Почему главный электрический распределительный щит необходим для энергетических систем

Основное электрическое распределительное устройство обеспечивает первую точку подключения для интеграции генерирующих установок, трансформаторов и линий электропередачи, а также нисходящих распределительных сетей, будь то в сетевых энергосистемах, промышленных электрических сетях или электрических системах коммерческих зданий. Даже несмотря на то, что вторичные распределительные щиты обеспечивают локальное управление питанием, основное электрическое распределительное устройство управляет высоким (10 кВ–220 кВ) и средним напряжением, а также контролирует, защищает и распределяет электроэнергию на входе в систему. Без надёжного основного электрического распределительного устройства энергосистемы работали бы в условиях крайнего хаоса. Непрерывный поток электрической энергии, возникновение аварий в системе и перебои с подачей электроэнергии в дома, промышленные предприятия и коммерческие организации создавали бы серьёзную угрозу безопасности. Прочный комплект основного электрического распределительного оборудования, разработанный и произведённый компанией GPSwitchgear — производителем оборудования для энергосистем, обеспечивает надёжность и гарантирует безопасность систем, а также общую интеграцию управления энергосистемами. Среди множества причин, по которым основное электрическое распределительное устройство имеет важнейшее значение для энергосистем, рассмотрим несколько.

Главное электрическое распределительное устройство представляет собой централизованное распределение электроэнергии с централизованным управлением нагрузкой

Иногда энергосистема должна включать энергию от генератора и питание от сетевого фидера, преобразуя эту энергию в электропитание для нагрузочных станций. Нагрузочные станции могут быть промышленными производственными линиями, коммерческим освещением или жилыми районами. Основное электрооборудование (коммутационные устройства) отвечает за «управление движением» распределения электроэнергии. Коммутационные устройства объединяют мощность сети и генерирующего фидера и контролируют распределение электроэнергии на нижестоящие распределительные щиты и непосредственно на крупные нагрузки. Шинопроводы, коммутационные устройства и автоматические выключатели работают совместно, чтобы разделять мощность от основного распределительного щита. Например, они могут разделить мощность фидера 35 кВ на три равных фидера по 10 кВ. Каждый фидер управляется с целью подачи питания на определённый участок производства. Упрощённая конструкция основного распределительного щита исключает сложное проектирование системы, однако при этом сохраняет гибкое управление нагрузкой. Коммутационные устройства могут отслеживать центр нагрузки и динамически перераспределять энергию в центр с повышенным потреблением, обеспечивая резервную мощность для других центров, чтобы не превысить предельную нагрузку. Энергосистема без основного распределительного щита была бы неэффективной и привела бы к потерям энергии. Основное распределительное устройство GPSwitchgear спроектировано с возможностью расширения и оптимизации возможностей распределения электроэнергии.

Основное электрическое распределительное устройство предотвращает повреждение силовых систем при возникновении неисправностей

В системах электроснабжения возникают повреждения, такие как короткие замыкания, перегрузки и замыкания на землю, из-за неисправных кабелей и оборудования или ударов молнии. Если такие повреждения не устраняются, это может привести к серьезным разрушениям оборудования, таким как трансформаторы, генераторы и двигатели. Вся дорогостоящая аппаратура в пределах всей системы электроснабжения также может быть уничтожена. Основное электрическое распределительное устройство оснащено автоматизированными защитными механизмами, такими как выключатели, предохранители и защитные реле, которые обнаруживают повреждения и изолируют затронутые участки за миллисекунды. Например, если короткое замыкание происходит в нисходящей фидерной линии, защитное реле основного электрического распределительного устройства определяет аномальный ток и активирует выключатель, отключая питание фидера, в котором произошло короткое замыкание. Это предотвращает распространение повреждения к источнику питания или исправным участкам системы. Основное электрическое распределительное устройство обеспечивает защиту по всей системе, в отличие от локальных защитных устройств, и защищает наиболее важные компоненты, такие как генераторы и сетевые трансформаторы, от потери устойчивости при повреждениях. Например, основное электрическое распределительное устройство GPSwitchgear оснащено высокоскоростными вакуумными выключателями и интеллектуальными защитными реле, что гарантирует обнаружение и изоляцию повреждений в высоковольтных системах.

Главное электрическое распределительное устройство обеспечивает безопасную работу персонала и систем

Безопасность имеет первостепенное значение при эксплуатации главных электрических распределительных устройств и всех энергосистем. Большинство функций безопасности главных электрических распределительных устройств связано с физической конструкцией самого устройства. Например, размещение высоковольтных компонентов (шин, автоматических выключателей и других элементов коммутационного оборудования) в металлических отсеках обеспечивает безопасную работу блокируемого коммутационного оборудования, предотвращая возникновение дуговых разрядов и ограничивая их распространение, которые могут быть вызваны высоковольтным оборудованием. Кроме того, отсеки главных электрических распределительных устройств используют прочные диэлектрические изоляционные материалы (SF6, эпоксидная смола), чтобы гарантировать надежную работу оборудования даже в экстремальных условиях (высокая влажность, пыль и т.д.). Как и в случае с силовыми подстанциями, главное электрическое распределительное устройство с герметичными отсеками, изолированными газом SF6, позволяет обслуживающему персоналу безопасно эксплуатировать оборудование во время дождя, снега и пыли, а также предотвращает воздействие низкокачественных изоляционных материалов на высоковольтные компоненты.

GPSwitchgear обеспечивает соответствие главного электрического распределительного оборудования международным стандартам безопасности, таким как IEC 62271-202, а также подвергает его строгим проверкам на безопасность, включая испытания на диэлектрическую прочность и дуговой разряд, чтобы гарантировать оптимальную безопасность систем электроснабжения.

Главное электрическое распределительное оборудование обеспечивает надежность системы и бесперебойное электроснабжение

Бесперебойное питание жизненно важно для энергосистем, особенно для критически важных объектов, таких как больницы, центры обработки данных и службы экстренной помощи. Основное электрическое распределительное устройство повышает надежность системы, поддерживая бесперебойный переключение между источниками питания и интеграцию резервного питания. Например, в электросети больницы основное электрическое разъединительное устройство подключается к сети электропередач и резервному генератору. Если электростанция выходит из строя, то выключатель автоматически обнаруживает отключение и в течение нескольких секунд переключается на генератор, гарантируя отсутствие перерывов в работе спасательного оборудования, такого как вентиляторы и освещение операционной. Кроме того, прочная конструкция основных электрических распределительных устройств и высококачественные компоненты, такие как коррозионностойкие редукторы и долговечные выключатели, обеспечивают стабильную работу даже при экстремальных колебаниях напряжения и температуры или больших нагрузках. Такая стабильность снижает риск непредвиденных отключений. Системы электропередачи, в которых имеется надежное основное электрическое распределительное оборудование, испытывают на 50-70% меньше непланированных выключений системы по сравнению с системами, в которых этого нет. Основное электрическое распределительное устройство GPSwitchgear предназначено для высокой доступности, со средним временем между отказами (MTBF) более 10 000 часов, чтобы обеспечить непрерывное питание для критических приложений.

Способность к умному мониторингу и оптимизации системы основного электрического распределительного оборудования

В современных энергетических системах основное электрическое коммутационное оборудование, оснащённое функциями интеллектуального управления энергией, обеспечивает распределение электроэнергии и эффективное управление энергосистемами с целью устранения потерь энергии и прогнозирования проблем, связанных с управлением питанием. Оно включает устройства, измеряющие различные параметры электрических систем, такие как напряжение, ток, коэффициент мощности, температура и состояние коммутационного оборудования. Эта информация передаётся в центральную систему управления, такую как SCADA или система управления электропотреблением, что позволяет операторам системы осуществлять удалённый мониторинг в реальном времени за работой коммутационного оборудования. Например, основная система главного распределительного щита может сообщить оператору о необычном повышении температуры шинопровода, что указывает на неплотное соединение, либо о снижении коэффициента мощности системы, что может свидетельствовать о бесполезных потерях реактивной мощности. Кроме того, данные, собранные основным коммутационным оборудованием, могут использоваться для оптимизации системы. Путём контроля и анализа распределения электроэнергии операторы могут выявлять и устранять потребителей, вызывающих потери энергии, точно настраивать распределение мощности для оптимизации резервного питания и способствовать общей оптимизации энергосистемы. Возможность интеллектуального мониторинга и функции оптимизации основного электрического коммутационного оборудования являются краеугольным камнем современных энергетических систем, исключающих необходимость ручного контроля. Это позволяет повысить надёжность энергосистем за счёт устранения неисправностей, неэффективного потребления энергии и чрезмерных эксплуатационных расходов. Основное электрическое коммутационное оборудование GPSwitchgear может взаимодействовать с современными системами управления энергией интеллектуальным способом. Оно поддерживает стандартные протоколы связи, такие как Modbus TCP/IP или IEC 61850.