中圧開閉装置の選択に関する議論では、引き出し式（トラックタイプ）の設計が話題を占める傾向があります。{0}}エンジニアやコンサルタントは、ほとんどの 35kV 用途にデフォルトでこれらを推奨しています。その理由は正当です。バスバーの電源を切ることなく回路ブレーカーを設置できることは、運用上の真の利点です。-しかし、この合意は盲点を生み出しました。固定式交流開閉装置- が正しく指定され、最新のものとペアになっている場合真空遮断器- は妥協ではありません。明確に定義された一連の屋内配電アプリケーションにとって、これは工学的に最適な選択です。{{3}
この記事では、その時期と理由について説明します。固定式開閉装置引き出し式の対応品よりも優れた性能を発揮すること、真空サーキットブレーカーが固定設計に対して最もよく挙げられる 1 つの制限にどのように対処するか、仕様を指定する際にエンジニアが何を評価する必要があるか屋内開閉装置35kV 配電プロジェクト向け。
1. 固定式開閉装置 - に対する主張とそれが誇張されている理由
固定式開閉装置に対する標準的な議論は単純です。サーキット ブレーカーは一次回路に永久的にボルトで固定されているため、ブレーカーのメンテナンス作業ではバスバー セクション全体の電源を切る必要があります。{0}}引き出し可能な開閉装置とは異なり、「テスト」または「分離」位置はありません。システムが稼働している間はブレーカーを取り外すことはできません。
これは本当です。ただし、この制限の実際的な重要性は、運用状況に完全に依存します。冗長な供給経路を持たずに継続的な産業プロセスにサービスを提供する一次変電所では、計画外または長期にわたる停止は非常にコストがかかり、引き出し可能な設計は価格プレミアムを獲得します。ただし、他の多くのアプリケーションでは状況が異なります。
開閉装置のタイプに関係なく、上流の作業のために変圧器自体の電源を切る必要がある 35kV 工業用変電所の受電フィーダ パネルを考えてみましょう。-または、計画停電時にのみ動作するバックアップ電源回路。または、年に数回しか切り替えられない変圧器パネル。このような場合、ブレーカーのメンテナンスのためにバスバーの電源を切る必要があることは、関連作業のためにバスバーの電源を切る必要があるため、運用上の重大な不利にはなりません-。-引き出し可能な機構はコストと機械の複雑さを追加しますが、これらのシナリオでは何のメリットもありません。
固定式交流開閉装置運用上の現実が上記のアプリケーションと一致する場合、この仕様は適切です。これは予算の節約ではありません - 機器の機能を実際の運用要件に適合させるための意図的なエンジニアリング上の決定です。
トラック型開閉装置と固定型 - 35kV プロジェクト購入者の意思決定ガイド
XGN17-40.5 固定式交流開閉装置屋内 35kV ボックス型金属密閉
2. 固定式屋内開閉装置が正しい選択となる 5 つのシナリオ
シナリオ 1: 変圧器受電フィーダー パネル
受電フィーダ パネルの回路ブレーカーは、一方の側で変圧器を保護し、もう一方の側でバスバーを保護します。変圧器、ケーブル終端、または変圧器側の保護装置のメンテナンスを行うには、変圧器の使用を停止する必要があります -。これにより、パネルの電源も遮断されます。-引き抜き機構の主な利点 (ブレーカーのメンテナンス中にバスバーを稼働状態に保つ) は、変圧器の停止によってメンテナンス スケジュールが決定されるため、ブレーカーではないため、ここでは無関係です。固定式開閉装置これは、世界中の変電所におけるこの用途の標準的な慣行です。
シナリオ 2: 変圧器と計量パネル
変圧器のパネルが切り替わることはめったになく、メンテナンスもほとんど必要ありません。保護リレーとエネルギー計測のための正確な電圧測定を提供する機能 - およびエネルギー計測 - は、引き出し可能な設計の運用上の柔軟性を必要としません。固定構造は、内部配置が簡素化され、可動部品の数が減り、引き出し可能なプラグ アセンブリからの接触抵抗の変動が排除されるため、実際に優れた長期測定の信頼性を実現します。-
シナリオ 3: 計画的なメンテナンス期間を備えた単一電源の産業用変電所-
多くの産業施設は、計画メンテナンス サイクルで稼働しています。{0}} 年に 1 回または半年に一度の停止-があり、その間、電気システムは検査のために完全に電源を切られます。-これらの施設にとって、バスバーを停止することなくブレーカーを保守できることは、追加の価値を提供しません。これは、保守の考え方がすでに完全な停止を受け入れ、計画しているためです。これらの用途に引き出し可能な開閉装置を指定すると、運用上のメリットは得られずに資本コストが増加します。
シナリオ 4: スペースに制約のある屋内スイッチルーム-
屋内開閉装置既存の建物に設置する場合、多くの場合、厳しいスペース制限に直面します。固定タイプの開閉装置パネルは、引出し可能な同等のパネルよりも浅いため、引出し可能なトラックのラックアウト走行経路に必要な前面の隙間の深さを必要としません。-スイッチルームの床面積が厳密に制限されており、拡大できない場合、固定設計による設置面積の削減は、単なる美的好みではなく、エンジニアリング上の正当な利点となります。
シナリオ 5: 予算に制約があり、停止リスクが許容できるプロジェクト-
資本コストが主な制約となる市場 - コスト重視の地域における地方の電化プロジェクト、二次産業用変電所、配電網- -固定式交流開閉装置は、低初期コストで中電圧開閉装置パネルの完全な制御、保護、監視機能を提供します。総所有コストの計算は依然として正直に行う必要がありますが、停止頻度が低く、停止コストが管理可能であるアプリケーションの場合、固定設計の方が資産寿命にわたってより優れた価値を提供することがよくあります。
3. 真空遮断器: 固定型設計の主要な制限にどのように対処するか
固定式開閉装置のリスクとして最もよく挙げられるのはメンテナンス関連です。-サーキット ブレーカーが劣化または故障した場合、交換するためにバスバー セクション全体の電源を切る必要があります。-このリスクは現実のものですが、その規模はサーキット ブレーカーが実際に介入を必要とする頻度によって異なります -。ここで問題が発生します。真空遮断器根本的に計算が変わります。
現代的な真空遮断器固定タイプの開閉装置キャビネット内のスイッチは、以前の世代の開閉装置で固定タイプのメンテナンスが真の運用上の懸案事項となっていた石油サーキット ブレーカーや{0}}エアブラスト ブレーカーとは異なるメンテナンス理念に基づいて動作します。{1}
機械的寿命:XGN17-40.5 の真空サーキット ブレーカーは、10,000 回の機械的動作に耐えられると評価されています。 1 日に 2 回切り替わるパネルの場合、- ほとんどの 35kV アプリケーションでは積極的なデューティ サイクルになります。これは、機械機構が設計寿命に達するまでの 13 年以上の動作に相当します。毎月切り替わるパネルの場合、機械的寿命は通常の使用期間の数十年を超えます。
アーク遮断媒体:真空遮断器は、密閉された汚染のない環境でアークを消滅させます。{0}}オイルやエア ブレーカーとは異なり、劣化したり補充が必要な消弧媒体はありません。-真空遮断器は密閉ユニットです。一度設置すると、定格寿命まで内部メンテナンスは必要ありません。
誘電回復:真空遮断器は、アーク遮断後、中電圧レベルで空気や SF₆ よりも - 早く絶縁耐力を回復します。これにより、真空遮断器開閉装置特に、頻繁なスイッチング、コンデンサ バンク制御、または迅速な再閉路機能が動作上重要なモータ始動業務を伴うアプリケーションに最適です。-
接点摩耗の監視:最新の真空サーキット ブレーカーには接点摩耗インジケーターが組み込まれており、メンテナンス エンジニアが遮断器を開けずに残りの接点寿命を評価できるようになります。これは、固定スケジュールではなく実際の状態に基づいてメンテナンスを決定できることを意味します -。これにより、バスバーの停止が必要となる介入の頻度がさらに減ります。
固定タイプの構造と真空サーキット ブレーカー技術を組み合わせることで、サーキット ブレーカーのメンテナンス頻度が固定タイプの設計による運用上の影響から効果的に切り離されます。-ブレーカーは、ほとんどの 35kV 配電アプリケーションで「固定タイプ-はメンテナンスのための停止が必要である」という議論が重要な意味をもつほど頻繁に介入を必要とするわけではありません。
真空遮断器開閉装置固定式屋内中電圧40.5kV
4. 屋内設置: 固定タイプの設計が制御環境にもたらすもの
屋内開閉装置屋外機器とは根本的に異なる環境で動作します。スイッチルームは、雨、直射日光、風による汚染、極端な温度サイクルから保護されます。-この制御された環境は、固定タイプの設計が活用できるように設計された資産です。
XGN17-40.5 ボックスタイプ固定式交流開閉装置は、35kV (定格 40.5kV) 三相 AC 50Hz システムの屋内設置用に特別に設計されています。-屋内環境に対する主な設計上の対応は次のとおりです。
断熱戦略:XGN17-40.5 は、活電導体間の主な絶縁媒体として空気を使用し、活電部間および活電部とアースの間には最小 300mm の隙間があります。屋内スイッチルームの湿度と汚染レベルが制御されている場合、このクリアランス レベルでの空気絶縁は、SF6 ガス絶縁に伴う複雑さや環境への懸念を伴うことなく、信頼性の高い長期的な誘電性能を提供します。
保護レベル:このエンクロージャは IP2X 保護を提供し、アクセスが制御された専用スイッチルームの屋内設置に適しています。より高いレベルの空気汚染が存在する環境では、- セメント工場、鉱山施設、沿岸工業地帯 - の追加のキャビネットの密閉または開閉室の温度制御を考慮する必要があります。 IP4X が必要な場合は、代わりに引き出し可能な KYN61-40.5 が適切な仕様となります。
5 つの-防止連動:XGN17-40.5 は、屋内高圧開閉装置の中国および IEC 規格で要求される完全な「5 防止」機械式インターロック システムを実装しています。これらのインターロックにより、以下のことが防止されます。 回路ブレーカーが接地された回路に閉じられること。バスバーが通電している間に接地スイッチを操作する。サーキットブレーカーが閉じている間にキャビネットのドアを開ける。ブレーカーが閉状態にあるときにブレーカーを出し入れする。最初にバスバーを接地せずにバスバー コンパートメントにアクセスします。複数のオペレータが同時に作業する可能性がある屋内スイッチルームでは、これらの必須の機械的インターロックが人員の主要な安全対策となります。
主回路の柔軟性:XGN17-40.5 は 198 を超える主回路プログラム構成をサポートし、入力フィーダ、出力フィーダ、バスバーの区分、計量、変圧器、避雷器、およびバイパス バスバーの配置をカバーします。この幅広い構成により、単一のキャビネット モデルでさまざまな機能タイプの開閉装置のラインナップ全体を実装するのに十分となり、調達、予備品の保持、およびメンテナンスのトレーニングが簡素化されます。
5. 配電用開閉装置: 固定タイプが配電ネットワーク アーキテクチャにどのように適合するか
配電用開閉装置35kV レベルでは通常、ネットワーク アーキテクチャ内で 2 つの機能のいずれかを果たします。1 次変電所の受電フィーダおよび出力フィーダ (送電システムから電力を受け取り、2 次変電所または大規模な産業負荷に配電する)、または 2 次変電所受電フィーダ (1 次変電所から電力を受電し、ローカル配電のために降圧する) です。
どちらの機能でも、XGN17-40.5 固定タイプの設計は十分に確立された仕様です。-その単一-バスバーおよび-バイパス構成を備えた単一-バスバー-は、最も一般的な一次配電開閉装置のアーキテクチャに適合します。メインバスバー - の定格電流オプション - 1250A、1600A、および 2000A は、産業用および公益用途で使用される 35kV 配電フィーダ容量の全範囲をカバーします。 25kA と 31.5kA の短絡遮断定格は、中密度配電網の 35kV 母線で通常計算される障害レベルに一致します。
のために配電用開閉装置配電ネットワークが 33kV、34.5kV、または 36kV（すべて 40.5kV-定格 XGN17-40.5 がカバーする IEC 36kV 電圧クラス内）で動作する市場のアプリケーションでは、キャビネットは変更することなく直接適用できます。これは、この範囲の送電網電圧が一般的であり、これらの電圧レベルでの IEC 準拠機器の調達が標準要件であるアフリカ、南アジア、中東のプロジェクトにとって重要です。
6. 選択決定表: プロジェクトの固定タイプか引き出し可能か?
次の基準を使用して、プロジェクトの各パネル タイプにどの構成が適切かを判断します。混合仕様 - は主受電パネル用に撤回可能、フィーダおよび計量パネル用の固定タイプ - は、多くの優れた設計の変電所での標準的な慣行であり、重要な場合には運用の柔軟性を損なうことなく合理的なコストの最適化を実現します。-
次の場合には、固定タイプの AC 開閉装置を選択してください。
- パネル機能では、ブレーカーの種類 (変圧器受電器、相互接続パネル) に関係なく、関連作業のために母線の停止が必要です。
- 施設は計画停止メンテナンスの理念に基づいて運営されています
- ブレーカーのメンテナンス中の運用継続はプロジェクトの要件ではありません
- スイッチルームのスペースが限られているため、パネルの奥行きを最小限に抑える必要がある
- プロジェクト予算には資本コストの最適化が必要であり、停止リスクは許容可能です
次の場合には、引き出し式開閉装置を選択してください。
- ブレーカーのメンテナンスまたは交換中、バスバーは通電状態にしておく必要があります
- このパネルは、冗長な供給経路を持たずに重要な継続的な負荷に対応します。
- この施設では、試験位置による稼働中の保護リレーの試験が必要です-
- 設置基準またはユーティリティ仕様では、引き出し可能な構造が義務付けられています
ほとんどの 35kV 変電所の場合:受電フィーダパネルとバスバーカプラパネルは、引き出し可能な仕様の優先候補です。出力フィーダパネル、変圧器パネル、計量パネル、および避雷器パネルは、固定タイプ仕様の有力な候補です。単一タイプをラインナップ全体に適用するのではなく、各パネルの機能を個別に検討します。
関連リソース
- 実際のプロジェクトからの試運転データを含む、35kV レベルでの引き出し式構成と固定式構成の詳細な比較については、以下を参照してください。トラックタイプ開閉装置と固定タイプ - 35kV プロジェクト購入者の意思決定ガイド。
- 同じ電圧クラスの完全に引き出し可能な装甲代替品の場合、KYN61-40.5の製品ページをご覧ください。.
- 装甲開閉装置の構造、IEC 規格、および仕様パラメータに関する技術的背景については、以下を参照してください。装甲開閉装置とは何ですか? IEC 規格、コンパートメント構造、および 35kV プロジェクトのそれを指定する方法。