Què és un equipament blindat? Normes IEC, estructura de compartiments i com especificar-la per a projectes de 35 kV

Si especifiqueu un aparell de commutació per a una subestació de 35 kV i els documents del vostre consultor demaneuaparells blindats, podeu notar que moltes fitxes de dades del fabricant descriuen el mateix equip queaparell de revestiment metàl·lic. Això no és una contradicció. Els dos termes descriuen el mateix principi estructural - totalment compartimentat, tipus estirable-aparells de mitja tensióen què cada component principal està tancat individualment per barreres metàl·liques posades a terra -, però provenen de diferents tradicions d'estàndards regionals. "Armored" és el vocabulari de l'IEC i l'enginyeria europea; "revestiment de metall" és el terme nord-americà ANSI/IEEE.

Aquest article explica l'estructura deaparells blindats, com es diferencia d'altres dissenys de tancament metàl·lic, què requereixen les normes IEC pertinents i quins paràmetres heu d'especificar a l'hora d'adquirir unaparell de commutació de 35 kVgabinet per a un projecte de subestació. Al final s'inclou una referència real-de la posada en marxa d'un projecte de Tanzània.

1. Què significa realment "blindat" - Terminologia IEC vs ANSI

La paraula "blindat" en el context deaparells blindatsfa referència a l'ús de barreres metàl·liques a terra - plaques de blindatge - per separar físicament els compartiments interns del conjunt de l'aparell de commutació. És la manera de la tradició d'enginyeria IEC de descriure el que els estàndards ANSI/IEEE anomenen "revestiment metàl·lic".

D'acord amb la norma IEC 62271-200, l'estàndard que ara regula els aparells de commutació i control tancats de metall de CA- d'1 kV a 52 kV, els aparells de commutació es classifiquen pel seu grau de separació interna en quatre categories de pèrdua de continuïtat del servei (LSC) i classes de partició. Els dissenys de-classe més alta - els que tenen una partició metàl·lica completa entre totes les zones funcionals: corresponen directament al que els enginyers d'Europa, Àfrica, Orient Mitjà i Àsia anomenen "aparells blindats" i al que els enginyers nord-americans anomenen "aparells de revestiment metàl·lics" segons IEEE C37.20.2.

La conseqüència pràctica d'aquesta diferència de terminologia és que un xinès-fabricaaparells blindatsun armari com el KYN61-40.5, que està construït segons GB 3906 i IEC 60298, complirà els requisits estructurals que exigeix ​​una especificació IEC 62271-200 o IEEE C37.20.2. L'estructura blindada és l'especificació, independentment del vocabulari del cos estàndard que s'utilitza per descriure-la.

Un matís addicional: la tradició d'enginyeria britànica escriu la paraula "blindat" (amb au). Les dues grafies fan referència al mateix equipament. Quan cerqueu proveïdors o literatura tècnica, val la pena utilitzar ambdues grafies, especialment per a projectes als països de la Commonwealth.

2. L'estructura de quatre-compartiments: com l'aparell de commutació blindat conté energia de fallada

La característica definitòria deaparells blindatsés que l'interior de l'armari es divideix en quatre compartiments funcionals, cadascun completament tancat per barreres metàl·liques posades a terra sense obertures intencionades entre ells. Entendre què fa cada compartiment - i per què és important la separació - és essencial per a qualsevol persona que especifiqui o faci manteniment d'aquest equip.

Compartiment de barres

El compartiment de barres alberga les barres principals de coure o alumini que recorren la longitud de la línia de commutació, interconnectant tots els panells del conjunt. En la construcció blindada, aquest compartiment està totalment segellat dels panells adjacents per carcasses de conductes de barres, que aïllen la barra i eviten que l'energia de falla d'un panell arribi a la barra d'un panell veí. El disseny de barres seccionades significa que una fallada en el compartiment de barres d'un panell no es propaga a la resta de la línia.

Compartiment d'interruptors

El compartiment de l'interruptor alberga el camió extraïble -, el carro on està muntat l'interruptor. Aquest és el compartiment que dónaaparells blindatsel seu avantatge operatiu clau. El carretó es pot moure entre tres posicions definides: Servei (interruptor connectat amb circuits de barra i cable), Prova (circuits primaris desconnectats, cablejat de control secundari encara connectat) i Aïllat (carretó totalment retirat). Les persianes metàl·liques automàtiques cobreixen els contactes de desconnexió primaris sempre que el carretó no es troba en la posició de servei, evitant el contacte accidental amb les peces de la barra de distribució activa.

Compartiment de cables

El compartiment de cables es troba a la base de l'armari i proporciona el punt de connexió per als cables d'alimentació entrants o sortints. Està separat del compartiment de l'interruptor per una barrera metàl·lica posada a terra amb una obertura definida només per als conductors del circuit primari. El compartiment de cables normalment allotja transformadors de corrent per a relés de protecció, un interruptor de connexió a terra i extrems de segellat de cables. Al KYN61-40.5, l'ampli compartiment de cables admet diversos cables paral·lels per fase, la qual cosa és important per a aplicacions d'alimentació d'alta corrent.

Compartiment de control de baixa-tensió

El compartiment de control de baixa tensió-es troba a la secció superior de l'armari i conté els relés de protecció, els instruments de mesura, els interruptors de control, els llums indicadors i els blocs de terminals per al cablejat secundari. Està totalment separat dels compartiments del circuit primari, la qual cosa significa que es pot accedir al cablejat secundari per fer proves de relés i treballs de control mentre el circuit primari roman en funcionament - una característica crítica per a la posada en marxa i el manteniment de les subestacions energitzades.

Per què és important la compartimentació: contenció de falla d'arc

Quan es produeix una falla d'arc internaparells blindats- ja sigui per ruptura de l'aïllament, contaminació o operació de commutació - l'energia de l'arc es limita dins del compartiment on s'origina. Cada compartiment té un canal d'alleujament de pressió independent que expulsa els gasos calents lluny de les àrees de personal. Les barreres metàl·liques posades a terra impedeixen que l'arc es propagui als compartiments adjacents o als panells adjacents de la línia.

En els aparells de commutació tancats de metall no-cuirassat, on les barreres internes estan absents o estan incompletes, una fallada d'arc al compartiment de l'interruptor pot arribar immediatament a la barra de distribució activa, convertint una falla localitzada en un esdeveniment multifàsic catastròfic-. La construcció blindada és la principal defensa estructural contra aquest mode de fallada.

Esquema de l'estructura de quatre-compartiments de l'aparell blindat de les zones de control del cable del interruptor de barres

3. Tipus blindats i metàl·lics amb tancat i obert: una comparació de tres-modes

La taula següent compara les tres configuracions principals d'aparells de commutació de mitjana tensió a través dels criteris més importants per a l'especificació del projecte.

Nota de la taula: "Taula metàl·lica (sense-revestida)" fa referència a aparells de commutació amb un únic recinte compartit i barreres internes limitades - comunes a les unitats principals d'anell i a les subestacions secundàries compactes. Per a les aplicacions de subestació primària de 35 kV, la construcció blindada / revestida de metall és l'estàndard de cura.

4. Normes IEC per a aparells blindats a 35 kV

En especificaraparell de commutació de 35 kVper a un projecte d'exportació, el marc d'estàndards és el primer que preguntarà un consultor d'enginyeria o una empresa de serveis públics. La taula següent recull les principals normes aplicablesaparells blindatsa la classe de tensió de 35 kV, que cobreix tant el marc IEC/GB utilitzat pels fabricants xinesos com el marc IEEE referenciat en projectes nord-americans.

Nota sobre IEC 60298 vs IEC 62271-200: IEC 60298 va ser l'estàndard principal fins que va ser substituït per IEC 62271-200. Molts contractes, especialment a Àfrica i Orient Mitjà, encara fan referència a IEC 60298 a les seves especificacions tècniques. Els productes fabricats segons GB 3906 (que es va harmonitzar amb IEC 60298) compleixen ambdós. En cas de dubte, demaneu al fabricant que confirmi el compliment d'ambdues normes.

5. Paràmetres d'especificació clau per a projectes d'aparells blindats de 35 kV

La taula següent enumera els paràmetres que s'han de confirmar abans de fer una comandaaparell de commutació de 35 kV. Els valors mostrats són per al KYN61-40.5aparells blindatsgabinet; la columna-de la dreta explica què ha de verificar el vostre enginyer de projecte amb l'estudi de xarxa específic del vostre lloc-.

Nota de comanda crítica (segons DL/T 404): en fer una comanda d'aparells blindats, el comprador ha d'especificar: número de programa del circuit principal i diagrama d'una-línia; esquema de cablejat del circuit auxiliar i de control; models de components, classificacions i quantitats dins de l'armari; si es requereix un protector de sobretensió al camió disjuntor; color del gabinet; i qualsevol condició ambiental especial al lloc d'instal·lació. La falta d'informació en l'etapa de la comanda és la causa més freqüent de retards en el projecte.

6. Referència del projecte real: KYN61-40.5 Subestació de 35 kV de Tanzània, gener de 2023

Les següents dades de posada en marxa són d'un KYN61-40.5aparells blindatslínia instal·lada en un projecte de subestació a Tanzània el gener de 2023. S'inclou aquí per il·lustrar el que s'ha especificat correctament i s'ha instal·lat correctamentaparell de commutació de 35 kVofereix en un entorn operatiu real fora de la Xina.

"L'aparell de commutació va funcionar més enllà de les nostres expectatives des del primer dia".- CEO del projecte, Tanzània

Val la pena destacar dos punts de dades d'aquest projecte per a qualsevol enginyer que l'avaluïaparells blindatsper a un projecte en un context de mercat similar. En primer lloc, el rendiment de la posada en marxa - tant la tensió de resistència com els resultats de descàrrega parcial van superar l'especificació contractual, no només la van complir. Això reflecteix el marge de qualitat especificat i provat-de fàbrica correctamentarmari d'aparells de mitja tensiól'equip pot lliurar. En segon lloc, el calendari de posada en funcionament de cinc dies demostra que amb un suport remot adequat i una documentació d'instal·lació ben preparada-, els projectes en ubicacions sense coneixements tècnics locals no necessiten acceptar períodes de posada en marxa prolongats.

Armari d'aparells de mitja alta tensió KYN61-40.5 blindat extraïble 40.5kV estàndard IEC

7. Resum: com utilitzar aquesta informació quan s'especifica un equipament blindat

Si sou un enginyer, un contractista d'EPC o un oficial de contractació de serveis públics que treballa en un projecte de subestació de 35 kV, la llista de verificació següent resumeix els passos pràctics que s'hi inclouen en aquest article.

• Confirmeu la terminologia: tant si la vostra especificació diu "blindat", "blindat" o "revestit de metall", comproveu amb el consultor que cal una construcció de tipus-extirable i totalment compartimentada. Si és així, els tres termes apunten al mateix requisit estructural.
• Feu referència a IEC 62271-200 (o IEC 60298 per als contractes heretats) com a estàndard de producte aplicable. Per als equips de fabricació xinesa, confirmeu el compliment de GB 3906 com a estàndard nacional equivalent.
• Feu una anàlisi de curt-circuits abans d'especificar l'aparell de commutació. El corrent nominal de ruptura de curt-circuit (25 kA o 31,5 kA) i la intensitat màxima de resistència (63 kA o 80 kA) han de superar els nivells de falla calculats al punt d'instal·lació - amb marge.
• Declarar completament l'entorn del lloc: altitud per sobre de 1.000 m, temperatura ambient superior a 40 graus o condicions atmosfèriques inusuals requereixen que el fabricant aplique una reducció o proporcioni un aïllament especialment dissenyat. La no declaració d'aquestes condicions és una font habitual de problemes de camp.
• Especifiqueu la informació de comanda requerida per DL/T 404 completa: diagrama d'una-línia, esquema de cablejat auxiliar, llista de components i qualsevol requisit especial. Les comandes incompletes causen retards.
• Sol·liciteu informes de proves d'acceptació de fàbrica (FAT) amb cada comanda. Les proves de tensió de resistència a la freqüència elèctrica i de descàrrega parcial s'han de dur a terme en panells muntats abans de l'enviament.

Recursos relacionats

Per a una comparació directa de les configuracions de tipus extraïble (tipus de camió) i fixes-per a projectes de 35 kV, consulteu la nostra guia tècnica:Aparells de commutació de camió i tipus fix - Guia de decisions per a compradors de projectes de 35 kV.

Per obtenir especificacions tècniques completes i dades de referència del projecte per a l'armari d'aparells blindats KYN61-40.5,visiteu la pàgina del producte KYN61-40.5.

Per a aplicacions d'aparells blindats de 10 kV,consulteu la pàgina del producte KYN28A-12 Armored Drawout AC Metal-Clad Switchgear.