راهنمای نهایی کابینت‌های کلید برق: انواع، عملکردها و اجزاء

در سیستم‌های توزیع برق مدرن، مجموعه‌های سوئیچ ولتاژ بالا- و-متوسط، ستون فقرات ایمنی و کنترل شبکه هستند. این مجموعه‌ها از کابینت‌های تخصصی مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام برای نقش خاصی-از دریافت برق گرفته تا حفاظت از مدارهای پایین دست طراحی شده‌اند.

در زیر یک تفکیک کامل از 10 نوع ضروری کابینت تابلو برق که امروزه در شبکه های توزیع برق مورد استفاده قرار می گیرند، آورده شده است.

1. کابینه ورودی (کابینت دریافت)

کابینه ورودی به عنوان نقطه ورودی اولیه برای برق ورودی به تاسیسات یا پست از شبکه اصلی عمل می کند. برق را مستقیماً از خط برق ورودی به سیستم شینه داخلی تغذیه می کند.

·

اجزای اصلی:مدار شکن خلاء (VCB)، ترانسفورماتورهای جریان (CT)، ترانسفورماتورهای پتانسیل/ولتاژ (PT)، و کلیدهای جداکننده.

توابع اولیه: 

•  توزیع برق:برق ورودی شبکه را به باسبار اصلی هدایت می کند.
• حفاظت مدار:از یک مدارشکن خلاء برای پاک کردن مدارهای کوتاه و رسیدگی به عیوب جریان اضافه استفاده می کند.
• جداسازی و ایمنی:شامل یک جداکننده دستی برای اطمینان از شکاف هوای فیزیکی برای پرسنل تعمیر و نگهداری.
• نظارت:دارای CT و PT برای ردیابی دقیق متریک های جریان و ولتاژ ورودی.

2. کابینت خروجی (کابینت تغذیه / توزیع)

کابینه خروجی وظیفه توزیع برق از شینه اصلی به مدارهای منشعب پایین دست، ترانسفورماتورها یا ماشین آلات سنگین را بر عهده دارد.

اجزای اصلی:کلیدهای مدار، ترانسفورماتورهای جریان (CT)، ترانسفورماتورهای بالقوه (PT) و کلیدهای جداکننده.

توابع اولیه:

• تعادل بار:به طور ایمن برق را به مناطق مختلف تاسیسات انتقال می دهد.
• حفاظت از شعب:حفاظت موضعی در برابر جریان اضافه و اضافه بار را فراهم می کند و اطمینان می دهد که یک خطا در یک شاخه کل سیستم را خراب نمی کند.
• کنترل عملیاتی:به اپراتورها اجازه می دهد تا بارهای خاصی را بدون وقفه در کل تاسیسات وصل یا قطع کنند.

3. کابین کوپلر اتوبوس (کابینت تقسیم اتوبوس)

را کابینت کوپلر اتوبوس برای پل زدن و اتصال دو بخش مجزا از شینه استفاده می شود. این یک مؤلفه مهم در پیکربندی‌های یک{1}}باسبار مقطعی یا دوبار-است که انعطاف‌پذیری عملیاتی بسیار زیادی را ارائه می‌کند.

توابع اولیه:

• افزونگی و قابلیت اطمینان:اگر یکی از منابع برق ورودی از کار بیفتد، قطع کننده اصلی خاموش می شود و کوپلر اتوبوس به طور ایمن بسته می شود تا جریان برق از باسبار فعال به بخش بدون برق-راه بیفتد و از خرابی تاسیسات جلوگیری می کند.
• بازیابی خودکار:هنگامی که بخش برق معیوب به طور ایمن بازیابی شد، کابینت به طور خودکار باز می شود و به حالت آماده به کار باز می گردد.

4. کابینت PT (کابینت ترانسفورماتور پتانسیل/ولتاژ)

کابینت PT مستقیماً روی سیستم شینه نصب می‌شود تا به طور مداوم سطوح ولتاژ شینه و رله‌های حفاظت گسترده سیستم را راه‌اندازی کند.

اجزای اصلی:ترانسفورماتورهای بالقوه (PT)، کلیدهای جداکننده، فیوزهای ولتاژ بالا{{0}، و قطع کننده برق.

توابع اولیه:

• اندازه گیری ولتاژ:ولتاژهای بالای سیستم را به سطوح ایمن و قابل اندازه گیری برای کنتورها و رله های حفاظتی کاهش می دهد.
• حفاظت از اضافه ولتاژ:دارای برقگیر برای محافظت از تجهیزات حساس ثانویه در برابر صاعقه و نوسانات سوئیچینگ.

5. کابینت جداکننده (کابینت جداکننده)

راکابینت ایزولاتوربرای ایجاد یک شکست فیزیکی قابل مشاهده در مدار، یا بین دو بخش شینه یا بین تجهیزات-دریافت و منبع تغذیه{1}}در مدار طراحی شده است.

⚠️ اینترلاک ایمنی بحرانی:کابینت ایزولاتورنمی تواندشکستن یا ایجاد جریان بار. کارکردن چرخ دستی ایزولاتور در حالی که مدارشکن بسته است باعث ایجاد قوس فاجعه آمیز می شود. اینترلاک‌های مکانیکی یا الکتریکی اجباری برای اطمینان از باز بودن کامل کلید قبل از جابجایی واگن برقی مورد نیاز است.

6. کابینت خازن (کابینت جبران توان راکتیو)

کابینت خازن به جبران توان راکتیو اختصاص داده شده است. با بهبود ضریب توان سیستم الکتریکی، راندمان شبکه را افزایش می دهد، تلفات انرژی را کاهش می دهد و جریمه های ضریب توان شهری را حذف می کند.

اجزای اصلی:بانک های خازن موازی، مدارهای کنترل سوئیچینگ (کنتاکتورها یا تریستورها) و فیوزهای محافظ.

قوانین ایمنی اولیه:

زمان تخلیه:پس از قطع شدن، بانک های خازن انرژی باقیمانده خطرناکی را در خود نگه می دارند. اپراتورها هرگز نباید قطعات داخلی را لمس کنند تا زمانی که یک دوره تخلیه کافی سپری شود.

محدودیت های بسته شدن مجدد:بستن مجدد سریع اکیداً ممنوع است (معمولاً حداقل به یک دقیقه تأخیر نیاز دارد) تا از افزایش ولتاژ مخرب جلوگیری شود.

تساوی سایش:کنترل‌کننده‌های خودکار باید توالی سوئیچینگ گروه‌های خازن جداگانه را بچرخانند تا از ساییدگی و پارگی یکنواخت در سراسر واحد اطمینان حاصل کنند.

7. کابینت اندازه گیری

راکابینت اندازه گیرییک محفظه اختصاصی و بسیار ایمن است که منحصراً برای اندازه گیری تعرفه انرژی الکتریکی ($kWh$) استفاده می شود. بسته به توافقنامه خدمات، از پیکربندی‌های-ولتاژ بالا و پایین-پشتیبانی می‌کند.

اجزای اصلی:سوئیچ‌های جداکننده، فیوزها، CTs/PT با دقت بالا{{0}، کنتورهای انرژی فعال و راکتیو (معمولی یا دیجیتال)، رله‌های حفاظتی، و نمایشگرهای بار.

توابع اولیه:

• اندازه گیری درآمد:از یک پیکربندی اندازه‌گیری اولیه (-تغذیه ولتاژ بالا و-اندازه‌گیری سمت ولتاژ بالا) استفاده می‌کند تا داده‌های مصرف انرژی بسیار دقیق را قبل از تلفات ترانسفورماتور جمع‌آوری کند و از صورت‌حساب دقیق آب و برق اطمینان حاصل کند.
• ضد-دستکاری:کابینت‌های اندازه‌گیری باید دارای مهر و موم‌های فیزیکی ضد-دست‌خوردگی باشند. حفظ این مهر و موم ها و محافظت از یکپارچگی کابینت، مسئولیت قانونی- کاربر نهایی است.

8. کابینت GIS (-تجهیزات عایق گاز)

کابینت GIS همه اجزای انتقال اولیه-از جمله کلیدهای مدار، جداکننده‌ها، کلیدهای زمین و ابزارها- را در یک مخزن فلزی با مهر و موم هرمتیک ادغام می‌کند.

محیط عایق:از لحاظ تاریخی، هگزا فلوراید گوگرد به دلیل خواص بی‌نظیر خاموش کردن قوس-و دی الکتریک آن استفاده شده است. این گاز اجازه می دهد تا ردپای کلی تا 70٪ در مقایسه با (AIS) معمولی (AIS) فشرده شود.

انطباق مدرن زیست محیطی:با توجه به سیاست‌های سختگیرانه آب و هوایی جهانی که گازهای فلوئوردار را هدف قرار می‌دهند، واحدهای GIS مدرن به سرعت به جایگزین‌های هگزا فلوراید گوگرد (مانند هوای خشک تمیز، نیتروژن، یا مخلوط‌های اکو{0}) برای ارائه معیارهای ایمنی یکسان با پتانسیل گرمایش جهانی صفر می‌روند.

9. کابین ارتفاع اتوبوس (کابینت رایزر اتوبوس)

از آنجایی که باسبارهای اولیه به صورت افقی در امتداد بالای خط تابلو برق اجرا می شوند، یک چالش اتصال ساختاری در کوپلر اتوبوس ایجاد می شود. قطع کننده داخلی کوپلر اتوبوس مسیر الکتریکی را به سمت پایین هدایت می کند تا مدار ایمن قطع شود. از آنجایی که جریان اکنون در سطح طبقه واحد است، نمی تواند به طور یکپارچه به بخش شینه افقی نصب شده بعدی متصل شود.

را کابینه ارتفاع اتوبوس این نیاز مسیریابی را حل می کند. از آنجایی که سیستم‌های ولتاژ متوسط- و-به فاصله‌های فیزیکی دقیق نیاز دارند، میله‌های مسی را نمی‌توان به سادگی به سمت بالا خم کرد. این کابینت یک طاق عمودی اختصاصی و کاملاً عایق‌شده حاوی شینه‌های مسی عمودی سنگین و عایق‌های پستی را ارائه می‌کند تا با خیال راحت برق را به سطح پشت بام برگرداند.

10. واحد اصلی حلقه (RMU)

واحد اصلی حلقه (RMU) یک سیستم سوئیچ‌گیر محصور-مجموعه، کارخانه‌ای و فلزی است که برای توزیع برق ثانویه در یک توپولوژی شبکه حلقه (حلقه) بسته طراحی شده است.

عملیات اصلی:RMU به ترانسفورماتورهای توزیع محلی اجازه می دهد تا به یک مسیر شبکه حلقه متصل شوند. اگر خطا در یک طرف حلقه اصلی راه‌اندازی رخ دهد، سوئیچ‌های شکسته بار، بخش شکسته را ایزوله می‌کنند، در حالی که برق به طور یکپارچه از جهت مخالف هدایت می‌شود.

مزایای کلیدی:نگهداری{0}}عملکرد رایگان، مقاومت محیطی استثنایی، و ردپای فوق{{1} فشرده، RMUها را به انتخاب استاندارد برای شبکه‌های شهری زیرزمینی، مزارع بادی و خورشیدی و توزیع برق مسکونی با تراکم بالا تبدیل کرده است.