In der modernen Welt komplizierter elektrischer Netzwerke, metallverkleidete Schaltanlagen ist eines der wichtigen Elemente, die eine sichere und zuverlässige Stromversorgung gewährleisten. Wo immer elektrische Energie erzeugt, übertragen oder verbraucht wird, wird metallverkleidete Schaltanlagen eingesetzt, um eine sichere elektrische Verteilung zu garantieren. Aufgrund des gestiegenen Energieverbrauchs und komplizierter Netzschemata sind metallverkleidete Schaltanlagen in modernen Mittelspannungsstromsystemen weit verbreitet.
Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. entwickelt verschiedene Arten von metallverkleidete Schaltanlagen Anlagen, von KYN28A-12 abziehbaren AC metallverkleideten Schaltanlagen bis hin zu HXGN15-12 metallverkleideten Ringhauptgeräten. Die Produktlinie von Subian Electric deckt umfassend die Bedürfnisse von Stromversorgungssystemen ab, da sie Geräte für die elektrische Übertragung und Verteilung über Umspannwerke, für den Betrieb von Turbinenkraftwerken und für die Energieversorgung von Verbrauchern in Produktionsstätten umfasst. Ziel des vorliegenden Artikels ist es, die metallverkleidete Schaltanlagen und deren Definitionen, Typen, Vorteile, Branchenanwendungen und Auswahlkriterien sowie Trends für die Zukunft detailliert zu analysieren.
Was ist metallverkleidete Schaltanlagen?
Metallverkleidete Schaltanlagen sind Geräte, die einen Metallschrank enthalten, in dem alle Komponenten der metallverkleideten Schaltanlageneinheit untergebracht sind. Zu diesen Komponenten gehören Leistungsschalter, Trennschalter, Sicherungen, Sammelschienen und Stromwandler. Metallverkleidete Schaltanlagen werden von ANSI/IEEE C37.20.2 als eine Baugruppe von Schaltanlagengeräten in einem Metallgehäuse definiert. Metallverkleidete Schaltanlagen helfen, Elektrizität auf sichere Weise zu verteilen und Unfälle wie interne Lichtbogenfehler und Kontakt oder Kontamination von Geräten durch äußere Objekte zu vermeiden.
Der Unterschied zwischen metallisolierten Schaltanlagen und offenen Schaltanlagen besteht darin, dass die erste Art von Schaltanlagen als undurchdringliche Wand fungiert und in der Lage ist, den elektrischen Teil von der äußeren Umgebung zu isolieren, was einen verbesserten Schutz gewährleistet und Abstände und Kriechstrecken reduziert. Das Design der metallverkleideten Schaltanlagen entspricht den Normen GB/T 11022, GB/T 3906 und IEC 62271 und wird vor der Freigabe auf die Einhaltung der Kriterien für Kurzschlussfestigkeit, interne Lichtbogenklassifizierung und Temperaturanstieg getestet.
Haupttypen von metallverkleideten Schaltanlagen
Es gibt drei Arten von metallverkleideten Schaltanlagen, die basierend auf der Arbeitsanordnung und den Rückzugsbedingungen der primären Schaltgeräte identifiziert werden können. Jede der drei Arten von Geräten kann die Anforderungen verschiedener Operationen erfüllen und trägt in Bezug auf Kosten-Effizienz, Wartung und Sicherheit bei.
Abziehbare (Drawout) metallverkleidete Schaltanlagen
KYN28A-12 kann als repräsentativ für abziehbare, metallumhüllte Schaltanlagen betrachtet werden. Es ermöglicht den Betrieb mit dreiphasigem AC 50Hz und ist für Systeme mit einer Spannung von bis zu 12kV ausgelegt. Die Einheit verfügt über einen abnehmbaren Leistungsschalterwagen, der ohne Trennung des gesamten Schaltfeldes zur Reparatur oder zum Austausch aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann. Die mit ihm verwendeten Leistungsschalter sind überwiegend vom Vakuumtyp (ZN63A-12 oder ähnliche Versionen, die von ABB und GE hergestellt werden).
Abziehbare metallumhüllte Schaltanlagen nutzen ein einzigartiges System von Verriegelungen, das als ‘Fünf-Schutz’-Verriegelung bekannt ist, deren Betrieb verhindert:
– das Einsetzen oder Herausziehen des Leistungsschalterwagens in geschlossener Position;
– den Betrieb des Leistungsschalters in Zwischenposition;
– die Betätigung des Erdungsschalters, falls der Stromkreis unter Spannung steht;
– die Energisierung des Stromkreises, sobald der Erdungsschalter eingeschaltet ist;
– den Zugang zum Kabelraum, falls der Erdungsschalter ausgeschaltet ist. Dieses Design macht die abziehbare Art der metallumhüllten Schaltanlagen zur bequemsten Lösung in kritischen Bereichen, in denen das Risiko von Ausfallzeiten hoch ist, da ein defekter Leistungsschalter sofort durch einen Ersatzschalter ersetzt werden kann.
Feste metallumhüllte Schaltanlagen
Die HXGN15-12-Serie ist ein Beispiel für die feste Bauart von metallverkleidete Schaltanlagen, die typischerweise in Ringhauptgeräten (RMUs) zu finden ist. Kompakt und von vorne zugänglich, ist diese Einheit perfekt für den Einsatz in städtischen Sekundärverteilungsnetzen, Gebäuden und Industriegebieten. Der Lasttrennschalter arbeitet auf Basis eines Federmechanismus. Dieser Schalter kann mit strombegrenzenden Sicherungen für Überlast- und Kurzschlussschutz kombiniert werden.
Die feste Bauart von metallverkleidete Schaltanlagen ist kostengünstiger als ihre abziehbaren Gegenstücke, da sie keinen beweglichen Wagen und zusätzliche Geräte für Führungen und Klappen verwendet. Dennoch erfordert die Wartung, dass der Schrank spannungsfrei ist. Die HXGN15-12-Serie verfügt über ein effizientes Verriegelungssystem und ist so gestaltet, dass sie effektiv gewartet werden kann, während sichergestellt wird, dass alle spannungsführenden Teile abgeschirmt sind, um Brand- oder Explosionsrisiken zu vermeiden.
Gepanzerte metallumhüllte Schaltanlagen
KYN61-40.5 gehört zu den gepanzerten metallverkleidete Schaltanlagen mit einer Nennspannung von 40,5kV und ist für Hochspannungsinstallationen in Umspannwerken und der Schwerindustrie geeignet. Es verwendet zusätzliche Stahlplatten, die die Fächer für Schalter und Kabel trennen. Obwohl der Begriff ‘gepanzert’ häufig zur Definition von metallumhüllten Schaltanlagen verwendet wird, bezieht sich KYN61-40.5 auf metallumhüllte Schaltanlagen, da es keine geerdeten Metallbarrieren benötigt, die die Fächer trennen.
Gepanzerte metallverkleidete Schaltanlagen ist bekannt für ihre verbesserte mechanische Festigkeit und zuverlässige Lichtbogenbeständigkeit, was sie für den Einsatz in kritischen Umgebungen geeignet macht. KYN61-40.5, hergestellt von Subian Electric, wird häufig in Kraftwerksanlagen, großflächigen Unternehmen und elektrischen Umspannwerken eingesetzt.
Metallumhüllte Schaltanlagen vs. Metallbeschichtete Schaltanlagen – Wichtige Unterschiede
Viele Planer verwechseln häufig metallverkleidete Schaltanlagen mit metallverkleideten Schaltanlagen, aber sie sind unter den IEEE- und IEC-Standards unterschiedliche Kategorien. Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend bei der Auswahl der richtigen Ausrüstung für ein bestimmtes Projekt.
| Merkmal | Metallumhüllte Schaltanlage | Metallverkleidete Schaltanlage |
|---|---|---|
| Abgrenzung | Komponenten (Schalter, CT, PT, Sammelschienen) sind in einem gemeinsamen Fach ohne zwingend geerdete Metallbarrieren installiert. | Jedes Hauptkomponente befindet sich in einem eigenen, separaten, geerdeten metallumhüllten Fach. |
| Hauptschaltgerät | In der Regel feststehender Typ (obwohl abziehbare Versionen existieren, aber nicht erforderlich sind). | Muss vom abziehbaren Typ sein. |
| Lichtbogenlichtschutz | Grundlegend – beruht auf dem gesamten Gehäuse und Druckentlastung. | Verbesserte – die Isolation der einzelnen Fächer reduziert die Ausbreitung der Lichtbogenenergie. |
| Physikalische Größe | Kompakter aufgrund weniger interner Trennwände. | Größerer Platzbedarf aufgrund der erforderlichen Trennung. |
| Kosten | Niedriger – weniger Materialien und einfachere Konstruktion. | Höher – zusätzliche Stahlkonstruktionen und Präzisionsengineering. |
| Typischer Spannungsbereich | 1 kV bis 52 kV (IEEE C37.20.9 behandelt gasisolierte Typen). | Üblicherweise 5 kV bis 38 kV. |
| Anwendung | Sekundärverteilung, Industrieanlagen, Gewerbeimmobilien. | Primärverteilung, kritische Infrastruktur, hochzuverlässige Versorgungsunternehmen. |
Kurz gesagt, metallverkleidete Schaltanlagen bietet ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Leistung und Wirtschaftlichkeit für die Mehrheit der Mittelspannungsanwendungen, während metallverkleidete Schaltanlagen für Projekte reserviert sind, bei denen das höchste Maß an Sicherheit und Kontinuität gefordert ist.
Wesentliche Vorteile von Metallverkleideten Schaltanlagen
Durch jahrelange Nutzung hat sich die metallverkleidete Schaltanlage in zahlreichen Anwendungen bewährt. Die folgenden Vorteile schaffen eine starke Rechtfertigung für ihren umfangreichen Einsatz durch Ingenieure und Facility Manager auf der ganzen Welt.
Der Höchste Sicherheitsgrad
Metallplatten gewährleisten die vollständige Umhüllung von spannungsführenden Leitern und verhindern so einen versehentlichen Kontakt. Darüber hinaus ist das Gehäuse in der Lage, internen Lichtbogenfehlern für einen bestimmten Zeitraum (in der Regel 0,5-1 Sekunden) standzuhalten und leitet die heißen Gase durch die Druckentlastungsöffnungen an der Oberseite des Geräts.
Minimale Platzanforderungen
Das Design der metallverkleideten Schaltanlage ist durch Merkmale gekennzeichnet, die in metallverkleideten Schaltanlagen, fehlen, was es ermöglicht, Platz (in Bezug auf die Grundfläche) zu sparen. Dieser Faktor ist besonders wichtig in Städten, in denen die Immobilienwerte sehr hoch sind.
Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Kundenbedürfnisse
Subian Electric bietet metallverkleidete Schaltanlagen für Spannungen von 12 kV bis 40,5 kV und Ströme von 630 bis 5000 A an. Schaltgeräte können Vakuum- oder SF6-Leistungsschalter, Sicherungs-Trennschalter und viele Hilfsgeräte – wie Stromwandler, Spannungswandler, Überspannungsableiter usw. – verwenden.
Hochzuverlässiger Schutz
der spezifischen metallverkleidete Schaltanlagen wird mit intelligenten elektronischen Geräten geliefert, die Überstrom- und Erdschluss-Schutz bieten können. Mit optionalen Modulen ist die Fernsteuerung über SCADA-Systeme möglich.
Einhaltung globaler Standards
Alle Geräte, die von Subian Electric in dieser Kategorie hergestellt werden, entsprechen den Standards GB 3906, IEC 62271-200 und ANSI/IEEE und durchlaufen umfangreiche Typprüfungen, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen ausländischer Länder in Bezug auf elektrische Sicherheit und Leistung entsprechen.
Häufige Anwendungen von metallverkleideten Schaltanlagen
Aufgrund der Flexibilität der metallverkleideten Schaltanlagen werden sie in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt:
Kraftwerksstationen – für die Verteilung von Hilfsstrom und den Anschluss an Generatoren.
Versorgungsstationen – für die primäre Spannungsumwandlung, sekundäre Spannungsumwandlung und den Schutz von Einspeisungen.
Industrielle Anwendungen – zur Stromversorgung großer Motoren, Öfen und Fabriken.
Gewerbeimmobilien und Hoch – Bauprojekte – für eingehenden Strom und die Stromversorgung verschiedener Etagen und Geräte.
Wind- und Solarfarmen – zur Stromerfassung und Übertragung erneuerbarer Energie ins Netz.
Eisenbahnen und andere Verkehrsträger – zur Verbindung der Traktionsstromversorgung und zur Bereitstellung der Energie für Bahnhöfe.
Rechenzentren – um sicherzustellen, dass die Stromversorgung kontinuierlich und ununterbrochen ist.
In jedem dieser Bereiche, metallverkleidete Schaltanlagen bietet die wesentlichen Funktionen von Schaltung, Schutz und Isolation, was zur Gesamtresilienz der elektrischen Infrastruktur beiträgt.
Der richtige Weg zur Auswahl von metallumhüllten Schaltanlagen
Die Auswahl der richtigen metallumhüllten Schaltanlage für die Aufgabe bedeutet, eine systematische Bewertung einer Reihe von elektrischen und finanziellen Faktoren durchzuführen. Betrachten Sie die folgenden Punkte, um Ihre Entscheidung zu unterstützen.
Ermitteln Sie die Systemspannung und den Isolationsgrad
Die Nennspannung der Schaltanlage muss der nominalen Systemspannung entsprechen, wie 12 kV, 24 kV oder 40,5 kV. Sie müssen auch die grundlegende Blitzstoßfestigkeit (BIL) und die Wechselstromfestigkeit berücksichtigen, abhängig von der Höhe und dem Verschmutzungsgrad am Installationsort.
Bestimmen Sie die Dauer- und Kurzschlussströme
Sie müssen den maximalen Dauerstrom berechnen, damit Sie die erforderliche Nennleistung für die Sammelschiene und den Leistungsschalter auswählen können. Sie müssen sich der erwarteten Kurzschlussströme bewusst sein, die etwa 25 kA, 31,5 kA, 40 kA oder 50 kA betragen können.
Entscheiden Sie sich für das abziehbare oder feste Design
Stellen Sie sicher, dass Sie ein abziehbares Design auswählen, falls Sie Ausfallzeiten minimieren müssen und Ersatzleistungsschalter verfügbar sind. Wählen Sie feste Einheiten für kostensensible Projekte, wenn Ausfälle im Voraus geplant werden können.
Bewerten Sie Umweltfaktoren
IP4X ist höchstwahrscheinlich eine Standard-Schutzbewertung, die für Inneninstallationen erforderlich ist. Außeninstallationen benötigen wetterfeste Gehäuse (nicht weniger als IP54-Bewertung) und in einigen Fällen Heizung zur Verhinderung von Kondensation. Auch in Hochlagen oder verschmutzten Gebieten, wo eine Herabstufung und zusätzliche Isolierung erforderlich sind, wird die Installation komplizierter.
Schutz- und Steuerungsschema spezifizieren
Wählen Sie die erforderlichen Schutzeigenschaften (Überstrom, Erdschluss usw.) und Kommunikationsprotokolle (wie Modbus oder IEC 61850). Wählen Sie die benötigten Schutzrelais und Transformatoren aus.
Denken Sie an zukünftige Erweiterungen
Es ist sehr wichtig, dass die Schaltanlage in Zukunft die Möglichkeit bietet, weitere Einspeisungen oder Sammelschienen hinzuzufügen. Subian Electric hat metallumhüllte Schaltanlagen in Form von modularen Paneelen entwickelt, die leicht erweiterbar sind.
Subian Electric bietet auch gerne kostenlose technische Beratungen an. Lassen Sie sie einfach die Spannung, den Strom, die Anwendung und den Standort der Installation wissen, und ihre Ingenieure helfen Ihnen, die richtige Schaltanlage auszuwählen.
Wartungs- und Lebenszyklusüberlegungen
Eine ordnungsgemäße Wartung ist entscheidend, um die langfristige Zuverlässigkeit von metallverkleidete Schaltanlagen. Routinemäßige Inspektionen sollten Folgendes umfassen:
- Sichtprüfungen auf Korrosion, lose Verbindungen und Anzeichen von Überhitzung.
- Reinigung von Isolatoren und Sammelschienen, um Durchschlag zu verhindern.
- Funktionstests von Verriegelungen, Erdungsschaltern und Hilfskontakten.
- Schmierung von beweglichen Teilen gemäß den Empfehlungen des Herstellers.
- Messung des Kontaktwiderstands und des Isolationswiderstands (Megger-Test).
- Periodische Zeitmessungen für Leistungsschalter und Betätigungsmechanismen.
Bei ordnungsgemäßer Pflege kann ein Qualitäts- metallverkleidete Schaltanlagen eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren haben. Subian Electric liefert mit jeder Lieferung detaillierte Betriebs- und Wartungshandbücher und bietet auch After-Sales-Support, einschließlich Ersatzteilen und Vor-Ort-Fehlerbehebung.
Zukünftige Trends in metallumhüllten Schaltanlagen
Die Landschaft von metallverkleidete Schaltanlagen entwickelt sich schnell weiter, angetrieben von der Digitalisierung und dem Drang nach umweltfreundlicheren Energiesystemen. Zu den aufkommenden Trends gehören:
- Gasisolierte Alternativen – SF6 oder umweltfreundliche gasisolierte MESG mit kleineren Abmessungen.
Überwachung mit dem Internet der Dinge (IoT) – Sensoren zur Erkennung von Teilentladungen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Informationen an analytische Geräte in der Cloud für vorausschauende Wartung senden.
Technologie der festen Isolierung – Verwendung von festen Isoliermaterialien anstelle von Gas oder Luft, um Umweltprobleme zu vermeiden.
Kompakte modulare Bauweise – die die Einrichtung beschleunigt und zukünftige Upgrades erleichtert.
Anordnung zur Nutzung in erneuerbaren Energiesystemen – moderne Schaltanlagen, die mit der Fähigkeit hergestellt werden, Strom aus Solar- und Windkraftanlagen zu empfangen und auf Fehlerpegel zu reagieren.
Subian Electric ist an der Spitze dieser Innovationen und verfeinert kontinuierlich sein metallverkleidete Schaltanlagen Portfolio, um den Anforderungen von Smart Grids und nachhaltiger Energieinfrastruktur gerecht zu werden.
Fazit
Metallverkleidete Schaltanlagen bleibt die am weitesten verbreitete Technologie für die Mittelspannungsstromverteilung, dank ihrer bewährten Sicherheit, Kompaktheit und Kosteneffizienz. Ob Sie eine neue Umspannstation entwerfen, ein Industriegebäude aufrüsten oder einen Gewerbekomplex erweitern, die Auswahl der richtigen metallverkleidete Schaltanlagen ist eine kritische Entscheidung, die die Systemzuverlässigkeit, die Sicherheit der Bediener und die Gesamtkosten des Eigentums beeinflusst.
Mit jahrzehntelanger Fertigungserfahrung und einem Engagement für internationale Qualitätsstandards bietet Subian Electric ein umfassendes Spektrum an metallverkleidete Schaltanlagen Lösungen, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Vom vielseitigen KYN28A‑12 abziehbaren Typ bis zum robusten KYN61‑40.5 gepanzerten Design ist jedes Produkt so konzipiert, dass es herausragende Leistung in den anspruchsvollsten Umgebungen bietet.
Für detaillierte Spezifikationen, maßgeschneiderte Vorschläge oder technische Beratung besuchen Sie bitte die offizielle Website von Subian Electric oder kontaktieren Sie unser Expertenteam. Wir sind bestrebt, Ihnen zu helfen, ein sicheres, effizientes und zukunftssicheres elektrisches Verteilungssystem mit unserer modernen metallverkleidete Schaltanlagen.
— Dieser Artikel wurde vom technischen Marketingteam der Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. auf der Grundlage umfangreicher Praxiserfahrungen und internationaler Standards erstellt.