Quan els enginyers i els gestors de compres cerquen aparells de commutació de mitjana tensió, poques vegades comencen amb una pissarra en blanc. La majoria ja tenen en ment un nivell de tensió, un tipus d'instal·lació per al qual estan dissenyant o una filosofia de manteniment que han d'adaptar-se. El que necessiten és un desglossament clar de com es diferencien realment els principals tipus de productes, quines especificacions són realment importants per a la seva aplicació i quines preguntes cal fer al fabricant abans de comprometre's amb una comanda de compra.
Aquesta guia cobreix tot això. Se centra en les tres configuracions que apareixen amb més freqüència en projectes industrials i d'utilitat a tot el món: aparells de commutació tancats metàl·lics, aparells de commutació amb revestiment metàl·lic de CA i aparells de distribució ARMORED Drawout. Comprendre com es relacionen aquests tres és la base de qualsevol decisió de selecció sòlida.
Sala d'aparells de la subestació elèctrica
Què fa realment l'aparell de commutació de mitjana tensió
L'aparell de commutació de mitjana tensió és la capa d'equip que es troba entre una font de transmissió d'alta{0}}tensió i els circuits de distribució que alimenten edificis, motors, transformadors i altres càrregues. Les seves tasques principals són controlar el flux d'energia, aïllar les avaries ràpidament i permetre que el manteniment es realitzi de manera segura.
El terme "mitja tensió" cobreix una banda ampla. El rang de tensió s'entén comunament com a sistemes de distribució superiors a 1 kV i, generalment, fins i fins a 52 kV inclosos. A la pràctica, la majoria d'aparells de commutació de MT comercials i industrials s'especifiquen en el rang de 3,3 kV a 36 kV. A sota hi ha un engranatge de baixa-tensió nominal inferior a 1 kV, utilitzat en edificis residencials i comercials petits. A sobre hi ha equips de transmissió d'alta tensió-, que requereixen estratègies d'aïllament i separació fonamentalment diferents.
La distinció entre aparells de commutació de MT i BT no és només un nombre de tensió. L'aparell de commutació de MT equilibra el cost, el manteniment al llarg del temps i la mida, el que el fa adequat per a instal·lacions industrials petites i grans, subestacions i xarxes de distribució de serveis públics. Aquest equilibri és el motiu pel qual la categoria és tan àmplia i per què l'elecció entre els tipus de construcció té conseqüències reals tant pel que fa als costos inicials com a les despeses d'explotació-a llarg termini.
Els tres tipus de construcció principals
Aparament de commutació tancat metàl·lic
Aparament de commutació tancat metàl·licés la categoria més àmplia i inclusiva de les tres. L'aparell de commutació tancat metàl·lic no requereix una compartimentació completa dels components interns. Tots els components primaris, inclosos els interruptors automàtics, les barres de bus i les connexions de cable, poden compartir un únic recinte en lloc d'estar separats per barreres metàl·liques a terra entre cada zona funcional.
Aquest enfocament de construcció té avantatges pràctics. Els aparells tancats metàl·lics solen ser menys cars, tenen una empremta més petita i poden oferir una varietat més àmplia d'opcions de connexió i connexió en comparació amb els aparells revestits de metall. Per a projectes on els nivells de corrent de falla són moderats i l'entorn és relativament estable, aquest disseny ofereix un rendiment sòlid sense la prima de cost associada a l'engranatge totalment compartimentat.
Els aparells de commutació tancats metàl·lics sovint es seleccionen per la seva rendibilitat-costa i són adequats per a aplicacions amb nivells de corrent de falla més baixos. Compleix amb els estàndards ANSI i IEEE, garantint la fiabilitat per a entorns específics.
On s'adapta millor l'aparell de commutació de tancament metàl·lic: subestacions secundàries, instal·lacions comercials més petites, aplicacions on l'espai és limitat i el corrent de falla és manejable i projectes on la disciplina pressupostària és una limitació principal.
Interruptor de revestiment metàl·lic de CA
AC revestit de metallL'aparell de commutació representa el nivell superior de construcció de mitjana tensió. La característica que defineix és la compartimentació. Cada component funcional, inclòs l'interruptor, les barres colectores i els compartiments de cables, està aïllat dins del seu propi recinte de xapa metàl·lica amb connexió a terra. Aquests compartiments estan totalment segregats per evitar contactes accidentals i contenir possibles errors.
Les implicacions de seguretat d'aquest disseny són importants. Des del punt de vista de la seguretat, els aparells de revestiment metàl·lics ofereixen una protecció superior. La compartimentació limita la propagació de les falles, redueix el risc de propagació de flaix d'arc i permet fer el manteniment d'una secció mentre les seccions adjacents romanen energitzades.
Els interruptors de circuit utilitzats en els aparells de revestiment metàl·lic de CA són tipus extrets com a requisit estàndard, no una característica opcional. La naturalesa extraïble dels seus interruptors permet un manteniment i proves simplificats. Un interruptor es pot moure físicament a través de les posicions connectades, de prova i desconnectades sense des-energitzar tota la formació. Els interruptors de recanvi es poden provar-previament i els interruptors es poden canviar amb una interrupció mínima del servei elèctric. Els sistemes de control i els relés de protecció es poden provar a la posició TEST sense afectar l'alimentació de distribució d'energia associada.
Els aparells revestits de metall s'adhereixen als rigorosos estàndards de la indústria com IEC 62271-200 i ANSI/IEEE C37.20.2. Les classificacions de tensió solen anar des de 4,76 kV fins a 38 kV a l'extrem superior, cobrint la majoria de les aplicacions industrials i comercials grans.
On s'adapta millor l'aparell de revestiment metàl·lic de CA: instal·lacions de missió-crítiques com hospitals, centres de dades i plantes de fabricació on els requisits de temps d'activitat són alts; entorns amb nivells elevats de corrent de falla; i projectes on la flexibilitat de manteniment al llarg de la vida útil de la instal·lació justifiqui la major inversió inicial.
Aparellatge d'extracció blindat
Aparellatge d'extracció blindatés un terme que apareix amb freqüència a les especificacions de projectes escrites segons els estàndards IEC i als aparells de commutació fabricats-xinès exportats sota marcs GB 3906, tot i que el concepte d'enginyeria subjacent s'ajusta molt al que els estàndards nord-americans defineixen com a revestiment metàl·lic. El propi nom comunica la intenció del disseny: el recinte proporciona una armadura física al voltant de cada compartiment i l'interruptor és extraïble en lloc de fixar-se al seu lloc.
L'aparell de commutació blindat inclou una estructura de quatre-compartiments que cobreix la zona de barres, la zona d'interruptors, la zona de cable i la zona de control. Aquesta estructura assegura que una falla que es desenvolupa en una zona s'hi contingui, protegint tant el personal com els equips adjacents. L'interruptor, normalment un interruptor de circuit de buit en dissenys moderns, es pot instal·lar entre posicions mentre roman dins del recinte, eliminant la necessitat que el personal estigui a prop dels conductors actius durant les operacions rutinàries.
L'aparell de commutació de CA desmuntable blindat està dissenyat per oferir una seguretat i durabilitat millorades, garantint una font d'alimentació fiable en entorns difícils. La seva construcció robusta resisteix els impactes externs, el que el fa ideal per a condicions difícils del lloc. La naturalesa modular del disseny també facilita el manteniment i les actualitzacions futures.
Per a aplicacions de mitjana tensió que van des d'1 kV fins a 35 kV, els aparells de commutació blindats són ideals per a plantes industrials, subestacions de serveis públics i infraestructures a gran-escala. La sèrie KYN28A-12 és una línia de productes àmpliament referenciada en aquesta categoria, especificada habitualment per a projectes de distribució de 10 kV a Àsia, Orient Mitjà i Àfrica. A 35 kV, les configuracions d'extracció blindada són l'estàndard de cura per al treball de la subestació primària.
On s'adapta millor l'aparell de distribució d'armadura d'extracció: projectes que especifiquen IEC 62271-200 o GB 3906; subestacions de serveis públics i aplicacions de xarxes d'anell en mercats on predominen els aparells de commutació de fabricació xinesa; i instal·lacions que requereixen una contenció robusta de fallades en combinació amb la flexibilitat operativa d'un mecanisme d'interruptor extraïble.
GANGHENG XGN17-Caixa 40,5-Aparament de commutació de tancament metàl·lic de CA fix de tipus
Especificacions clau per avaluar
L'elecció d'un tipus de construcció només és una part del procés de selecció. Cada paquet d'especificacions ha d'abordar els paràmetres tècnics següents abans d'anar a un fabricant per demanar-li una cotització.
Tensió nominal (Ur).Aquesta és la tensió màxima de funcionament continu que l'equip està dissenyat per suportar. La tensió nominal s'ha de seleccionar per sobre del valor més alt de la tensió de funcionament i està associada a un nivell d'aïllament. Les qualificacions habituals per a projectes industrials són 12 kV, 24 kV i 36 kV. Especificar una valoració massa propera a la tensió real del sistema no deixa marge per a sobretensions transitòries.
Nivell Bàsic d'Aïllament (BIL).Aquest valor defineix fins a quin punt l'aparell de commutació resisteix els esdeveniments d'impuls del llamp. La tensió de resistència a l'impuls del llamp cobreix tots els esdeveniments d'alta freqüència, normalment sobretensions d'origen extern. Coincidir el BIL de l'aparell de commutació amb els limitadors de sobretensions i les terminacions del cable en el mateix circuit és un requisit que els enginyers de vegades passen per alt quan munten una especificació.
Corrent normal nominal.Aquest és el corrent continu que han de portar les barres principals i els interruptors sense sobrepassar els límits de temperatura. Les qualificacions estàndard per a les alineacions de MT oscil·len entre 630 A a l'extrem inferior i 3.000 A o més per a les seccions d'entrada principals en instal·lacions grans.
Valoració{0}}de curtcircuit.La classificació del curt-circuit ha d'indicar el valor kA simètric i la durada, normalment un segon, per als interruptors, barres, interruptors de terra i desconnexió. També s'ha d'incloure la capacitat actual. Un dels errors més greus de l'especificació de l'aparell de commutació és una subdimensionada de la classificació del curt-circuit, ja que afecta tant la supervivència de l'equip durant una fallada com la seguretat del personal proper.
Compliment d'estàndards.Els projectes amb compradors o prestadors internacionals requeriran una declaració clara de la norma aplicable. La IEC 62271-200 regula els aparells de commutació de MT tancats de metall sota el marc internacional. ANSI/IEEE C37.20.2 s'aplica als aparells de commutació amb revestiment metàl·lic als mercats nord-americans. El compliment de les normes de seguretat impulsa les pràctiques de selecció modernes. Per a projectes d'exportació de la Xina, l'alineació GB 3906 també és habitual i s'ha de confirmar amb el fabricant.
Valoració ambiental.Els factors ambientals com la humitat i la temperatura són consideracions importants a l'hora d'escollir un aparell de commutació per garantir un rendiment fiable. Les instal·lacions exteriors requereixen una impermeabilització addicional, i els entorns tropicals o costaners poden requerir escalfadors anticondensació i tractaments superficials millorats. Els requisits de qualificació IP s'han d'indicar explícitament a l'especificació.
Com comparar proveïdors
Una vegada que l'especificació tècnica és clara, el procés de selecció passa a l'avaluació dels fabricants. Algunes àrees mereixen una atenció especial.
La documentació de la prova de tipus no és opcional. Una línia d'aparells de commutació provada correctament tindrà certificats de classificació d'arcs interns, informes de proves de resistència a curt-circuits i registres de proves d'augment de temperatura. Els fabricants que no poden produir aquests documents venen només pel preu, i el perfil de risc d'aquesta compra és difícil de justificar en qualsevol projecte rellevant.
La capacitat de producció de fàbrica importa més que les afirmacions de fullets. Els fabricants d'aparells de MT establerts mantenen línies de producció dedicades amb fabricació CNC per a components de tancaments, processos controlats per al muntatge de barres i proves d'alt-potencial interns abans de l'enviament. Sol·licitar una auditoria de fàbrica o un acord d'inspecció de producció és raonable per a comandes d'escala significativa.
El temps de lliurament i la disponibilitat de peces de recanvi sovint es veuen infraponderats en l'avaluació inicial. Una línia d'aparells que triga 20 setmanes a produir-se i no té interruptors de recanvi emmagatzemats localment crea un risc operatiu per al propietari de la instal·lació. La comprensió del programa de lliurament estàndard del fabricant, l'inventari de trencadors de recanvi disponible i la-xarxa d'assistència postvenda hauria de formar part de la comparació de proveïdors, no una idea posterior a l'etapa de la comanda de compra.
Selecció del tipus adequat per al vostre projecte
La decisió entre l'aparell de commutació de tancament metàl·lic, l'aparell de commutació de revestiment metàl·lic de CA i l'aparell de distribució d'armadura armada es redueix finalment a tres factors: el nivell de corrent de falla present al sistema, la filosofia de manteniment de la instal·lació i el marc estàndard aplicable.
Per a projectes amb nivells de corrent de falla més baixos, entorns estables i pressupostos més ajustats, l'aparell de commutació amb tancament metàl·lic ofereix un rendiment adequat a un preu competitiu. Per a les instal·lacions de missió-crítica on la contenció de flaix d'arc i la capacitat de manteniment-d'autobusos en directe no són-negociables, l'aparell de commutació de revestiment metàl·lic de CA és l'opció adequada. Per als projectes que especifiquen marcs IEC o GB, especialment en contextos de serveis públics i d'infraestructura, ARMORED Drawout Switchgear ofereix el disseny d'interruptors-compartimentats i extraïbles que esperen els enginyers i els serveis públics d'aquests mercats.
Cap d'aquests tipus és inherentment superior. Cadascun és una resposta d'enginyeria a un conjunt definit de requisits. El comprador que arriba a un fabricant amb una comprensió clara d'aquests requisits, recolzat per una especificació detallada, obtindrà constantment un millor preu, un millor compliment i menys sorpreses durant la posada en marxa que el comprador que deixa la selecció al proveïdor.
Si esteu treballant amb l'especificació d'un projecte proper i necessiteu orientació tècnica sobre paràmetres classificats, requisits de prova de tipus o terminis de producció, el punt de partida adequat és una conversa amb un fabricant que pot mostrar la documentació dels tres.