На примере реальных инженерных проектов с помощью иллюстраций и текста рассмотрим, что именно входит в состав высоковольтного и низковольтного оборудования в распределительном помещении 10 кВ.
2026-05-27
Высоковольтное оборудование распределительных помещений 10 кВ
1. Распространенные типы высоковольтных шкафов
(1) Кольцевые распределительные шкафы — шкафы с выключателями нагрузки, используемые в распределительных помещениях низкого уровня или в распределительных помещениях высокого уровня с трансформаторами мощностью менее 1250 кВА. Распространенные модели распределительных шкафов: HXGN15-12, Safe-Ring (ABB), SM6 (Schneider)
1. Отсек выключателей
2. Отсек шин
3. Отсек кабелей
4. Отсек приводов
5. Отсек управления и защиты
(2) Центральный шкаф — шкаф автоматических выключателей используется в распределительном помещении высокой подстанции (обычно при мощности одного трансформатора более 1250 кВА). Распространённые модели: KYN28-12, UniGear ZS1 (ABB), Mvnex (Schneider); распространённые модели автоматических выключателей: VD4 (ABB), VS1 (отечественный).
1. Помещение вторичных приборов
2. Помещение шин
3. Помещение выдвижных секций выключателей
4. Кабельное помещение
(3) Стационарные распределительные шкафы часто встречаются в старых распределительных помещениях: GG1A-12 (F)
(4) Модели шкафов, разработанные самостоятельно на основе моделей других производителей
Концепция «пяти мер предосторожности» для высоковольтных распределительных устройств: предотвращение замыкания под нагрузкой, предотвращение размыкания ножевого выключателя под нагрузкой, предотвращение подключения заземляющего провода при наличии напряжения, предотвращение замыкания при наличии заземляющего провода, предотвращение случайного проникновения в отсек под напряжением 2. Высоковольтные выключатели (ABB-VD4, отечественные — VS1, Schneider — EV12s)
3. Высоковольтный выключатель (ABB-SFG). Высоковольтный выключатель оснащен простым дугогасительным устройством и способен включать и выключать ток нагрузки и ток перегрузки, однако он не может отключать ток короткого замыкания, поэтому обычно используется в последовательном соединении с высоковольтным предохранителем, который обеспечивает защиту от короткого замыкания.
4. Трансформатор тока 10 кВ (LZZBJ9-10) — трансформатор тока с опорной конструкцией, изготовленный методом вакуумного заливания эпоксидной смолой. Используется для измерения тока и электроэнергии, а также в системах релейной защиты. Обычные коэффициенты трансформации: 100/5, 150/5, 200/5, 250/5 и др. Точность измерения: для учета (0,2, 0,5, 0,2S, 0,5S); для защиты (5P10, 10P10)
5. Трансформатор напряжения 10 кВ (JDZ10-10A) — трансформатор напряжения в эпоксидной смоле, преобразующий высокое напряжение в пропорциональное стандартное вторичное напряжение 100 В или ниже для использования в системах защиты, учета и контрольно-измерительных приборах. Обычное соотношение: трансформатор напряжения в высоковольтной шкафной установке 10/0,1 кВ обычно преобразует 10 кВ в 100 В.
6. Трансформатор нулевого тока (LJK100J 100/5): при возникновении в цепи поражения электрическим током или утечки тока на вторичной обмотке трансформатора формируется нулевой ток, что приводит к срабатыванию средств защиты, подключенных к вторичной цепи.
7. Оцинкованный оксидный разрядник HY5WZ2 использует хорошие нелинейные вольт-амперные характеристики оксида цинка: при нормальном рабочем напряжении ток, протекающий через разрядник, крайне мал (порядка микроампер или миллиампер); при воздействии перенапряжения сопротивление резко падает, что позволяет рассеять энергию перенапряжения и обеспечить защиту. Выводной шкаф: HY5WZ2-17/43,5
8. Высоковольтные плавкие предохранители — это простейшие устройства защиты, предназначенные для защиты электрооборудования от повреждений в результате перегрузки и короткого замыкания. Предохранитель трансформатора: SFLAJ-12kV; Предохранитель трансформатора напряжения: XRNP-12/0,5; Наружный предохранитель с откидной конструкцией: HRW12-10
9. Высоковольтный заземляющий выключатель (JN15-12/31,5) предназначен для использования в электросетях переменного тока 50 Гц напряжением 12 кВ и ниже. Он может применяться в комплекте с высоковольтными распределительными устройствами различных типов, а также использоваться для обеспечения заземления и защиты при проведении ремонтных работ на высоковольтном электрооборудовании.
Концепция устройства комплексной защиты Nanrui PCS9621A: объединяет в себе множество функций, включая защиту, измерение, мониторинг, управление, человеко-машинный интерфейс и связь; заменяет различные традиционные реле и измерительные приборы, что позволяет значительно сэкономить место для установки и сократить количество кабелей управления. Функции: запускает защитные действия в случае неисправности и выдает защитные сигналы. Место установки: вводной шкаф, выводной шкаф, шкаф соединения шин (внутри шкафа с выключателем). Типы защиты: защита от перегрузки по току: кратковременное увеличение тока, которое через некоторое время восстанавливается без отключения питания; если восстановление невозможно, происходит отключение питания. (Временная) мгновенная защита: внезапное увеличение тока, при котором отключение питания необходимо для предотвращения выхода оборудования из строя. Нулевая защита: измерение суммарного тока по трем фазам и срабатывание при достижении заданного значения. Сигналы защиты трансформатора: сигнализация высокой температуры трансформатора, отключение при перегреве трансформатора, срабатывание при открытии двери трансформатора, сигнализация легкого газа, сигнализация тяжелого газа (поступающие от трансформатора).
11. Приборная комната высоковольтного шкафа
1. Счетчик;
2. Сигнальный реле;
3. Комплексное устройство защиты;
4. Крышка для технического обслуживания;
5. Индикатор положения;
6. Индикатор состояния замыкания/размыкания;
7. Индикатор напряжения;
8. Выключатель освещения;
9. Выключатель обогрева;
10. Выключатель ручного управления; Низковольтное оборудование распределительного помещения 10 кВ
1. Типы распределительных шкафов низкого напряжения 380 В (1) Выдвижные распределительные шкафы низкого напряжения: GCK, GCS, MNS (GCK)
Ручка имеет только два положения: «отключение» и «включение»
За шкафом GCK установлены кабели (GCS)
Рукоятка имеет положения «Работа», «Отключение», «Тестирование», «Изоляция» и «Выдвижение» (MNS)
Ручки бывают двух типов: основная ручка служит для включения и выключения, а вспомогательная — для испытаний, изоляции и извлечения. Основные различия между шкафами GCK, GCS и MNS: шкафы GCK и GCS разработаны и созданы в Китае, а шкафы MNS импортированы от компании ABB. В шкафах GCK и GCS используется профиль 8MF, а в MNS — профиль C. Минимальный модуль шкафа GCK составляет 1 единицу, GCS — 1/2 единицы, MNS — 1/4 единицы. Шкаф GCK имеет максимум 9 ярусов на каждой стороне, GCS — максимум 11 ярусов, MNS — максимум 9 ярусов и может быть выполнен в двухстороннем исполнении. (2) Стационарные распределительные шкафы низкого напряжения: JYD, GGD (JYD)
(3) Полностью закрытый разделительный распределительный шкаф: GFB2-2008 (новая модель шкафа для распределительных помещений с низким основанием) (GFB)
После введения стандарта «пяти унификаций» Пекинской электроэнергетической компанией были разработаны и спроектированы совместно с производителями низковольтные шкафы для распределительных помещений с низким уровнем пола; в настоящее время в новых распределительных помещениях с низким уровнем пола обязательно должны использоваться именно эти типы шкафов. (4) Распределительные коробки для освещения или силового питания: PGL (редко используются в распределительных помещениях) (5) Готовые распределительные шкафы других производителей
Оригинальные шкафы Schneider
Оригинальные шкафы Siemens 2. Автоматические выключатели (1) Автоматические выключатели низкого напряжения — это коммутационные устройства, способные замыкать, выдерживать и размыкать ток в нормальных условиях цепи, а также замыкать, выдерживать в течение заданного времени и размыкать ток в ненормальных условиях цепи. Технические характеристики: In — номинальный ток, ICU — номинальная способность выключения при коротком замыкании, ICS — номинальная способность выключения при рабочем коротком замыкании, ICW — кратковременная выдерживаемая сила тока. (2) Универсальные автоматические выключатели (рамные выключатели) имеют номинальный ток от 630 А до 6300 А. Внутренние принадлежности: вспомогательные контакты, сигнальные контакты, выключатель с развязкой, выключатель по пониженному напряжению, катушка замыкания.
Сводная таблица типоразмеров автоматических выключателей
3. Ножевые выключатели
4. Подключение трансформаторов тока должно осуществляться по принципу последовательного соединения: первичная обмотка должна быть включена последовательно с измеряемой цепью, а вторичная обмотка — последовательно со всеми приборами, подключенными к трансформатору тока. Распространенные типы трансформаторов тока: роговые (обычно используются для учета низкого напряжения в энергоснабжающих компаниях), проходные, разъемные.
5. Назначение реактора: подавление высших гармоник в системе электроснабжения и защита конденсаторов
6. Назначение конденсатора: повышение коэффициента мощности. Принцип подбора: 1/3 мощности трансформатора.
7. Регулятор коэффициента мощности (ABB-RVC). Назначение: управление временем и последовательностью включения и отключения конденсаторов. Режим работы конденсаторов: последовательное включение, принцип «первым включился — первым отключился».
8. Назначение плавких предохранителей: Плавкие предохранители в первую очередь защищают от коротких замыканий на внешних клеммах конденсаторов, а также на устройствах включения и отключения (контакторы переменного тока, тепловые реле и комбинированные выключатели).
9. Контактор (специально для конденсаторов). Назначение: включение или отключение параллельно включенных конденсаторов низкого напряжения. Контактор оснащен устройством подавления пусковых токов, которое позволяет эффективно снизить ударное воздействие пусковых токов на конденсаторы и подавить перенапряжение при отключении.
10. Принцип действия теплового реле: ток, протекающий через тепловой элемент, выделяет тепло, что приводит к деформации биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Когда деформация достигает определенного значения, она приводит в действие тягу, размыкающую управляющую цепь, в результате чего контактор обесточивается, а основная цепь размыкается, что обеспечивает защиту от перегрузки. Повреждение конденсаторов в основном вызвано перенапряжением или коротким замыканием, а перегрузка оказывает незначительное влияние. Поскольку тепловые реле в основном используются для защиты двигателей от перегрузки, их использование для защиты конденсаторов нецелесообразно.
11. Устройства защиты от перенапряжений (SPD) обеспечивают защиту от воздействия молнии или других переходных перенапряжений и подходят для защиты как от косвенного, так и от прямого воздействия молнии, а также от других переходных перенапряжений.
