เครื่องสลับความแรงเฉลี่ย

หลักของระบบพลังงานไฟฟ้าทุกระบบคือ ผู้ปกป้องที่ไม่ถูกร่องรอยของระบบส่งและจําหน่ายพลังงานทําหน้าที่สําคัญในการป้องกันการเลือกเครื่องสลับที่เหมาะสมเป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันการทํางานของระบบพลังงานที่ปลอดภัย น่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพบทความนี้พิจารณาด้านสําคัญของเครื่องสลับความดันกลางเพื่ออํานวยความสะดวกในการตัดสินใจที่รู้.

อุปกรณ์สวิทช์ไฟฟ้าโดยพื้นฐานแล้วเป็นองค์ประกอบที่บูรณาการของอุปกรณ์ป้องกันวงจร รวมถึงเครื่องตัดวงจร, เฟชิวส์ และสวิทช์ ที่ทํางานร่วมกันเพื่อป้องกัน, ควบคุม,และแยกอุปกรณ์ไฟฟ้าองค์ประกอบป้องกันเหล่านี้ถูกจัดตั้งอยู่ในโครงสร้างโลหะ โดยมีองค์ประกอบหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบเช่นนี้ที่ประกอบเป็นสายสวิทช์หรือองค์ประกอบเครื่องสลับพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบขนส่งและกระจายของบริการขณะที่มาตรฐาน IEEE กําหนดเครื่องสลับไฟฟ้าในอเมริกาเหนือ มาตรฐาน IEC มีอํานาจในยุโรปและภูมิภาคโลกอื่น ๆ

ปฏิบัติการหลักของเครื่องสลับไฟฟ้าเกี่ยวกับการกระจายพลังงานไปยังส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์ และภาระไฟฟ้าภายในส่วนเหล่านั้นมันปกป้องบุคลากรและอุปกรณ์โดยการรักษากระแสของระบบภายในขอบเขตการทํางานที่ปลอดภัย.

อุปกรณ์สลับที่แยกกันจากก๊าซ (GIS) ใช้อุปกรณ์ปิดปิดที่เต็มไปด้วยก๊าซซัลเฟอร์เฮกซฟลอไรด์ (SF6) หรือผสม SF6 กับก๊าซแยกกันอื่น ๆอุปกรณ์ระดับต่ํา. เมื่อเทียบกับอุปกรณ์สวิทช์แบบกันอากาศที่คล้ายกัน การใช้อุปกรณ์กันอากาศแบบก๊าซทําให้มีระยะว่างที่ลดลงระหว่างองค์ประกอบที่ตัดกระแสไฟฟ้า การออกแบบ GIS ถูกทดสอบตามมาตรฐาน ANSI C3760 และ C37.72อีอีอีซี 3720.9 มาตรฐานสําหรับอุปกรณ์สลับที่แยกกันจากก๊าซถูกตีพิมพ์ในซัมเมอร์ปี 2019; ก่อนหน้านี้อุปกรณ์ GIS เชื่อมโยงกับมาตรฐานการทํางาน 62271 ของคณะกรรมการไฟฟ้าเทคนิคนานาชาติ (IEC)

กําหนดโดย IEEE C3720.3, เครื่องสลับที่ปิดด้วยโลหะมีอุปกรณ์ป้องกันวงจรรวมถึงเครื่องตัดวงจร, เฟชั่นพลังงาน, และสวิทช์ที่หลอมรวม, พร้อมกับอุปกรณ์ควบคุมและวัดองค์ประกอบเหล่านี้สามารถติดตั้งในส่วนส่วนร่วม โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ป้องกันหรือแยกแยกแยกที่ต้องการในเครื่องปรับเปลี่ยนโลหะเครื่องสลับที่ปิดด้วยโลหะ ให้บริการอุปกรณ์พาณิชย์และอุตสาหกรรมหลายแห่งที่มีบริการไฟฟ้าเข้าเกิน 480/600 วอลต์

ตาม IEEE C3720.2, เครื่องสลับเคลือบโลหะ หมายถึงโครงสร้าง เครื่องสลับไฟฟ้าความดันเฉลี่ย ที่มีส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมด รวมถึงบัสเข้า, บัสออก, เครื่องมือและเครื่องตัดวงจรหลักหรือสวิทช์ ̇ ถูกปิดอยู่ในส่วนโลหะแยกการปรับปรุงนี้ให้ความปลอดภัยเพิ่มขึ้น, ความแข็งแรง, และการดูแลความสะดวกสบายอุปกรณ์สวิทช์ที่เคลือบด้วยโลหะมีเครื่องตัดวงจรดึงออกเพื่อการบํารุงรักษาที่ง่ายทําให้มันเหมาะสมสําหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม และอุปกรณ์การผลิตและส่งไฟฟ้า

กําหนดโดย IEEE C3774, เครื่องสลับที่ติดตั้งบนพัดถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับระบบกระจายไฟใต้ดินขนาด 5 kV ถึง 38 kV ที่ต้องการการทํางานบนพื้นดินและการก่อสร้างที่ทนต่อการปรับปรุง, หน่วยเหล่านี้เป็นที่เหมาะสมสําหรับการกระจายอุปกรณ์ประกอบการ, การแยกส่วนอาหาร, และการใช้งานป้องกันวงจร. สวิตช์, เฟยส์, และสกัดระยะว่างให้การป้องกันภาระ, การแยกความผิดพลาด,และลดการหยุดทํางานให้น้อยที่สุดอุปกรณ์สวิทช์ติดแพดสามารถรองรับได้ถึงหกช่องทางในถังปูปักประปาทั่วไป, โดยมีตัวเลือกการปูปักรวมถึงอากาศ, ก๊าซ SF6, น้ําเหลว, เทคโนโลยีอากาศดีเอเล็คตริกแข็ง และวัสดุแข็ง

ยังถูกกําหนดโดย IEEE C3774เครื่องสับเปลี่ยนชั้นใต้ดินหรือชั้นใต้ดิน ใช้กับระบบกระจายไฟฟ้า 15 kV ถึง 38 kV ที่ต้องใช้สับเปลี่ยนจากชั้นใต้ดินหรือชั้นใต้ดิน ไม่ว่าจะเป็นที่แห้งหรือมีความชุ่มชื่นต่อการเข้าของน้ําการปรับแต่งนี้อนุญาตให้ใช้งานสวิทช์ด้วยมือหรือรีเล่ย์จากระดับพื้น, โดยใช้เครื่องตัดระยะว่างเพื่อป้องกันภาระและแยกความผิดพลาด. วิธีการแยกประกอบด้วยก๊าซ SF6, เทคโนโลยีอากาศดีเอเล็คตริกแข็ง และวัสดุแข็ง.

• ประเภทที่ 1 ต้องการความต้านทานเส้นโค้งเฉพาะด้านหน้าของอุปกรณ์
• ประเภทที่ 2 ต้องการความต้านทานเส้นโค้งรอบรอบล้อมอุปกรณ์ทั้งหมด
• ประเภท 2B 保持弧阻在整个周围即使仪器或控制室门打开
• ประเภท 2C ต้องการความต้านทานเส้นโค้งระหว่างส่วนที่อยู่ใกล้เคียงกันภายในชุดอุปกรณ์และรอบวงกว้างทั้งหมด

Conventional electrical switchgear manufactured to IEEE (North America) or IEC (Europe and elsewhere) standards provides relatively safe environments for equipment and personnel during normal operationอย่างไรก็ตาม เครื่องสลับแบบดั้งเดิมไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อทนต่อพลังงานที่มหาศาลอุปกรณ์สวิทช์ที่ได้รับการรับรองว่ามีความทนต่อวงศ์ถูกออกแบบมาเพื่อบรรจุพลังงานวงศ์ไฟอย่างปลอดภัยและนํามันไปจากผู้ใช้งานโดยทั่วไปผ่านห้องกดดันที่นําพลังงานไปยังพื้นที่ปล่อยที่ปลอดภัย โดยไม่เสี่ยงบุคลากรหรืออุปกรณ์

สินค้าที่ได้รับการจัดจําหน่าย20.7 กําหนดมาตรฐานการทดสอบเส้นโค้ง โดยกําหนดระดับการเข้าถึงสองระดับสําหรับชุดเครื่องสลับ ประเภทที่ 1 ให้ความคุ้มครองเพียงด้านหน้าของอุปกรณ์ ส่วนประเภทที่ 2 ให้ความคุ้มครองทุกด้านอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบออนไลน์ที่ใช้ในระบบออนไลน์: ยกท้าย B แสดงว่าการทํางานปกติจะเกี่ยวข้องกับการเปิดประตู/ฝาปิดในส่วนที่ระบุโดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าเป็นพื้นที่ควบคุมความดันต่ําหรือพื้นที่เครื่องมือหน่วย C ต้องการการแยกของผลความผิด arc ภายในระหว่างส่วนที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมดภายในการประกอบและรอบวงล้อมทั้งหมด; ยกย่อง D หมายถึงอุปกรณ์ที่พื้นผิวภายนอกบางส่วนยังคงไม่สามารถเข้าถึงได้ และไม่ต้องการการออกแบบประเภท 2

ระบบการทํางานระยะไกลสามารถดําเนินการ เช่น การตัดต่อ การทดสอบและเชื่อมต่อเครื่องตัดวงจรของเครื่องปรับเปลี่ยนที่เคลือบด้วยโลหะและส่วนช่วยจากระยะทางที่ปกติจะกว้างถึง 25-30 ฟุต.

เครื่องสลับระดับความดันเฉลี่ยมีตัวเลือกที่เหมาะสําหรับใช้ในภายในและภายนอกห้องภายนอกมีทั้งการเดินเข้าและไม่เดินเข้า สําหรับประเภทความดันบาง.

เครื่องสลับระดับความดันกลางส่วนใหญ่ต้องมีทางเข้าด้านหน้าและด้านหลังในการติดตั้งและบํารุงรักษาประหยัดพื้นที่ที่สําคัญเมื่อเทียบกับเครื่องสลับแบบปกติ.

สื่อประกอบความละเอียดหมายถึงสภาพแวดล้อมภายในหุ้มเครื่องสวิทช์ที่ป้องกันองค์ประกอบที่ใช้งาน (เช่น บุชิ่ง, รางบัส, ฯลฯ) จากความผิดพลาดในวงกลมโดยอุบัติเหตุขณะที่อากาศเป็นตัวประกอบประกอบประกันที่ทั่วไปที่สุด, การปิดกั้นแบบก๊าซและของเหลว ให้ความแข็งแกร่งทางไฟฟ้าสูงขึ้น ทําให้โครงสร้างสวิทช์คอมแพคต์มากขึ้น

• อากาศ✅ เป็นเครื่องกันไฟที่ประหยัดที่สุดและแพร่หลายที่สุด แต่มีคุณสมบัติความแข็งแรงทางไฟฟ้าต่ําที่สุด ซึ่งต้องการอุปกรณ์ที่ใหญ่และแข็งแกร่งกว่าในทางกายภาพ เพื่อทนต่อแรงผลของวงกลม
• การปิดกั้นก๊าซ✓ มีความแข็งแรงทางไฟฟ้าที่ดีเลคทริกดีขึ้นมาก เมื่อเทียบกับอากาศ โดยมีซัลเฟอร์ เฮ็กซาฟลอไรด์ (SF6) เป็นก๊าซกันไฟฟ้าที่พบได้ทั่วไปติดต่อไฟฟ้าถูกปิดในถังที่กดดันด้วยก๊าซ SF6การกําจัดความต้องการในการบํารุงรักษาตัวติดต่อ
• เทคโนโลยีอากาศแบบดัดเหล็กแข็งใช้วัสดุประกอบกันและไม่ประกอบกัน เพื่อให้มีโครงสร้างและประกอบกันสําหรับเครื่องตัดความผิดพลาด, รางบัส, และองค์ประกอบความแรงสูงในถังที่ปิดเต็มไปด้วยอากาศความชื้นต่ําการผสมผสานของวัสดุที่ไม่นําทางและช่องว่างอากาศ ส่งผลให้มีการสูญเสียไฟฟ้าต่ํา, ความแข็งแรงทางกลสูง, และความต้านทานต่อการบดลงทางอุณหภูมิ / เคมี.
• การกันเหลว✅ ส่งผลผลดีเลคทริกที่ดีขึ้นเหนืออากาศ พร้อมกับผลการเย็นของเหลวต่างๆ ที่ใช้เป็นไอโซเลเตอร์ไฟฟ้าในเครื่องสวิทช์ เครื่องแปลงและอุปกรณ์อื่น ๆหลักเกณฑ์การคัดเลือกประกอบด้วย ความทนทานต่อไฟและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม.

อุปกรณ์สกัดสวิทช์เกียร์ที่ตัดการไหลของกระแสไฟฟ้ารวมถึงอุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟฟ้าเกินขั้นตอน (ฟิวส์, เครื่องตัดวงจร) และสวิทช์:

• เครื่องปรับอากาศใช้อากาศเป็นสื่อแบบดิจิเล็คตริก โดยปกติจะมีความสามารถในการสกัดที่ต่ํากว่าสวิทช์น้ํามันหรือวาคิวัม แต่ประหยัดมากขึ้นและมีความสามารถในการตัดสายที่เห็นได้
• ฟิวส์- ตัดการกระแสไฟฟ้าเกินระดับ โดยการละลายสายไฟหรือแผ่นไฟที่ออกแบบมาเพื่อมีลักษณะเวลาและอุณหภูมิเฉพาะเจาะจงฟิวส์บ่อย ๆ คู่กับสวิตช์เพื่อให้มีการป้องกันการกระจายไฟเกินความเร็วบวกกับความสามารถในการเปิด / ปิดวงจร.
• เครื่องเปลี่ยนน้ํามัน✅อุปกรณ์สวิทช์ที่ซึมอยู่ในกล่องที่เต็มไปด้วยน้ํามัน, ใช้กันทั่วไปในเครื่องสวิทช์ที่ติดตั้งพัด (pad-mounted) ที่การกันน้ํามันทําให้การสร้างที่คอมแพคตและมีโปรไฟล์ต่ํา
• เครื่องตัดวงจรระยะว่าง✓ มีลักษณะการตัดและดับวงโค้งภายในขวดสูบที่ปิดปิด ทําให้สามารถดับวงโค้งได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งลดพลังงานวงโค้งอุปกรณ์เหล่านี้สามารถขัดขวางความตึงเครียดสูงกว่าเครื่องตัดวงจรอากาศ ด้วยความต้องการพื้นที่ที่ลดลงอย่างสําคัญ.
• เครื่องตัดความผิดพลาดในระยะว่าง✓ ทําหน้าที่สองแบบ เช่น อุปกรณ์ป้องกันการกระแสเกินและสวิตช์หยุดความจูง โดยกําจัดความต้องการของไฟฟิวส์ / สวิตช์แยก
• เครื่องปรับปรุงความร้อน- สวิทช์ไฟฟ้าที่เกิดการตัดกระแสไฟฟ้าภายในกล่องระบายความว่างที่ปิดปิด ทําให้การดับวงจรเร็วเครื่องสวิทช์ที่ใช้พื้นที่ประหยัดเหล่านี้สามารถรองรับความแรงดันสูงกว่า เครื่องสวิทช์อากาศหรือน้ํามัน.

เมื่อเลือกอุปกรณ์สวิทช์ความดันกลาง ปริมาตรไฟฟ้าสําคัญเหล่านี้ต้องพิจารณาอย่างละเอียด:

ปกติจะระบุในเทอมกระแสสมองระดับนี้แสดงปัจจุบันสูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันการกระจายเกิน (มักจะเป็นเครื่องตัดวงจรระยะว่าง) สามารถตัดโดยปลอดภัยโดยไม่เสียหายตัวเองหรือเครื่องสลับราคาสูงสุดและความเหลื่อมล้ํายังใช้กันทั่วไปสําหรับอุปกรณ์ป้องกันความแรงสูงกลางหมายเหตุว่าการระดับการตัดใช้ได้เฉพาะสําหรับอุปกรณ์ป้องกันความแรงเกินจริงที่ตัดวงจรภายใต้สภาพความผิดพลาด, ไม่ใช่ชุดเครื่องสลับเองเครื่องตัดวงจรระบายความแรงแปรปรวนระดับกลาง โดยทั่วไปจะให้คะแนนการตัดระหว่าง 25 kAIC ถึง 63 kAIC symmetrical (เรียกว่ากระแสตัดในอุปกรณ์ IEC).

ความสามารถนี้กําหนดกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่เครื่องสลับสามารถทนได้อย่างปลอดภัย (ผ่าน) โดยไม่ต้องได้รับความเสียหายการประกันความสมบูรณ์แบบของบัส เมื่อนํากระแสไฟฟ้าสูงที่เกิดจากความผิดพลาดด้านล่าง. เครื่องสลับด้านบนต้องเกินกระแสที่แย่ที่สุดที่ผ่านมันในช่วงความผิดพลาดด้านล่างเพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ด้านบนในเส้นทางกระแสความผิดพลาดหมุนสั้นทั่วไป (หรือทน) ระยะจาก 25 kA ถึง 63 kA symmetrical สําหรับ 2 วินาทีหมุน, และ 40 kA ถึง 101 kA ที่ไม่สมองกันสําหรับการจอง 10 วงจร คําศัพท์อื่น ๆ ได้แก่การจองความทนต่อวงจรสั้นหรือการจองความทน

ปริมาตรนี้แสดงถึงกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟฟ้าเกินขั้นตอนหลักของเครื่องสลับและบัสหลักสามารถดําเนินการได้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ทําให้กระแสไฟฟ้ากระแทกหรือทําให้อุปกรณ์เสียหายอุปกรณ์สวิทช์ความดันเฉลี่ยมักมีปริมาณกระแสต่อเนื่องจาก 600A ถึง 4000A.

มาตรฐาน ANSI และ IEEE กําหนดการจัดหมวดความแรงดันนี้:

• ความดันต่ํา: สูงสุด 600V
• ความแรงกดเฉลี่ย: 600V ถึง 69 kV
• ความดันสูง: 69 kV ถึง 230 kV

ขณะที่มาตรฐาน ANSI / IEEE ยังกําหนดประเภทความดันสูงและสูงสุด NEC 2014 ขยายความหมายความดันต่ําให้รวมถึง 1,000V

เครื่องสลับระดับความดันกลางถูกจัดลําดับตามความดันการทํางานสูงสุดของมัน ตัวอย่างเช่น เครื่องสลับระดับความดันสูงสุด 15 kV (ระดับความดันสูงสุด) โดยทั่วไปให้บริการกับความดันจริงที่หลากหลาย เช่น 12.47 kV, 13.2 kV, 13.8 kV และ 14.4 kV

การคัดเลือกเครื่องสลับความแรงกลางที่เหมาะสมเป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบพลังงาน โดยการเข้าใจประเภทของเครื่องสลับ ปริมาตรไฟฟ้าหลักและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง, ด้านผู้เกี่ยวข้องสามารถตัดสินใจอย่างมีสาระในการเลือกทางออกที่ดีที่สุดสําหรับระบบไฟฟ้าของพวกเขาสภาพแวดล้อม, และข้อจํากัดด้านงบประมาณ โดยแนะนําให้ปรึกษาวิศวกรรมไฟฟ้ามืออาชีพ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเหมาะสมในระยะยาว