцевий головний блок (RMU) – це компактна, зібрана на заводі-металева-закрита система розподільчого пристрою, призначена для вторинного розподілу електроенергії в-системі з замкнутим циклом (кільцева) топологія мережі.

Основна операція:RMU дозволяє локалізованим розподільним трансформаторам підключатися до кільцевої мережі. Якщо несправність виникає на одній стороні основного кільцевого контуру, перемикачі-вимикача навантаження ізолюють пошкоджену ділянку, тоді як живлення безперешкодно направляється з протилежного напрямку.

Ключові переваги:Робота-необслуговування, виняткова стійкість до навколишнього середовища та над-компактність роблять RMU стандартним вибором для підземних міських мереж, вітряних і сонячних електростанцій, а також-високої щільності розподілу електроенергії в житлових приміщеннях.