Thiết bị đóng cắt bằng kim loại tiết kiệm năng lượng

I. Tổng quan về sản phẩm

Dòng thiết bị đóng cắt AC dạng hộp kín bằng kim loại XGN15-12 (F)/XGN15-12 (F·R) (thường được gọi là "thiết bị phân phối điện vòng") là thế hệ thiết bị phân phối điện lõi trong nhà mới được phát triển đặc biệt cho mạng lưới phân phối điện áp trung bình 10kV/12kV. Sản phẩm sử dụng công tắc tải cách điện bằng khí SF₆ làm thành phần cốt lõi. Loại F là thiết bị công tắc tải thuần túy, trong khi loại F·R tích hợp công tắc tải với cầu chì có khả năng ngắt mạch cao để tạo thành thiết bị bảo vệ kết hợp "công tắc-cầu chì".

Dòng sản phẩm này sử dụng cấu trúc cách điện hỗn hợp gồm cách điện không khí + niêm phong bằng bình khí SF₆, được thiết kế và sản xuất theo đúng các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế như GB 3906 "Thiết bị đóng cắt và điều khiển điện xoay chiều 3,6kV～40,5kV vỏ kim loại" và IEC 62271-200 "Thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp cao - Phần 200: Thiết bị đóng cắt và điều khiển vỏ kim loại". Ưu điểm cốt lõi của sản phẩm nằm ở cấu trúc siêu nhỏ gọn, độ an toàn cao, thời gian hoạt động không cần bảo trì dài và khả năng thích ứng rộng rãi với nhiều tình huống. Sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong cung cấp điện mạng vòng phân phối đô thị, phân phối điện đầu cuối cho các doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ, phía cao áp của trạm biến áp lắp đặt sẵn (trạm biến áp kiểu hộp), hệ thống phân phối điện cho các cơ sở công cộng và các tình huống khác. Đây là thiết bị then chốt để thực hiện tự động hóa mạng lưới phân phối và nâng cao độ tin cậy của nguồn cung cấp điện.

II. Cấu trúc cốt lõi và nguyên lý hoạt động

(1) Thành phần cấu trúc cốt lõi

Sản phẩm này sử dụng thiết kế dạng mô-đun, bảo trì từ phía trước, và cấu trúc tổng thể bao gồm các thành phần cốt lõi sau:

Bình chứa khí SF₆ kín:

Được làm từ thép không gỉ dày 3mm bằng phương pháp hàn laser, các mối hàn được kiểm tra bằng phương pháp đo phổ khối lượng heli để đảm bảo độ kín vĩnh viễn, và không cần bổ sung khí trong suốt thời gian sử dụng.

Nó được nạp khí SF₆ ở áp suất đo 0,045 MPa, đóng vai trò là môi chất cách điện và dập tắt hồ quang cho công tắc tải.

Công tắc tải ba vị trí (đóng/mở/nối đất) tích hợp sẵn kết hợp các chức năng của công tắc cách ly và công tắc nối đất.

Mạch chính cao áp:

Bao gồm các tiếp điểm di động và tĩnh bên trong bình khí, cũng như các sứ cách điện và thanh dẫn điện cao áp bên ngoài, được kết nối bằng các thanh đồng mạ thiếc, có điện trở tiếp xúc thấp và khả năng dẫn điện mạnh.

Loại F·R được trang bị cầu chì giới hạn dòng điện có khả năng ngắt mạch cao, được lắp đặt bên ngoài bình gas và được kết nối với công tắc tải thông qua một thiết bị liên kết cơ khí.

Cơ chế hoạt động và khóa liên động:

Sử dụng cơ chế vận hành bằng lò xo thủ công, có tùy chọn cơ chế vận hành bằng điện, với mô-men xoắn vận hành nhỏ và khả năng đóng mở đáng tin cậy.

Được trang bị hệ thống khóa liên động cơ khí hoàn chỉnh, thực hiện nghiêm ngặt chức năng "năm ngăn ngừa", bao gồm: ngăn ngừa thao tác đóng cắt sai; ngăn ngừa đóng cắt khi đang mang tải; ngăn ngừa treo dây tiếp địa khi mạch đang có điện; ngăn ngừa đóng mạch khi đang treo dây tiếp địa; và ngăn ngừa việc vô tình xâm nhập vào vùng có điện.

Tủ và bảo vệ:

Sử dụng thép tấm mạ kẽm nhôm hoặc thép không gỉ 304 để tạo hình uốn liền khối, bề mặt được xử lý bằng phun tĩnh điện để chống ăn mòn và gỉ sét.

Tủ có thiết kế mở từ phía trước, và tất cả các thao tác bảo trì có thể được thực hiện từ phía trước mà không cần dành không gian bảo trì ở các cạnh và phía sau.

Phần trên cùng được trang bị kênh xả áp suất định hướng, có thể dẫn khí có nhiệt độ và áp suất cao đến hướng an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố hồ quang bên trong, ngăn ngừa tủ điện phát nổ.

(2) Nguyên tắc hoạt động

Hoạt động bình thường: Công tắc tải ở vị trí đóng, cung cấp điện cho các tải phía sau.

Nguyên lý hoạt động: Khi cần bảo trì trong trường hợp mất điện, cơ cấu vận hành sẽ mở công tắc tải để ngắt dòng điện tải.

Thao tác nối đất: Sau khi xác nhận đường dây đã được ngắt điện, hãy chuyển công tắc sang vị trí nối đất và kết nối dây nối đất để đảm bảo an toàn cho nhân viên bảo trì.

Bảo vệ sự cố (loại F·R): Khi máy biến áp bị ngắn mạch hoặc quá tải, cầu chì sẽ nhanh chóng bị đứt, kích hoạt công tắc tải tự động mở thông qua thiết bị liên kết cơ khí, ngắt mạch sự cố và bảo vệ máy biến áp cũng như lưới điện.

III. Thông số kỹ thuật (Phạm vi phủ sóng toàn diện, có thể tùy chỉnh)

Bàn

Danh mục tham số

Thông số kỹ thuật cốt lõi

Mô tả chi tiết

Điện áp định mức

12kV

Phù hợp với tiêu chuẩn mạng lưới phân phối 10kV của Trung Quốc.

Tần số định mức

50Hz

Tuân thủ tiêu chuẩn lưới điện tần số

Đánh giá hiện tại

630A

Dòng điện định mức của mạch chính, đáp ứng nhu cầu phân phối điện chung.

Dòng điện ngắn mạch định mức

20kA (2s)

Có thể chịu được dòng điện ngắn mạch 20kA trong 2 giây.

Điện áp chịu xung sét định mức

75kV

Bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do quá áp sét đánh.

Loại công tắc chính

Công tắc tải ba vị trí SF₆

Tích hợp các chức năng đóng, mở và nối đất, không cần cấu hình thêm.

Cầu chì (loại F·R)

Cầu chì giới hạn dòng điện có khả năng ngắt mạch cao

Dòng điện định mức 100A-200A, có thể bảo vệ máy biến áp công suất 1600kVA trở xuống.

môi trường cách nhiệt

SF₆ bên trong bình khí, không khí bên ngoài

Vật liệu cách nhiệt tổng hợp — cân nhắc cả độ tin cậy và bảo vệ môi trường.

Cấp bảo vệ

IP30 (bên trong) / IP65 (bình khí)

Ngăn ngừa ngón tay tiếp xúc với các bộ phận mang điện, bình chứa khí hoàn toàn kín bụi và chống nước.

Chất liệu tủ

Tấm thép mạ kẽm nhôm / Thép không gỉ 304

Chống ăn mòn và gỉ sét, thích hợp sử dụng trong nhà/ngoài trời (bên trong trạm biến áp dạng hộp).

Chiều rộng tủ đơn

375mm / 500mm

Thiết kế siêu nhỏ gọn, tiết kiệm tối đa không gian phòng phân phối điện.

Tuổi thọ cơ khí

≥10000 lần

Tuổi thọ hoạt động của công tắc cao, thời gian không cần bảo trì dài.

Môi trường làm việc

Nhiệt độ: -25℃～+40℃; Độ ẩm: ≤95% (không ngưng tụ); Độ cao: ≤2000m (có thể tùy chỉnh độ cao)

Thích ứng với hầu hết các môi trường trong nhà, khả năng cách nhiệt có thể được tùy chỉnh cho các khu vực vùng cao.

IV. Ưu điểm cốt lõi của sản phẩm

(1) An toàn và đáng tin cậy, rủi ro có thể kiểm soát được

Bình chứa khí kín hoàn toàn: Bình chứa khí bằng thép không gỉ sử dụng công nghệ hàn laser và phát hiện rò rỉ bằng quang phổ khối heli để đảm bảo không có sự rò rỉ khí SF₆, hiệu suất cách nhiệt không bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài, và hoạt động an toàn và ổn định.

Hệ thống khóa liên động "năm biện pháp phòng ngừa" hoàn chỉnh: Hệ thống bảo vệ kép gồm khóa liên động cơ khí và khóa liên động điện giúp loại bỏ hoàn toàn các tai nạn về người và thiết bị do thao tác sai.

Bảo vệ chống sự cố hồ quang: Kênh xả áp suất định hướng tích hợp có thể giải phóng áp suất hiệu quả trong trường hợp xảy ra sự cố hồ quang bên trong, đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành, bảo trì và thiết bị.

Bảo vệ chính xác (loại F·R): Sự kết hợp giữa công tắc tải và cầu chì ngắt mạch cao có thể nhanh chóng ngắt nguồn điện khi máy biến áp gặp sự cố, bảo vệ máy biến áp khỏi hư hỏng.

(2) Cấu trúc nhỏ gọn, tiết kiệm không gian

Thiết kế dạng mô-đun siêu nhỏ gọn: Chiều rộng của một tủ điện chỉ 375mm, tiết kiệm khoảng 30% diện tích sàn so với các tủ điện truyền thống, đặc biệt phù hợp cho các phòng phân phối điện và trạm biến áp dạng hộp có không gian hạn chế.

Tích hợp ba vị trí: Công tắc tải tích hợp ba vị trí mở, đóng và nối đất, đơn giản hóa cấu trúc tủ điện, giảm thiểu điểm lỗi và nâng cao độ tin cậy tổng thể.

Thiết kế bảo trì phía trước: Tất cả các thao tác và bảo trì có thể được thực hiện ở phía trước tủ mà không cần dành không gian bảo trì ở hai bên và phía sau, giúp tối ưu hóa đáng kể việc sử dụng không gian.

(3) Vận hành và bảo trì thuận tiện, chi phí thấp

Thiết kế không cần bảo trì: Bình chứa khí SF₆ có cấu trúc kín hoàn toàn, công tắc có tuổi thọ cơ học cao và không cần bảo trì định kỳ trong điều kiện hoạt động bình thường, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì.

Giám sát trực quan: Tủ điện được trang bị cửa sổ quan sát, cho phép kiểm tra trực tiếp vị trí công tắc và trạng thái cầu chì, giúp dễ dàng nắm bắt tình trạng hoạt động.

Tùy chọn vận hành và bảo trì thông minh: Có thể được cấu hình với mô-đun giám sát trực tuyến thông minh để thực hiện giám sát từ xa, cảnh báo lỗi và vận hành từ xa, giúp hiện thực hóa mạng lưới phân phối thông minh "không cần người giám sát".

(4) Khả năng thích ứng mạnh mẽ, phạm vi rộng

Kết hợp linh hoạt: Có thể tự do kết hợp thành nhiều đơn vị chức năng khác nhau như đường dây vào, đường dây ra, đo lường, PT và kết nối liên mạng để đáp ứng nhu cầu của các mạng lưới phân phối điện khác nhau.

Phạm vi ứng dụng toàn diện: Được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới phân phối điện đô thị, các doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ, các tòa nhà thương mại, bệnh viện, trường học, trạm biến áp lắp đặt sẵn và các kịch bản khác.

Khả năng tương thích tốt: Có thể kết nối liền mạch với các rơle bảo vệ và hệ thống tự động hóa thông dụng trong và ngoài nước, giúp dễ dàng thực hiện nâng cấp tự động hóa mạng lưới phân phối.

V. Các kịch bản ứng dụng điển hình

Chuyển đổi mạng lưới phân phối điện đô thị: Là một đơn vị cung cấp điện mạng vòng, nó thực hiện việc cung cấp điện "liên kết", nâng cao độ tin cậy của nguồn điện và giảm phạm vi mất điện.

Hệ thống phân phối điện cho doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ: Được sử dụng để phân phối điện đầu cuối trong các nhà máy, mỏ và các nơi khác nhằm bảo vệ các thiết bị sản xuất quan trọng như động cơ và quạt.

Trạm biến áp lắp đặt sẵn (trạm biến áp dạng hộp): Là bộ phận chuyển mạch cao áp bên trong trạm biến áp dạng hộp, nó phối hợp với máy biến áp và tủ điện hạ áp để tạo thành một giải pháp phân phối điện hoàn chỉnh.

Các công trình công cộng: Được ứng dụng tại các trung tâm thương mại, sân bay, tàu điện ngầm, bệnh viện và các địa điểm khác có yêu cầu cực kỳ cao về độ tin cậy của nguồn cung cấp điện.

Kết nối năng lượng mới: Là thiết bị chuyển mạch kết nối lưới điện cho các nhà máy điện năng lượng mới như điện mặt trời và điện gió, nó đảm bảo việc truyền tải điện năng lượng mới một cách an toàn và ổn định.