Quadri elettrici di alta e bassa tensionesvolge un ruolo cruciale nei sistemi di potere. Controlla e protegge il normale funzionamento del sistema energetico, garantendo corrente e tensione stabili, fornendo così un supporto energetico affidabile per la produzione e la vita quotidiana delle persone. Può controllare l'entità della corrente e della tensione e proteggere il sistema di alimentazione dai danni causati da correnti e tensioni anomale. Questi quadri sono generalmente costituiti da componenti quali interruttori ad alta-tensione, trasformatori, interruttori automatici, contattori, relè e cavi. Sono ampiamente utilizzati in vari settori, tra cui energia, metallurgia, petrolchimica e edilizia. In questi settori, il ruolo dei quadri elettrici ad alta e bassa tensione è quello di controllare e proteggere il normale funzionamento del sistema di alimentazione, garantendo corrente e tensione stabili e migliorando l'efficienza produttiva e la qualità della vita.
In breve, i quadri elettrici di alta e bassa tensione sono una delle apparecchiature più importanti in un sistema di alimentazione. La sua progettazione e produzione devono aderire rigorosamente agli standard e alle specifiche pertinenti e sottoporsi a test e verifiche rigorosi. Nello sviluppo futuro, i quadri elettrici ad alta e bassa tensione diventeranno più intelligenti e digitali, fornendo migliori garanzie di affidabilità e sicurezza dei sistemi elettrici. Questo articolo condividerà alcune conoscenze di base sui quadri ad alta e bassa tensione, sperando di aiutare il personale elettrico ad acquisire una comprensione più approfondita dei set completi di quadri elettrici ad alta e bassa tensione.
I. Quadri ad alta-tensione (normalmente riferiti a livelli di tensione di 3,6 kV - 40.5kV)
I quadri ad alta-tensione vengono utilizzati principalmente in centrali elettriche, sottostazioni, imprese industriali e minerarie, ecc., responsabili della ricezione e distribuzione dell'energia elettrica e del controllo dei motori ad alta-tensione.
Tipi principali:
◆Classificato per mezzo di isolamento:
Quadri isolati in aria- (AIS): sbarre collettrici, interruttori automatici e altri componenti principali sono esposti all'aria e fanno affidamento sull'aria e sugli isolanti per l'isolamento. Struttura semplice, a basso costo e più ampiamente utilizzata, ma richiede un ingombro elevato.
Quadri isolati in gas-(C-GIS/GIS): sbarre collettrici, interruttori automatici, sezionatori, ecc., sono sigillati in un involucro di acciaio inossidabile (scatola del gas) riempito con gas isolanti come SF6 (esafluoruro di zolfo). Dimensioni ridotte, inalterato dall'ambiente, elevata affidabilità, spesso utilizzato in ambienti con spazi limitati-o difficili.
Quadri isolati- solidi (SIS): le parti principali sotto tensione sono racchiuse in materiali solidi come la resina epossidica. Dimensioni tra AIS e C-GIS, senza gas SF6, più rispettoso dell'ambiente.
◆Classificazione per forma strutturale (comune in AIS):
Quadri blindati rimovibili in metallo- chiusi (tipo KYN):
Struttura: L'involucro è diviso in più scomparti da divisori metallici (ad esempio, cella sbarre, cella interruttore, cella cavi, cella strumenti relè). L'interruttore principale è montato su un carrello rimovibile.
Vantaggi: elevata sicurezza (funzioni complete "cinque-prova"), manutenzione conveniente (il carrello può essere spostato nella "posizione di prova" o nella "posizione di isolamento" per prove o manutenzione senza spegnere la sbarra). Attualmente è il modello mainstream.
Quadri di tipo-scatola chiusa-in metallo (tipo XGN):
Struttura: Installazione fissa; interruttori automatici, sezionatori e altri componenti sono installati in modo fisso, in genere utilizzando una combinazione di interruttori di carico pneumatici e fusibili.
Vantaggi: struttura semplice, basso costo, ingombro ridotto. Comunemente utilizzato nei sistemi di alimentazione di reti ad anello, per questo spesso chiamato armadio di rete ad anello.
Intervallo-Tipo metallico-Quadri chiusi (tipo JYN):Simile al tipo corazzato, ma con un livello di protezione leggermente inferiore; ormai usato raramente.
Funzioni principali:
Funzione di controllo:Collega o disconnette i circuiti ad alta-tensione azionando gli interruttori automatici o gli interruttori di carico secondo necessità.
Funzione di protezione:Funzione fondamentale. Funziona insieme a dispositivi di protezione relè (come i sistemi di protezione integrati basati su microprocessore-) e interruttori automatici per disconnettere rapidamente le parti difettose in caso di cortocircuiti, sovraccarichi, guasti a terra, ecc., garantendo il normale funzionamento di linee e apparecchiature non-guaste.
Funzione di isolamento:Stabilisce un punto di disconnessione chiaramente visibile attraverso la posizione di lavoro dei sezionatori o dei carrelli a mano, isolando in modo affidabile l'apparecchiatura in manutenzione dalle parti sotto tensione e garantendo la sicurezza del personale di manutenzione.
Funzione di misurazione e monitoraggio:Monitora i parametri di linea quali tensione, corrente, potenza ed energia in tempo reale tramite trasformatori di tensione (PT), trasformatori di corrente (CT), strumenti e dispositivi intelligenti installati nell'armadio e carica i dati nel sistema di monitoraggio.
Funzione di distribuzione dell'energia:Distribuisce in modo sicuro e affidabile l'energia elettrica dalla fonte di alimentazione a monte a più circuiti di alimentazione o trasformatori a valle attraverso sbarre collettrici e circuiti in uscita.
II. Quadri a bassa-tensione (solitamente riferito a 1.000 V CA e livelli di tensione inferiori)
I quadri a bassa-tensione si trovano all'estremità del sistema di alimentazione, forniscono energia direttamente alle apparecchiature elettriche e costituiscono il nucleo della rete di distribuzione dell'energia.
Tipi principali:
◆Quadro fisso a bassa-tensione (ad es. tipo GGD):
Struttura: tutti i componenti elettrici (interruttori automatici, fusibili, contattori, ecc.) sono installati in modo fisso, risultando in una struttura semplice e a basso costo.
Svantaggi: è necessaria un'interruzione dell'alimentazione per la manutenzione o la sostituzione dei componenti. Utilizzato principalmente in luoghi con requisiti di carico ridotto.
◆Quadro di comando-a cassetto-a bassa tensione (ad es. tipi GCS, GCK, MNS):
Struttura: Le principali unità funzionali (come i circuiti di uscita) sono installate in cassetti estraibili. I cassetti hanno più posizioni: funzionante, in prova e disconnesso.
Vantaggi:
Elevata affidabilità dell'alimentazione: in caso di guasto del circuito, il cassetto difettoso può essere rapidamente rimosso e sostituito con un cassetto di riserva per ripristinare l'alimentazione.
Manutenzione pratica: una volta rimosso il cassetto, fornisce un isolamento sicuro, facilitando la manutenzione e i test.
Compatto e versatile: il design standardizzato consente cassetti intercambiabili. Attualmente è la tipologia più utilizzata in ambito industriale.
◆Scatole/armadi di distribuzione dell'alimentazione (controllo) (ad esempio, tipo XL-21):
Un armadio a bassa-tensione relativamente piccolo, utilizzato principalmente per la distribuzione, il controllo, la protezione e il monitoraggio dell'alimentazione di apparecchiature elettriche come i motori. Solitamente contiene interruttori automatici, contattori, relè termici, convertitori di frequenza, ecc.
◆Armadi di compensazione della potenza reattiva (armadi condensatori):
Specificamente progettato per migliorare il fattore di potenza del sistema. Ospitano principalmente condensatori, reattori, interruttori di commutazione (contattori o tiristori) e controller. Commutando automaticamente i banchi di condensatori, riducono le perdite di potenza reattiva nella rete elettrica e migliorano la qualità dell'energia.
Funzioni principali:
Distribuzione e controllo dell'energia:Distribuisce l'energia elettrica a bassa-tensione dai trasformatori a vari dispositivi elettrici, circuiti di illuminazione, prese, ecc. Controlla inoltre l'avvio, l'arresto e la regolazione della velocità di motori e altre apparecchiature.
Funzione di protezione:Fornisce protezione da sovraccarico, cortocircuito, sottotensione e corrente di dispersione (tramite dispositivi a corrente residua) per linee e apparecchiature elettriche tramite interruttori automatici a bassa-tensione, fusibili e relè termici.
Misurazione dell'energia:Installa contatori di energia per misurare il consumo energetico delle unità elettriche.
Compensazione della potenza reattiva:Migliora il fattore di potenza del sistema, riducendo le perdite di rete e i costi dell’elettricità.
Monitoraggio e intelligentizzazione:I moderni quadri di manovra a bassa{0}}tensione sono generalmente dotati di strumenti intelligenti e moduli di comunicazione, che consentono il monitoraggio in tempo reale-dei parametri elettrici e della qualità dell'energia. Può essere integrato nei sistemi di gestione dell'energia (EMS) o nei sistemi di automazione degli edifici (BAS) per ottenere il monitoraggio remoto e la gestione intelligente.
Riepilogo
| Caratteristiche | Quadri ad alta-tensione | Quadri a bassa-tensione |
|---|---|---|
| Livello di tensione | Alta tensione (3,6 kV - 40.5kV) | Basso (inferiore o uguale a 1000 V CA) |
| Focus principale | Isolamento, estinzione dell'arco, stabilità del sistema | Selettività della protezione, flessibilità del controllo, gestione della potenza |
| Componenti principali | Interruttori automatici di alta-tensione, sezionatori, PT, TA, scaricatori di sovratensione | Interruttori automatici, contattori, fusibili, contatori intelligenti a bassa- tensione |
| Caratteristiche strutturali | Enfasi sull'interblocco "cinque-prova", disponibile nei tipi estraibili e fissi | Enfasi sulla modularità, disponibile nel tipo-a cassetto e nel tipo-fisso |
| Funzione fondamentale | Distribuzione dell'alimentazione, protezione a livello di sistema-, isolamento di sicurezza | Distribuzione dell'energia terminale, controllo delle apparecchiature, protezione dettagliata, gestione della qualità dell'energia |
Che si tratti di un quadro di alta-tensione o di un quadro di bassa-tensione, la sua progettazione e produzione devono rispettare rigorosamente standard rigorosi per garantire sicurezza, affidabilità, manutenibilità e intelligenza, che insieme costituiscono una solida base per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del sistema di alimentazione durante l'intero processo, dalla trasmissione di energia al consumo di energia.
Con anni di esperienza professionale e innovazione tecnologica, Shaanxi Huadian si impegna a fornire quadri di alta e bassa tensione sicuri, intelligenti ed efficienti e soluzioni integrate per ogni fase di generazione, trasmissione e consumo di energia. Per domande, si prega di contattare:pannie@hdswitchgear.com.
