La guia definitiva dels gabinets d'aparells elèctrics: tipus, funcions i components

En els sistemes moderns de distribució d'energia, els conjunts d'aparellament d'alta- i mitjana-tensió són la columna vertebral de la seguretat i el control de la xarxa. Aquests conjunts consisteixen en diversos armaris especialitzats, cadascun dissenyat per a una funció específica-des de rebre energia fins a protegir els circuits aigües avall.

A continuació es mostra un desglossament complet dels 10 tipus essencials d'armaris de commutació que s'utilitzen actualment a les xarxes de distribució d'energia.

1. Gabinet d'entrada (gabinet de recepció)

El gabinet d'entrada actua com a punt d'entrada principal de l'energia elèctrica que entra a la instal·lació o subestació des de la xarxa principal. Alimenta l'energia directament des de la línia de servei d'entrada al sistema de barres colectores internes.

·

Components bàsics:Interruptor al buit (VCB), transformadors de corrent (TC), transformadors de potencial/tensió (PT) i interruptors seccionadors.

Funcions primàries: 

•  Distribució d'energia:Dirigeix ​​l'energia de la xarxa entrant a la barra principal.
• Protecció de circuits:Utilitza un interruptor de circuit de buit per eliminar curtcircuits i manejar fallades de sobreintensitat.
• Aïllament i seguretat:Inclou un seccionador manual per assegurar un buit físic per al personal de manteniment.
• Seguiment:Allotja TC i PT per fer un seguiment exacte de les mètriques de corrent i tensió entrants.

2. Gabinet de sortida (gabinet d'alimentació/distribució)

El Gabinet Sortint s'encarrega de distribuir l'electricitat des de la barra principal cap a circuits de derivació individuals aigües avall, transformadors o maquinària pesada.

Components bàsics:Disjuntors, transformadors de corrent (TC), transformadors de potencial (PT) i seccionadors.

Funcions primàries:

• Equilibri de càrrega:Canalitza l'energia de manera segura a diverses zones d'instal·lacions.
• Protecció de branques:Proporciona protecció localitzada de sobreintensitat i sobrecàrrega, assegurant que una fallada en una branca no interrompi tot el sistema.
• Control operacional:Permet als operadors connectar o desconnectar càrregues específiques sense interrompre tota la instal·lació.

3. Gabinet d'acoblament d'autobús (gabinet de secció d'autobús)

El Armari d'acoblament d'autobús s'utilitza per unir i connectar dues seccions diferents de barres. És un component crític en configuracions de barres transversals individuals-seccionades o dobles-, proporcionant una immensa flexibilitat operativa.

Funcions primàries:

• Redundància i fiabilitat:Si falla una font d'alimentació d'entrada, l'interruptor principal s'encén i l'acoblador de bus es tanca de manera segura per encaminar l'energia des de la barra colectora activa a la secció des{0}}energitzada, evitant el temps d'inactivitat de la instal·lació.
• Restauració automàtica:Un cop restaurada la secció d'alimentació defectuosa, l'armari s'obre automàticament i torna al seu estat d'espera.

4. Gabinet PT (armari de transformador de potencial/tensió)

L'armari PT s'instal·la directament al sistema de barres per controlar contínuament els nivells de tensió de les barres i activar els relés de protecció-amples del sistema.

Components bàsics:Transformadors de potencial (PT), interruptors seccionadors, fusibles d'alta-tensió i protectors contra sobretensions.

Funcions primàries:

• Mesura de la tensió:Redueix les altes tensions del sistema a nivells segurs i mesurables per als comptadors i relés de protecció.
• Protecció contra sobretensió:Disposa de limitadors de sobretensions per protegir els equips secundaris sensibles dels llamps i les sobretensions de commutació.

5. Armari aïllador (gabinet de desconnexió)

ElArmari aïllantestà dissenyat per crear una interrupció física visible al circuit, ja sigui entre dues seccions de barres o entre l'equip-receptor i d'alimentació-d'alimentació.

⚠️ Enclavament de seguretat crític:L'armari aïllantno pottrencar o fer corrent de càrrega. Fer funcionar el carro aïllant mentre l'interruptor està tancat provocarà arcs catastròfics. Es requereixen enclavaments mecànics o elèctrics obligatoris per garantir que l'interruptor estigui completament obert abans que es pugui moure el carro aïllant.

6. Armari de condensadors (gabinet de compensació de potència reactiva)

El gabinet de condensadors està dedicat a la compensació de potència reactiva. En millorar el factor de potència del sistema elèctric, augmenta l'eficiència de la xarxa, redueix les pèrdues d'energia i elimina les penalitzacions del factor de potència de la xarxa.

Components bàsics:Bancs de condensadors paral·lels, circuits de control de commutació (contactors o tiristors) i fusibles de protecció.

Normes de seguretat primàries:

Temps de descàrrega:Un cop desconnectats, els bancs de condensadors contenen energia residual perillosa. Els operadors no han de tocar mai els components interns fins que hagi transcorregut un període de descàrrega suficient.

Restriccions de tancament:El tancament ràpid està estrictament prohibit (normalment requereix un retard d'almenys 1 minut) per evitar pics destructius de sobretensió.

Igualació de desgast:Els controladors automàtics haurien de girar la seqüència de commutació dels grups de condensadors individuals per garantir un desgast uniforme a tota la unitat.

7. Gabinet de mesura

ElGabinet de mesuraés un recinte dedicat i altament segur que s'utilitza exclusivament per a la mesura de la tarifa d'energia elèctrica ($kWh$). Admet configuracions tant d'alta-tensió com de baixa-tensió en funció de l'acord de serveis públics.

Components bàsics:Interruptors seccionadors, fusibles, TC/PT d'alta{0}}precisió, comptadors d'energia activa i reactiva (convencionals o digitals), relés de protecció i monitors de càrrega.

Funcions primàries:

• Mesuració d'ingressos:Utilitza una configuració de mesura principal (subministrament d'alta tensió-i mesura lateral d'alta-tensió) per capturar dades de consum d'energia molt precises abans de les pèrdues del transformador, garantint una facturació precisa dels serveis públics.
• Anti-manipulació:Els armaris de mesura de serveis públics han d'incloure segells físics anti{0}}manipulació. És responsabilitat legal de l'-usuari final mantenir aquests segells i protegir la integritat de l'armari.

8. Gabinet GIS (aparellament aïllat de gas-)

L'armari GIS integra tots els components de transmissió primaris-inclosos interruptors, seccionadors, interruptors de terra i instruments-en un únic dipòsit metàl·lic hermèticament tancat.

Mitjà d'aïllament:Històricament, l'hexafluorur de sofre s'ha utilitzat a causa de les seves propietats dielèctriques i d'extinció d'arc-incomparables. Aquest gas permet comprimir l'empremta global fins a un 70% en comparació amb l'aparell de commutació aïllat d'aire (AIS) convencional.

Compliment mediambiental modern:A causa de les estrictes polítiques climàtiques globals dirigides als gasos fluorats, les unitats GIS modernes estan passant ràpidament a alternatives d'hexafluorur de sofre (com ara aire sec net, nitrog o mescles de gasos eco{0}}) per oferir mètriques de seguretat idèntiques amb un potencial d'escalfament global zero.

9. Gabinet d'elevació de barres (gabinet d'elevació d'autobús)

Com que les barres de distribució primàries funcionen horitzontalment al llarg de la part superior d'una línia d'aparells de commutació, sorgeix un repte de connexió estructural a l'acoblador de bus. L'interruptor intern de l'acoblador d'autobús encamina el camí elèctric cap avall per aconseguir una interrupció segura del circuit. Com que el corrent es troba ara al nivell del sòl de la unitat, no es pot connectar perfectament a la següent secció de barres horitzontal-muntada a la part superior.

El El gabinet d'elevació de barres resol aquest requisit de traçat. Com que els sistemes de mitjana- i alta-tensió requereixen unes separacions físiques estrictes, les barres de coure no es poden doblegar amb força cap amunt. Aquest gabinet ofereix una volta vertical dedicada i totalment aïllada que conté barres de coure verticals de gran resistència i aïllants de postes per pujar de manera segura l'electricitat fins al nivell del sostre.

10. Ring Main Unit (RMU)

La unitat principal d'anell (RMU) és un sistema de commutació tancat de metall-muntat de fàbrica-dissenyat per a la distribució d'energia secundària dins d'una topologia de xarxa-de bucle tancat (anell).

Operació bàsica:La RMU permet que els transformadors de distribució localitzats es connectin a un camí de xarxa en anell. Si es produeix una fallada en un costat del bucle d'anell de servei principal, els interruptors de ruptura de càrrega-aïllen la secció trencada, mentre que l'alimentació s'encamina perfectament des de la direcció oposada.

Avantatges clau:El funcionament lliure de manteniment-, una resistència ambiental excepcional i una empremta ultra-compacte fan que les RMU siguin l'opció estàndard per a xarxes urbanes subterrànies, parcs eòlics i solars i distribució d'energia residencial d'alta-densitat.