Прекъсвания на захранването? Надеждни среднонапрежени разпределителни табла намаляват смущенията

Разбиране на СВ комутационните уреди и тяхната роля в стабилността на електроенергийните системи

Какво са комутационните уреди за средно напрежение (СВ) и как функционират в електроенергийните мрежи

MV разпределителните уредби работят в обхват на напрежение от около 1 киловолт чак до 36 киловолта, като образуват това, което много наричат основен елемент за разпределяне на енергия както в индустрията, така и в комуналните услуги. Устройствата обикновено включват елементи като прекъсвачи, защитни релеи и изолационни ключове, които помагат безопасно насочване на електрическия поток през съоръженията, като същевременно следят за нередности в работата. Това, което прави тези системи толкова ценни, е тяхната способност да изолират различни части от електрическата мрежа. Когато е необходимо обслужване, техниците могат да работят върху един участък, без да изключват напълно цялата останала система. Тази възможност е абсолютно задължителна в места, където непрекъснатата работа има най-голямо значение, например медицински заведения, нуждаещи се от непрекъснато енергоснабдяване, големи ферми от сървъри, съдържащи критична информационна инфраструктура, или производствени линии в заводи, където дори кратки прекъсвания биха стрували хиляди, ако не и милиони.

Основни електрически функции на разпределителните табла: Разпределение, защита и изолация

Средното напрежение (MV) разпределително табло изпълнява три жизненоважни функции:

Тази триада минимизира щетите по оборудването по време на пренапрежения, като съвременните системи отстраняват автономно 85% от повредите (CIGRE 2023).

Как средното напрежение (MV) разпределително табло предотвратява стъпаловидни повреди чрез бърза изолация на повреди

Трансформаторите прегряват или линиите се късосят? Съвременното среднонапрежениено комутационно оборудване се задейства за около 30 до 50 милисекунди, което е приблизително 20 пъти по-бързо от човешката реакция. Като изолира проблемите толкова бързо, тези системи ограничават повредите само в една част от електрическата мрежа. Това означава по-малко масови прекъсвания на тока, които струват на бизнесите около 740 000 долара на час, когато дейността спира. Например, един американски автомобилен производствен обект замени старото комутационно оборудване миналата година. По време на сериозно нарушение в електроенергийната мрежа през 2022 г. спиранията на производството намаляха с почти 90%, според вътрешни доклади на ръководителя на завода.

Повишаване на устойчивостта на системата чрез надеждна работа на среднонапрежението комутационно оборудване

Осигуряване на надеждност по време на върхови натоварвания и условия на напрежение в мрежата

Съвременното среднонапрежено разпределително табло осигурява непрекъснато функциониране, дори когато електрическите мрежи бъдат подложени на претоварване от 25% или повече по време на горещите летни дни или когато индустрията внезапно увеличи производството. Тези модерни системи са с подобрена устойчивост към електрически дъги и вакуумни прекъсвачи, които могат да откриват и локализират електрически повреди само за 50 милисекунди. Това е около 60% по-бързо в сравнение с по-старите модели, което помага да се избегнат опасни спадове на напрежението в обекти, където надеждността е от решаващо значение, като медицински центрове и среди за високотехнологично производство. Според проучване, публикувано миналата година относно устойчивостта на мрежите, сградите, оборудвани с по-нови разпределителни табла, са имали приблизително 8 от 10 по-малко случаи на намалено напрежение по време на сериозни метеорологични явления в сравнение с обекти, все още използващи остарели устройства от предходните десетилетия.

Практически примери: Съвременно среднонапрежено разпределително табло намалява промишлените прекъсвания

Един голям център за данни намалил неочакваните прекъсвания с почти две трети, след като преминал на модулни среднонапрежени разпределителни табла с възможност за проследяване на температурата в реално време. Когато възникнал проблем с трансформатора им, новата система автоматично пренасочила електроенергията по друг път, което спестило около три милиона долара, които биха били загубени при прекъсване на работата. Подобно нещо се случило и в химически производствен обект, където елиминирали серийните спирания чрез инсталиране на цифрови релета с бързо срабатване. Те допринели производството да продължи безпроблемно, въпреки че миналата година сама са възникнали седем отделни проблема с електрическата мрежа. Ръководството на завода съобщи, че производствените линии останали стабилни по време на всички тези смущения благодарение на тази модернизация.

Модернизация на остарели среднонапрежени разпределителни табла за повишаване на ефективността и безопасността

Защо остарелите среднонапрежени разпределителни табла не отговарят на съвременните изисквания за натоварване и безопасност

По-старото среднонапрежено разпределително табло се сблъсква със сериозни проблеми, докато електрическите мрежи се развиват. Това оборудване е изграждано преди дигиталният мониторинг да стане стандартна практика и много инсталации днес са на повече от четиридесет години. Изолационните материали от тези по-стари модели просто не са проектирани за натоварванията, които виждаме днес в индустриални среди, където нуждата от ток е нараснала между 15 и 30 процента. Това поставя работниците в значително по-голям риск от дъгови избухвания – проучвания показват, че нивото на опасност е около две трети по-високо в сравнение с новото оборудване, според насоките на IEEE от миналата година. Още по-лошо е, че повечето старти системи не отговарят на най-новите изисквания на Националния електротехнически кодекс относно намаляване на риска от дъгови избухвания, което създава различни безопасносни притеснения за мениджърите на обектите, които се опитват да поддържат плавното функциониране на своите операции.

Ремонт с добавяне на нови компоненти срещу пълна подмяна: Възможности за модернизация на системите за среднонапрежен развод

При модернизацията на среднонапрежните разпределителни табла операторите обикновено избират между:

• Целеви модернизации : Монтиране на умни сензори за наблюдение на натоварването (18 000 – 35 000 щатски долара на бай) и актуализиране на защитните реле
• Пълни подмяны : Инсталиране на вакуумни прекъсвачи без SF6, съответстващи на IEC 62271-200

Проучване за модернизация на мрежата от 2024 г. установи, че модернизациите осигуряват 82% от ползите на нова система при 45% по-ниски разходи за оборудване под 25 години, докато пълните подмяни се оказват по-икономически изгодни за инсталации преди 1980 г., изискващи напълно ново проектиране.

Подобрения в безопасността, ефективността и непрекъснатата работа благодарение на своевременните модернизации на комутационните апарати

Модернизацията намалява простоюването, причинено от повреди, с 73% през първите 5 години (доклад за надеждността на NERC 2023). Актуализираното СВ комутационно оборудване постига:

Тези модернизации отговарят на изискванията за безопасност по NFPA 70E и намаляват енергийните нива при дъгов удар под 1,2 cal/cm² в 94% от модернизiranите системи.

Превантивни стратегии за поддръжка, осигуряващи надеждност на среднонапрежени разпределителни табла

Среднонапрежени (MV) разпределителни табла изискват систематична поддръжка, за да се предотвратят прекъсвания, които струват на производителите средно 740 000 щатски долара при всяко непланирано спиране . За разлика от реактивните подходи, превантивните стратегии отговарят на стандарти като NFPA 70B и максимизират живота на оборудването, като минимизират операционните рискове.

Ключовата роля на поддръжката при предотвратяване на непланирани прекъсвания на електрозахранването

Проучване от 2023 г. в индустрията установи, че обектите с тримесечни проверки на MV разпределителни табла имат 62% по-малко електрически повреди в сравнение с тези, които разчитат на коригиращи ремонти. Превантивната поддръжка отстранява типични точки на повреда, като износване на контактите, деградация на изолацията и неправилна калибриране на релетата, преди те да се влошат. Например термографското заснемане идентифицира прегряващи връзки 8–12 месеца преди пълна повреда.

Превантивна срещу предиктивна поддръжка: Най-добри практики за MV системи

Превантивни задачи като смазване и почистване на контактите остават задължителни, но модерните системи все повече интегрират предиктивна аналитика. Хибридният подход намалява разходите за поддръжка с 34%като удължава експлоатационния живот на среднонапрежението разпределение с 6–8 години в сравнение с традиционните графици.

ЧЗВ

Какъв е обхватът на напрежението за среднонапрежението разпределение?

Среднонапрежението разпределение работи в обхват на напрежение от приблизително 1 киловолт до 36 киловолта.

Защо бързото изолиране на повреди е важно при среднонапрежението разпределение?

Бързото изолиране на повреди е от съществено значение за локализиране на проблемите в една част на електрическата мрежа, което предотвратява масови прекъсвания на тока и минимизира оперативните нарушения.

Какви са ползите от модернизацията на старото среднонапрежението разпределение?

Модернизацията на старото среднонапрежението разпределение подобрява безопасността, ефективността и непрекъснатостта, като намалява простоюването поради повреди, подобрява времето за реагиране при повреди и намалява разходите за поддръжка.