Kaip aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai užtikrina saugų ir stabilų elektros sistemų veikimą?
Aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai yra pagrindinis energijos paskirstymo įrangos komplektas elektros perdavimo ir paskirstymo sistemoje. Pagal bendruosius energetikos pramonės standartus tai konkrečiai reiškia uždarus skirstomuosius įrenginius, kurių vardinė darbinė įtampa didesnė nei 36 kV, kurie gali realizuoti aukštos įtampos maitinimo grandinių prijungimą, atjungimą, stebėjimą, apsaugą ir valdymą. Skirtingai nuo įprastų žemos įtampos elektros skirstomųjų įrenginių, aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai ilgą laiką yra įkrauti budėjimo būsenoje, didžiąją laiko dalį būna uždaroje padėtyje, o atidarymo ir išjungimo operacijas atlieka tik įrangos priežiūros, linijų gedimų ir elektros tinklų dispečerinės metu, su itin maža įrangos gedimų tolerancija ir itin aukštais patikimumo reikalavimais.
Aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai, kaip pagrindinis elektros tinklų, elektrinių, pramonės ir kasybos įmonių bei didelio masto pastatų elektros paskirstymo sistemų centras, tiesiogiai lemia energijos tiekimo stabilumą, saugą ir tęstinumą. Jis gali ne tik tiksliai nutraukti gedimų sroves, tokias kaip perkrova, trumpasis jungimas ir žaibo viršįtampa, bet ir realizuoti pagrįstą elektros energijos paskirstymą, linijos izoliaciją ir įrangos apsaugą, todėl tai yra nepakeičiama pagrindinė įranga aukštos ir žemos įtampos elektros paskirstymo sistemoje. Per pastaruosius 15 metų, atnaujinus galios intelektą ir ekologiškumą, aukštos įtampos grandinės pertraukiklių technologija sparčiai atsinaujino. Mažiausi alyvos grandinės pertraukikliai ir oro srauto jungikliai buvo palaipsniui atnaujinami, o sieros heksafluorido (SF6) grandinės pertraukikliai tapo pagrindine dabartinės aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių pagrindine konfigūracija dėl puikios izoliacijos ir lanko gesinimo savybių.

Pagal nominalią darbinę įtampą energetika skirsto skirstomuosius įrenginius į tris kategorijas: žemos, vidutinės ir aukštos įtampos. Trijų tipų įranga turi reikšmingų skirtumų pagal taikymo scenarijus, struktūrinę konfigūraciją ir saugos standartus, prisitaikydami prie skirtingų energijos paskirstymo scenarijų poreikių:
Kai vardinė darbinė įtampa yra ≤ 1kV, ji daugiausia montuojama elektros paskirstymo transformatorių žemos įtampos pusėje ir yra plačiai naudojama terminalų elektros paskirstymo scenarijuose, pavyzdžiui, pramoninėse dirbtuvėse, komerciniuose pastatuose ir gyvenamosiose bendruomenėse. Ji yra atsakinga už terminalo elektros energijos paskirstymą ir pagrindinės grandinės apsaugą, turi paprastą struktūrą, patogią eksploataciją ir mažas priežiūros išlaidas.
Vardinės darbinės įtampos diapazonas yra 1kV ~ 75kV. Tai įprasta įranga pramoninėje gamyboje ir mažose bei vidutinėse pastotėse. Jis daugiausia pritaikytas generatoriams, tiekimo grandinėms, dideliems varikliams, regioninėms perdavimo ir skirstymo linijoms bei kitai įrangai, atsižvelgiant į elektros paskirstymo efektyvumą ir apsaugos nuo gedimų galimybes bei prisitaikant prie vidutinių elektros perdavimo scenarijų.
Su vardine darbine įtampa ≥ 75kV, tai yra speciali aukštos įtampos elektros perdavimo ir paskirstymo įranga. Sukurtas aukštos įtampos, didelės srovės ir didelės apkrovos darbo sąlygoms, jame yra visas patobulintų saugos įtaisų ir tikslaus stebėjimo komponentų rinkinys. Jis daugiausia naudojamas didelės rizikos ir didelės apkrovos energijos scenarijuose, tokiuose kaip didelės pastotės, elektrinės, tarpprovincinės perdavimo linijos, naftos chemijos pramonė ir metalurgijos sunkioji pramonė, ir yra pagrindinė stabilaus aukštos įtampos elektros tinklų veikimo garantija.
Aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai turi modulinę uždaros spintos konstrukciją, kuri skirstoma į vidaus ir lauko instaliacijos formas. Visą sudaro trys moduliai: pirminė pagrindinės grandinės įranga, antrinė valdymo ir stebėjimo įranga bei saugos apsaugos įranga. Visi komponentai veikia kartu, kad sukurtų pilną energijos paskirstymo, apsaugos ir stebėjimo sistemą. Pagrindinių komponentų funkcijos yra šios:
Žinomas kaip aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių „širdis“, tai vienintelis pagrindinis komponentas, galintis įjungti ir išjungti grandines esant apkrovai ir nutraukti trumpojo jungimo gedimų sroves. Įrangos reakcijos greitis gali siekti milisekundes. Kai linijoje atsiranda perkrova, trumpasis jungimas, nuotėkis ir kiti gedimai, jis gali akimirksniu nutraukti gedimo grandinę, neleisti gedimui plisti ir apsaugoti galinę įrangą bei visą perdavimo liniją. Šiuo metu pagrindinis tipas yra SF6 grandinės pertraukiklis, kurio pranašumai yra stiprus lanko gesinimas, geras izoliacijos rodiklis, mažas gedimų dažnis ir ilgas tarnavimo laikas, prisitaikantis prie ilgalaikių nepertraukiamo veikimo sąlygų.

Suskirstyti į srovės transformatorius (CT) ir įtampos transformatorius (VT), jie yra skirstomųjų įrenginių „jutimo organai“. Pagrindinė funkcija yra paversti aukštą įtampą ir didelę srovę į standartinius žemos įtampos ir mažos srovės signalus. Viena vertus, jame pateikiami tikslūs prietaiso matavimo ir galios duomenų stebėjimo duomenys; kita vertus, jis suteikia apsauginių relių suveikimo signalus, realizuodamas automatinį ankstyvą gedimų įspėjimą ir išjungimą bei užtikrindamas vizualizuotą ir valdomą elektros sistemos veikimą.
Tai privalomas saugos komponentas, daugiausia naudojamas įrangos priežiūros sąlygomis. Atjungus ir išjungus grandinės pertraukiklį ir atjungiklį, įžeminimo jungiklis gali greitai sukurti įžeminimo grandinę, visiškai atlaisvinti linijoje ir įrangoje likusius indukuotus krūvius ir likutinę įtampą, pašalinti paslėptą įtampos veikimo pavojų ir visiškai užtikrinti techninės priežiūros personalo asmeninę ir įrangos saugą.
Tai didžiausia ir brangiausia skirstomųjų įrenginių galios konvertavimo įranga. Pakopiniai transformatoriai daugiausia naudojami perdavimo gale, siekiant sumažinti perdavimo srovę didinant įtampą ir sumažinti galios nuostolius tolimojo perdavimo metu; Energijos paskirstymo terminale naudojami žeminamieji transformatoriai aukštos įtampos elektros energiją paversti žemos įtampos elektros energija, tinkama pramoninei ir civilinei įrangai, realizuojant efektyvų perdavimą ir racionalų elektros energijos pritaikymą.
Taip pat žinomas kaip izoliatorius, tai mechaninis rankinis jungiklis be lanko gesinimo funkcijos ir griežtai draudžiama jį naudoti su apkrova. Jo pagrindinė funkcija yra realizuoti fizinę įrangos ir elektros tinklo izoliaciją, sudaryti akivaizdų maitinimo išjungimo tašką, sudaryti saugias eksploatavimo sąlygas įrangos priežiūrai ir linijos eksploatavimui bei priežiūrai, taip pat yra pagrindinis saugos garantinis įtaisas dirbant aukštą įtampą.
Skirstomųjų įrenginių „protingos smegenys“ gali stebėti veikimo parametrus, tokius kaip linijos įtampa, srovė ir temperatūra, realiu laiku 24 valandas per parą ir tiksliai nustatyti neįprastas darbo sąlygas, tokias kaip trumpasis jungimas, perkrova ir įžeminimo gedimas. Kai aptinkamas gedimas, jis iš karto siunčia nurodymą suaktyvinti grandinės pertraukiklį ir tuo pačiu metu užgesina gedimo lanką ir įrašo gedimo duomenis, taip užtikrindama greitą gedimo izoliavimą ir atsekamumą.
Pagaminta iš mažos varžos laidžių medžiagų, tai yra pagrindinis elektros energijos perdavimo kanalas skirstomųjų įrenginių viduje. Jis atsakingas už visų pagrindinių komponentų, tokių kaip grandinės pertraukikliai, transformatoriai ir transformatoriai, prijungimą, užtikrinant efektyvų ir stabilų elektros energijos perdavimą spintoje. Jo medžiagų kokybė ir montavimo procesas tiesiogiai veikia bendrą skirstomųjų įrenginių perdavimo efektyvumą.
Viršįtampių ribotuvai yra specialiai sukurti trumpalaikiams aukštos įtampos smūgiams, tokiems kaip žaibo viršįtampa ir perjungimo viršįtampa. Jie gali greitai sugerti viršįtampio energiją ir išvengti įrangos izoliacijos sluoksnių gedimo dėl aukštos įtampos; atraminis įžeminimo tinklas sudarytas iš požeminių metalinių elektrodų ir įžeminimo strypų, kurie gali greitai nuvesti gedimų srovę ir viršįtampio srovę į žemę, suteikdami dvigubą apsaugą įrangai nuo trumpalaikių aukštos įtampos pažeidimų.
Tinka žemos įtampos pagalbinėms grandinėms, mažesnėms nei 1 kV, ji gali dažnai nuotoliniu būdu įjungti ir išjungti valdymo grandines ir maitinimo grandines, daugiausia valdydamas apkrovas, tokias kaip varikliai, kondensatoriai ir apšvietimo įranga. Palyginti su grandinės pertraukikliais, kontaktoriai turi didesnį veikimo dažnį ir ilgesnį mechaninį tarnavimo laiką, tačiau neturi aukštos įtampos gedimų pertraukimo gebos ir yra naudojami tik kaip žemos įtampos pagalbiniai valdymo komponentai.

Pagal skirtingas izoliacijos priemones pramonė skirsto aukštos įtampos skirstomuosius įrenginius į dvi kategorijas: oro izoliuotus skirstomuosius įrenginius (AIS) ir dujomis izoliuotus skirstomuosius įrenginius (GIS). Jie abu turi reikšmingų pritaikymo scenarijų, veikimo charakteristikų ir eksploatavimo bei priežiūros išlaidų skirtumų:
Kai izoliacinė medžiaga yra natūralus oras, tai yra pagrindinis tradicinių aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių tipas. Pagrindiniai jo pranašumai yra paprasta struktūra, maža kaina, patogus montavimas, intuityvi gedimų diagnostika ir nedidelis kasdienės priežiūros sunkumas; Jo trūkumai yra didelis spintelių tūris, izoliacijos efektyvumas, kurį labai veikia aplinka, ir lengvas izoliacijos degradavimas drėgnoje, dulkėtoje ir užterštoje aplinkoje. Jis daugiausia tinka lauko įprastoms pastotėms ir aukštos įtampos elektros paskirstymo scenarijams su geromis darbo sąlygomis.
Naudojant didelio grynumo sieros heksafluorido (SF6) dujas kaip izoliaciją ir lanko gesinimo terpę, visi įtampingieji komponentai yra sandarūs dujomis užpildytoje spintelėje. Pagrindiniai jos privalumai yra kompaktiška spinta, mažas grindų plotas, stabilios izoliacijos savybės, neveikiamos išorinių dulkių, drėgmės ir atšiaurių oro sąlygų, itin didelis veikimo patikimumas ir itin mažas gedimų procentas; Jo trūkumai yra didelė įrangos kaina, sudėtingas priežiūros procesas ir griežti sandarinimo reikalavimai. Jis daugiausia tinka aukščiausios klasės scenarijams, pvz., miesto pagrindinėms pastotėms, uždaroms mašinų patalpoms, atšiaurioms darbo sąlygoms ir didelio tankio energijos perdavimui.
Bendras aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių gedimų lygis yra mažas, tačiau ilgalaikis veikimas, aplinkos erozija, netinkamas veikimas ir komponentų senėjimas gali sukelti įvairių gedimų. Šiame darbe, derinant su priekinės linijos eksploatavimo ir priežiūros patirtimi, išaiškinamos aukšto dažnio gedimų priežastys ir standartizuoti sprendimai, tinkami kasdieniams tikrinimo ir įrangos priežiūros darbams:
1. Valdymo rankenos negalima užrakinti: Tai dažniausiai sukelia rūdys, strigimas, vidinio užrakto mechanizmo senėjimas arba nesuderinti raktai. Apdorojimo būdas: patikrinkite specialų valdymo klavišą, išvalykite ir nuvalykite fiksavimo mechanizmą, įpilkite specialaus tepalo ir tiesiogiai pakeiskite pažeistus komponentus, kad užtikrintumėte normalią mechaninio užrakto veikimą.
2. Nenormalus triukšmas spintelės viduje: Pagrindinės priežastys yra elektromagnetinė vibracija, kurią sukelia atsilaisvinę pertvaros plokštės tvirtinimo varžtai ir kabeliai, liečiantys riebokšlio plokštę. Apdorojimo būdas: iki galo priveržkite korpuso pertvaros plokštės varžtus ir užtepkite sandariklio, kad pritvirtintumėte kabelio sąsają, kad pašalintumėte kontaktinį vibracijos triukšmą.
3. Perkaitusios laidų jungtys: Tai daugiausia sukelia palaidi varžtai, ilgalaikis perkrovos veikimas ir per didelis kontaktinis pasipriešinimas. Apdorojimo būdas: Dirbkite griežtai pagal įrangos vardinę srovę, pritvirtinkite visus laidų varžtus ir laiku pakeiskite senstančias ir oksiduotas šynas bei jungtis.
4. Nekvalifikuotas izoliacijos bandymas ir dažni įžeminimo gedimai: Pagrindinės priežastys yra įtrūkę, drėgni ir užteršti izoliatoriai, dėl kurių labai pablogės izoliacijos savybės. Apdorojimo būdas: Pakeiskite pažeistus izoliatorius, išvalykite korpuso izoliacines dalis specialiomis izoliacijos valymo priemonėmis ir gerai išdžiovinkite drėgnas vietas, kad atkurtumėte izoliacijos savybes.
5. Nenormalus apsauginių langinių atidarymas ir uždarymas: Dėl langinių deformacijos, alyvos trūkumo judančiose dalyse ir užstrigusios įvairios detalės negalės normaliai atidaryti ir užsidaryti. Apdorojimo būdas: Nuvalykite judančiose dalyse esančias smulkmenas, pataisykite deformuotas langines, įpilkite tepalo, sureguliuokite atidarymo ir uždarymo tikslumą.
6. Būsenos indikatoriaus lempučių užgesimas: Dažniausios priežastys yra lemputės pažeidimas, saugiklio / rezistoriaus perdegimas, prastas papildomų jungiklių kontaktas ir galinių jungiklių gedimai. Apdorojimo būdas: Pakeiskite sugedusias lemputes ir saugiklius, nuvalykite pagalbinių jungiklių kontaktus ir patikrinkite terminalo grandinės pertraukiklio veikimo būseną.
7. Netvarkingas valdymo bloko veikimas: Pagrindinės priežastys yra atsilaisvinę gnybtų bloko varžtai ir prastas valdymo kištuko kontaktas. Apdorojimo būdas: priveržkite visus gnybtų varžtus, vėl prijunkite ir užfiksuokite valdymo jungtį, kad būtų užtikrintas stabilus linijos kontaktas.
Penkių profilaktikos blokavimo funkcija yra pagrindinė aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių saugos konstrukcija, kuri yra privaloma standartinė konfigūracija pramonėje. Jis gali mechaniškai pašalinti dideles energijos avarijas, sukeltas netinkamo žmogaus veikimo, ir yra pagrindinė aukštos įtampos veikimo saugos garantija:
1. Neleiskite užsidaryti su apkrova: Uždarius grandinės pertraukiklio vežimėlį bandomojoje padėtyje, mechaninis užraktas užfiksuoja vežimėlį, kurio negalima stumti į darbinę įtampą, pašalinant nelaimingą atsitikimą užsidarant apkrova.
2. Neleiskite užsidaryti naudojant įžeminimo liniją: Kai spintelės įžeminimo jungiklis yra uždarytoje padėtyje, grandinės pertraukiklio negalima uždaryti ir įjungti, išvengiant trumpojo jungimo ir sprogimo, kurį sukelia priverstinis energijos perdavimas, nenuėmus įžeminimo linijos.
3. Neleiskite atsitiktinai patekti į tiesioginį intervalą: Kai grandinės pertraukiklis yra uždarytas ir veikia įtampa, galinės spintos durys yra užrakintos mechaniniu užraktu ir negali būti atidarytos, todėl darbuotojai negali patekti į įtampą ir gauti elektros smūgį.
4. Neleiskite kabėti įžeminimo linijos elektra: Kai grandinės pertraukiklis yra uždarytoje ir įtampingo veikimo būsenoje, įžeminimo jungiklio veikimo mechanizmas yra užrakintas, jo negalima uždaryti ir įžeminti, pašalinant trumpojo jungimo gedimą, kurį sukelia pakabinta įžeminimo linija.
5. Neleiskite traukti peilio su apkrova: Kai grandinės pertraukiklis yra uždarytoje būsenoje su apkrova, vežimėlis negali būti išstumtas iš darbinės padėties, draudžiama atidaryti atjungimo jungiklį esant apkrovai.
Aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai yra pagrindinis energijos paskirstymo įrangos komplektas, skirtas aukštos įtampos elektros sistemoms, kurių įtampa viršija 75 kV. Remdamasis suderintu modulinių komponentų, tokių kaip grandinės pertraukikliai, prietaisų transformatoriai, relės ir įžeminimo sistemos, darbu, jis integruoja penkias pagrindines funkcijas: elektros energijos paskirstymą, grandinės valdymą, apsaugą nuo gedimų, saugos apsaugą ir stebėjimą realiuoju laiku. Kalbant apie kategorijas, jis daugiausia skirstomas į du tipus: AIS oro izoliacijos skirstomieji įrenginiai, kurių konstrukcija yra paprasta ir patogus eksploatavimas bei priežiūra, ir GIS dujų izoliacijos skirstomieji įrenginiai, kurių veikimas yra stabilus ir tinka aukščiausios klasės scenarijams.
Visa įranga pasižymi mažu gedimų dažniu, ilgu tarnavimo laiku ir dideliu patikimumu bei ilgą laiką yra parengties būsenoje. Jo pagrindinė saugumo garantija suteikiama dėl standartizuoto penkių prevencinių blokavimo elementų konstrukcijos ir tobulų apsaugos nuo viršįtampių, perkrovų ir trumpojo jungimo mechanizmų. Kasdienio veikimo gedimus dažniausiai sukelia komponentų senėjimas, palaidas montavimas, aplinkos erozija ir netinkamas veikimas, o gedimo tikimybę galima žymiai sumažinti reguliariai tikrinant ir standartizuojant eksploataciją bei priežiūrą. Tokiose srityse, kaip elektros tinklo perdavimas, pramoninis elektros paskirstymas ir nauja energijos galia, stabilus aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių veikimas yra pagrindinis pagrindas saugiam, efektyviam ir nuolatiniam visos elektros energijos sistemos veikimui.
1 klausimas: koks yra pagrindinis skirtumas tarp aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių ir žemos įtampos skirstomųjų įrenginių?
A1: Pagrindiniai skirtumai yra vardinė įtampa, izoliacijos lygis ir funkcinė padėtis. Aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai (≥75kV) turi aukštos įtampos lanko gesinimo, trumpojo jungimo pertraukimo galią ir penkių prevencinę apsaugą, kuri naudojama pagrindinės linijos perdavimui; žemos įtampos skirstomieji įrenginiai (≤1kV) naudojami tik galios paskirstymui, yra paprastos konstrukcijos ir nėra aukštos įtampos apsaugos.
2 klausimas: kaip pasirinkti tarp GIS ir AIS aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių?
A2: pasirinkite AIS, jei norite naudoti įprastas lauko sąlygas, geras darbo sąlygas ir ribotą biudžetą; rinkitės GIS pagrindinėms miesto vietovėms, uždaroms mašinų patalpoms, atšiaurioms darbo sąlygoms ir ribotai erdvei.
3 klausimas: Ar aukštos įtampos skirstomuosius įrenginius galima naudoti dažnai?
A3: Ne. Aukštos įtampos grandinės pertraukiklius draudžiama dažnai naudoti su apkrova; Tik žemos įtampos kontaktoriai gali dažnai įjungti ir išjungti pagalbines grandines, kitaip tai pagreitins įrangos senėjimą ir sukels paslėptus pavojus.
4 klausimas: ar aukštos įtampos skirstomųjų įrenginių penkių prevencijos funkciją galima atleisti rankiniu būdu?
A4: Griežtai draudžiama jį išleisti be leidimo. Tik profesionalus eksploatavimo ir techninės priežiūros personalas gali laikinai jį atrakinti pagal specifikacijas techninės priežiūros metu ir ėmusis saugos priemonių, o po eksploatacijos jį reikia nedelsiant atkurti.
5 klausimas: kokie yra pagrindiniai perkaitusių skirstomųjų įrenginių jungčių pavojai ir gydymo principai?
A5: Pavojai apima spartėjantį komponentų senėjimą, sukeliantį trumpąjį jungimą ir net gaisrą; gydymo principai: patikrinkite apkrovą, pritvirtinkite jungtis, pakeiskite senstančias dalis ir pašalinkite perkrovą.
6 klausimas: ar reikia išjungti techninei priežiūrai, jei aukštos įtampos skirstomajame įrenginyje yra neįprastas triukšmas?
A6: Taip. Nenormalus triukšmas yra ankstyvas įspėjimas apie įrangos sutrikimus. Jei ilgą laiką nebus tikrinama, tai sukels gedimus. Prieš atnaujinant darbą, būtina nedelsiant išjungti, kad patikrintumėte ir pašalintumėte paslėptus pavojus.
7 klausimas: kokius rodiklius reikia aptikti kasdien SF6 dujomis izoliuotiems skirstomiesiems įrenginiams?
A7: reguliariai aptikkite SF6 dujas (slėgį, grynumą, mikrovandenį) ir korpuso sandarumą bei patikrinkite izoliacijos efektyvumą ir mechaninio veikimo lankstumą.
