Professionele fabrikant van middenspanningsschakelaars

Wat zijn de soorten middenspanningsschakelaars?

Middenspanningsschakelapparatuuris een essentieel elektrisch apparaat voor de controle, bescherming en isolatie van elektrische apparatuur met een nominale spanning van 3,6 kV tot 40,5 kV in stroomdistributienetwerken.

Er zijn verschillende typen op basis van toepassing, kosten en omgevingsomstandigheden, waaronder uittrekbare (in het midden gemonteerde) schakelapparatuur, vaste schakelapparatuur, ringhoofdeenheden (RMU's), gasgeïsoleerde schakelapparatuur en solide geïsoleerde schakelapparatuur.

1. Uittrekbare schakelapparatuur

De vacuümonderbreker van dit schakelapparaat wordt meestal op een verplaatsbare handkar geïnstalleerd, die gemakkelijk in en uit de kast kan worden verplaatst.

Het belangrijkste voordeel is snel onderhoud en vervanging: een defecte onderbreker kan binnen enkele minuten worden vervangen door een reserve-eenheid, waardoor de uitvaltijd aanzienlijk wordt verminderd.

Uittrekbare typen, zoals KYN28 12, bieden ook een flexibele configuratie en betrouwbare mechanische vergrendelingen. Ze worden veel gebruikt in onderstations, industriële installaties en nutsdistributiesystemen waar hoge betrouwbaarheid en eenvoudig onderhoud vereist zijn.

2. Vaste schakelapparatuur

Vaste schakelapparatuur zorgt ervoor dat alle primaire componenten permanent in het paneel zijn geïnstalleerd.

Deze structuur resulteert in lagere materiaal- en productiekosten, vaak 30 tot 50 procent minder dan uittrekbare soorten.

Het nadeel is een langere reparatietijd, omdat voor elke fout de spanning van de hele sectie moet worden uitgeschakeld.

Vaste typen (zoals XGN2 12) worden nog steeds veel gebruikt in projecten met een beperkt budget, secundaire circuits of locaties waar schakeloperaties niet vaak voorkomen.

3. Ringhoofdeenheden (RMU's)

Een RMU is een compact, in de fabriek geassembleerd schakelapparaat dat voornamelijk wordt gebruikt in secundaire distributienetwerken.

In plaats van stroomonderbrekers gebruiken de meeste RMU's lastscheidingsschakelaars in combinatie met zekeringen voor transformatorbeveiliging.

Ze zijn geschikt voor ringhoofdnetwerken, compacte onderstations en buitenkastinstallaties vanwege hun kleine formaat en lagere kosten.

De belangrijkste beperking is dat ze hoge kortsluitstromen niet zelfstandig kunnen onderbreken en voor foutbeveiliging afhankelijk zijn van zekeringen of stroomopwaartse onderbrekers.

4. Gasgeïsoleerde schakelapparatuur (GIS)

Gasgeïsoleerde schakelapparatuur omsluit alle onder spanning staande onderdelen in een afgesloten tank gevuld met isolatiegas, meestal SF6 of nieuwere, milieuvriendelijke droge lucht- of fluoronitrilmengsels.

Omdat gas een veel hogere diëlektrische sterkte heeft dan lucht, kan GIS-apparatuur 50 tot 70 procent kleiner zijn dan luchtgeïsoleerde schakelapparatuur.

Het is volledig afgedicht tegen vocht, stof en zout, waardoor het geschikt is voor veeleisende omgevingen zoals kustgebieden, ondergrondse onderstations of offshore-platforms.

De nadelen zijn hogere initiële kosten en, bij op SF6 gebaseerde systemen, milieuproblemen.

5. Solide geïsoleerde schakelapparatuur

In solide geïsoleerde ontwerpen zijn hoogspanningsgeleiders ingebed in epoxyhars of soortgelijke vaste materialen.

Dit zorgt voor een volledig afgedichte en aanraakveilige structuur, waardoor de afhankelijkheid van luchtspleten of gasdruk wordt geëlimineerd.

Stevig geïsoleerd schakelmateriaal is immuun voor hoogte, vochtigheid en vervuiling en is SF6-vrij, waardoor het milieuvriendelijk is.

Hoewel de kosten hoger zijn dan die van conventionele luchtgeïsoleerde schakelapparatuur, biedt het een goede balans tussen veiligheid, compactheid en duurzaamheid, en wordt het veel gebruikt in groene gebouwen en slimme netwerkprojecten.

Belangrijkste verschillen

• Structuur: uittrekbaar versus vast versus compact RMU versus afgedichte tank versus gegoten massief
• Isolatiemedium: lucht, gas of vaste epoxy
• Hoofdcomponenten: stroomonderbrekers versus lastscheidingsschakelaars
• Toepassingsprioriteit: onderhoudsgemak, kostenefficiëntie, ruimtebesparing, aanpassingsvermogen aan het milieu

Door deze classificaties te begrijpen, kunnen ingenieurs de meest geschikte middenspanningsschakelaars selecteren op basis van budget, betrouwbaarheid, ruimteomstandigheden en gebruiksomgeving.

Wat zijn de interne structuur en kerncomponenten van middenspanningsschakelaars?

Vier functionele compartimenten

• Busbarcompartiment: bevindt zich bovenaan het achterste deel van het paneel en verzamelt en verdeelt de stroom van de hoofdrail.
• Compartiment stroomonderbreker/handkar: Bevat de vrachtwagen met stroomonderbreker, de belangrijkste ruimte voor normale werking en storingsonderbreking.
• Kabelcompartiment: Verbindt inkomende en uitgaande kabels en biedt plaats aan stroomtransformatoren en aardingsschakelaars.
• Laagspannings-/instrumentcompartiment:Installeert secundaire besturings-, beschermings- en bewakingsapparatuur.

Kern functionele componenten

• Hoofdrail: verzamelt en distribueert elektrische energie
• Stroomonderbreker/magneetschakelaar: Onderbreekt de stroom onder normale of foutomstandigheden
• Scheidingsschakelaar / lastscheidingsschakelaar: Zorgt voor isolatie of schakelen onder belasting
• Stroomtransformator / spanningstransformator: converteert hoge stroom en spanning voor metingen
• Aardingsschakelaar: Zorgt voor een veilige aarding tijdens onderhoud
• Overspanningsafleider: beschermt tegen bliksem en overspanning
• Beveiligingsrelais: detecteert fouten en verzendt uitschakelsignalen

Vijf bescherming veiligheid in elkaar grijpende

• Voorkom onjuiste bediening van de stroomonderbreker
• Voorkom dat de sloophamer onder belasting beweegt
• Voorkom het sluiten van de aardschakelaar wanneer het circuit onder spanning staat
• Voorkom dat het circuit wordt bekrachtigd als de aardingsschakelaar gesloten is
• Voorkom toegang tot levende compartimenten

Belangrijkste toepassingsscenario's

• Energiesystemen: kern van stedelijke en industriële distributienetwerken
• Industriële sector: Stabiele energie voor de staal-, petrochemische en mijnbouwindustrie
• Commercieel en infrastructuur: gebouwen, ziekenhuizen, luchthavens, datacenters
• Hernieuwbare energie: integratie van zonne- en windenergie in netwerksystemen
• Speciale omgevingen: Offshore-platforms, grote hoogte en gebieden met hoge luchtvochtigheid

Hoe kiest u een geschikt middenspanningsschakelapparaat?

1. Applicatie- en netwerkrol

Primaire distributie vereist een hoge foutcapaciteit en frequente werking. Secundaire distributie richt zich op compacte afmetingen en lagere kosten.

2. Onderhoud en stilstand

Uittrekbare typen ondersteunen snel onderhoud. Vaste typen vereisen een langere stilstandtijd tijdens reparatie.

3. Omgevingsomstandigheden

Luchtgeïsoleerd voor schone binnenruimtes. GIS of solide geïsoleerd voor zware omstandigheden.

4. Beschikbaarheid van ruimte

Luchtgeïsoleerd vereist meer ruimte. GIS of solide geïsoleerd vermindert de ruimte met 50 tot 70 procent.

5. Foutniveau

Hoge foutniveaus vereisen systemen op basis van stroomonderbrekers. Gematigde niveaus kunnen RMU-oplossingen gebruiken.

6. Budget en levenscycluskosten

Vaste en RMU-typen verlagen de initiële kosten. Uittrekbaar, GIS en solide geïsoleerd zorgen voor waarde op de lange termijn.

7. Milieu- en veiligheidseisen

SF6-vrije systemen maken gebruik van solide of milieuvriendelijke gasisolatie. Volledig gesloten ontwerpen verbeteren de openbare veiligheid.