Whatsapp
Kojeistot ovat jokaisen nykyaikaisen sähköjärjestelmän selkäranka. Voimalaitoksen generaattoriliittimistä liikerakennuksen viimeiseen jakelukeskukseen asti kojeistot suorittavat keskeiset kytkentä-, suoja-, eristys- ja valvontatoiminnot, jotka pitävät sähkön kulkevan turvallisesti ja luotettavasti. Ilman sitä sähköverkkojen hallittu käyttö tai turvallinen vianhallinta ei olisi mahdollista.
Globaalin sähkön kysynnän kasvaessa, sähköverkoista monimutkaistuvat ja uusiutuvien energialähteiden integroitumisen kiihtyessä kojeistoille asetettavat vaatimukset kehittyvät nopeasti. Korkeammat oikosulkukestävyysluokitukset, älykkäämpi suojauksen koordinointi, digitaalisen valvonnan integrointi ja tiukemmat ympäristöstandardit muokkaavat sähkölaitosten, teollisuuden toimijoiden ja infrastruktuurin kehittäjien maailmanlaajuisesti vaatimia määrityksiä.
Tämä valkoinen kirja tarjoaa perusteellisen tutkimuksen kojeistotekniikasta eri jänniteluokissa – pienjännitteisistä jakelukojeistoista keskijänniterengaspääyksiköihin ja suurjännitteisiin metallikoteloituihin kojeistoihin. Se kattaa kunkin tuoteluokan taustalla olevat suunnitteluperiaatteet, tärkeimmät suorituskykyparametrit ja -standardit, jotka ohjaavat spesifikaatioita, ensisijaiset sovellusalueet ja strukturoidun hankintamenetelmän, joka ohjaa teknologian valintapäätöksiä.
Lugao Power Co., Ltd. on johtava kiinalainen koko kytkinlaitteiden jännitevalikoiman valmistaja, joka tarjoaa IEC-, ANSI- ja IEEE-standardien mukaan sertifioituja tuotteita OEM-valmiudella, vahvalla räätälöidyn suunnittelutuen ja laajan maailmanlaajuisen vientikokemuksen kanssa. Tämä asiakirja esittelee myös Lugao Powerin tuotevalikoiman, valmistuskapasiteetin ja kilpailukykyisen aseman luotettavana toimituskumppanina maailmanlaajuisissa kytkinlaitteistoprojekteissa.
Maailmanlaajuinen asennettu sähköntuotantokapasiteetti ylitti 9 000 GW vuonna 2024 ja jatkaa kasvuaan noin 3 % vuodessa. Tämän kapasiteetin jokaisen watin – olipa tuotettu hiilellä, kaasulla, ydinvoimalla, vesivoimalla, aurinkovoimalla tai tuulivoimalla – täytyy kulkea kojeistojärjestelmien läpi useita kertoja matkallaan generaattorilta kuluttajalle. Tämän kytkinlaitteiston infrastruktuurin luotettava ja turvallinen toiminta ei ole vain tekninen näkökohta; se on nyky-yhteiskunnan toiminnan edellytys.
Sähkön saatavuus, verkon luotettavuus ja infrastruktuurin laajenemisnopeus ovat kriittisiä talouden kilpailukyvyn tekijöitä. Kojeistovioista johtuvat sähkökatkot maksavat teollisuustalouksille miljardeja dollareita vuosittain tuotannon menetyksistä ja vaurioituneista laitteista. Sitä vastoin hyvin suunnitellut, asianmukaisesti huolletut kojeistojärjestelmät mahdollistavat korkean käytettävyyden verkot, jotka tukevat kaikkea sairaalatoiminnasta puolijohteiden valmistukseen datakeskuspalveluihin.
Maailmanlaajuisten kojeistomarkkinoiden arvoksi arvioitiin noin 127 miljardia dollaria vuonna 2023, ja sen ennustetaan kasvavan CAGR:llä 6,8–7,9 % vuoteen 2030 mennessä saavuttaen arviolta 200–215 miljardia dollaria. Ensisijaisia kasvun tekijöitä ovat:
| Alue | 2023 (B USD) | 2030F (B USD) | CAGR | Ensisijainen kuljettaja |
| Aasian ja Tyynenmeren alue | 52,4 USD | 87,6 USD | 7,6 % | Teollistuminen |
| Euroopassa | 28,1 USD | 44,8 USD | 6,9 % | Verkon päivitys, SF₆ vaiheittainen poisto |
| Pohjois-Amerikassa | 24,6 USD | 39,4 USD | 7,0 % | Ikääntyvä infra, RE-rakennus |
| Lähi-itä ja Afrikka | 12,3 USD | 22,1 USD | 8,7 % | Sähköistys |
| Latinalaisessa Amerikassa | 9,6 USD | 15,7 USD | 7,2 % | Verkon laajennus |
Taulukko 1 – Globaalit kytkinlaitteiden markkinat alueittain, 2023–2030 (ohjeellinen)
termi "kytkinlaitteet" viittaa kollektiivisesti sähkökatkaisijoiden, sulakkeiden, katkaisijoiden ja niihin liittyvien ohjaus-, suojaus-, mittaus- ja valvontalaitteiden yhdistelmään, joka on koottu koordinoiduksi, integroiduksi järjestelmäksi. Kojeisto ohjaa, suojaa ja eristää sähkölaitteita sähköjärjestelmissä. Se on rajapinta sähköverkon ja sen palvelemien kuormien välillä sekä suoja- ja ohjausjärjestelmien valvontamekanismi, joka pitää verkon yllä.
Kojeistokokoonpanon fyysinen mittakaava voi vaihdella yhdestä muutaman sadan millimetrin seinätilaa vietävästä pienjännitejakokeskuksesta tuhansien neliömetrien laajuiseen kaasueristeiseen suurjännitesähköasemaan. Tästä mittakaavasta huolimatta kaikilla kojeistoilla on samat perustoiminnot.
| Toiminto | Kuvaus ja tärkeys |
| Vaihtaminen | Sähköpiirien tekeminen ja katkaiseminen normaaleissa käyttöolosuhteissa. Mahdollistaa suunnitellut verkon uudelleenmääritykset, kuormansiirrot ja laitteiden eristämisen huoltoa varten. |
| Suojaus | Havaitsee epänormaalit olosuhteet (ylivirrat, oikosulut, maasulut, jännitteen poikkeamat) ja käynnistää nopeat virtakatkaisut laitevaurioiden rajoittamiseksi ja kaskadihäiriöiden estämiseksi. |
| Eristäytyminen | Luodaan piiriin todistettu, näkyvä ja turvallinen sähkökatkos, jonka avulla henkilökunta voi työskennellä jännitteettömän laitteen parissa ilman tahattoman uudelleenvirtauksen vaaraa. |
| Mittaus ja mittaus | Jännitteen, virran, tehon, energian, tehokertoimen ja harmonisten mittaaminen laskutusta, valvontaa, kuormanhallintaa ja virranlaadun arviointia varten. |
| Valvonta ja valvonta | Piirin tilan, hälytysolosuhteiden ja laitteiden kunnon paikallisen ja etänäkyvyyden tarjoaminen; mahdollistaa etäkytkentätoiminnot SCADA- tai sähköasemaautomaatiojärjestelmien kautta. |
Taulukko 2 — Kojeiston viisi ydintoimintoa
Kojeiston kriittisin ja teknisesti vaativin toiminto on vikavirtakatkos. Kun sähköjärjestelmässä tapahtuu oikosulku, vikavirrat voivat saavuttaa 10–50 kertaa normaalin käyttövirran arvot millisekunnissa. Jos näitä vikavirtoja ei keskeytetä nopeasti, ne aiheuttavat katastrofaalisia lämpö- ja mekaanisia vaurioita kaapeleille, muuntajille ja muille laitteille.
Katkaisijan – kojeistokokoonpanon ensisijaisen katkaisijan – on suoritettava kolme toimintoa nopeassa järjestyksessä: havaita vika (liittyvien suojareleiden kautta), erottaa sähkökoskettimet ja sammutettava erotuskoskettimien väliin muodostuva valokaari. Valokaarisammutusmekanismi on avaintekijä eri katkaisijatekniikoiden välillä, ja sitä käsitellään yksityiskohtaisesti luvussa 7.
Kojeiston perustavanlaatuisin luokitus on sen jännitetason mukaan, jolla se toimii. Jännitetaso määrittää vaadittavat eristysvälykset, valokaaren energiatasot, laitteiden mitat ja sovellettavat standardit. Teollisuuden standardijänniteluokitus on:
| Jänniteluokka | Jännitealue | Tyypilliset sovellukset | Ensisijaiset standardit |
| Pieni jännite (LV) | Jopa 1000 V AC | Rakennusten jakelu, moottorinohjaus, teollisuuspaneelit | IEC 61439, IEC 60947, UL 508A |
| Keskijännite (MV) | 1 kV – 52 kV | Ensisijainen jakelu, teollinen hankinta, RE-projektit | IEC 62271-100 / -200 / -202 |
| Korkea jännite (HV) | 52 kV – 800 kV | Siirtoasemat, verkkoliitännät | IEC 62271-100 / -203, IEEE C37 |
| Ultra-High Voltage (UHV) | Yli 800 kV | Pitkän matkan HVDC/HVAC-lähetyksen runko | IEC 62271 (erityinen) |
Taulukko 3 — Kytkinlaitteiden luokitus jännitetason mukaan
Huomautus:"Keskijännitteen" ja "korkean jännitteen" määritelmät vaihtelevat standardielinten ja alueellisten sopimusten välillä. IEC-terminologiassa HV kattaa kaikki yli 1 kV jännitteet, ja ero on edelleen "korkea jännite" (1–52 kV, jota ammattimiehet joskus kutsuvat MV:ksi) ja yli 52 kV:n "erittäin korkea jännite" (EHV). Tässä valkoisessa kirjassa käytetään käytännön käytäntöä: LV ≤1 kV; MV = 1–52 kV; HV = 52–800 kV.
Jännitetason lisäksi kytkinlaitteet luokitellaan myös useiden muiden tärkeiden mittojen mukaan:
| Ulottuvuus | Luokat |
| Eristys Keskikokoinen | Ilmaeristetty (AIS), kaasueristetty SF₆ (GIS), tyhjiö, öljy (vanha), kiinteä dielektrinen |
| Kotelotyyppi | Metallikoteloitu, metallipäällysteinen, koppityyppinen, avoin (ulkokäyttöinen) |
| Keskeytysväline | Ilmapuhallus, öljy, tyhjiö, SF₆, CO₂ / puhdas ilma (tuleva ilma) |
| Sisällä / ulkona | Sisäkäyttöiset kytkinlaitteet (hallittu ympäristö); Ulkokäyttöön tarkoitettu kojeisto (säänkestävä rakenne) |
| Kiinteä/poistettava | Kiinteästi asennetut katkaisijat (halvemmat kustannukset, vähemmän joustavuutta) vs. irrotettavat/vedettävät katkaisijat (helppohuolto, kuumavaihto) |
Taulukko 4 — Muut kytkinlaitteiden luokitusmitat
Pienjännitekojeistot toimivat järjestelmäjännitteillä 1 000 V AC (tai 1 500 V DC) asti, mikä kattaa loppukäyttäjille suunnatun sähkönjakelun viimeisen vaiheen. Pienjännitekojeistot ovat yksikkömäärän perusteella eniten kojeistoluokissa – kirjaimellisesti miljardeja yksiköitä on asennettu maailmanlaajuisesti asuin-, liike- ja teollisuusrakennuksiin, datakeskuksiin, sairaaloihin ja tuotantolaitoksiin. Alhaisemmasta jännitetasostaan huolimatta pienjännitekojeisto ei ole yksinkertainen; nykyaikaisten pienjännitejärjestelmien tulee hallita suuria vikavirtoja, monimutkaisia harmonisia ympäristöjä, liitettyjen kuormien suuria tiheyksiä ja yhä kehittyneempiä virranlaatu- ja energianhallintavaatimuksia.
Pienjännitekojeisto- ja ohjauslaitekokoonpano (LVSCA), joka on määritelty standardissa IEC 61439, sisältää tyypillisesti seuraavat toiminnalliset komponentit:
Kuva 1 – Pienjännitepääjakokytkinlaitteisto
IEC 61439 määrittelee useita pienjännitekytkin- ja ohjauslaitteiden kokoonpanotyyppejä (LVSCA:t) niiden rakenteen ja toiminnallisten ominaisuuksien perusteella:
| Parametri | Kuvaus ja tyypilliset arvot |
| Nimellisjännite (Ue) | Kokoonpanon käyttöjännite. Yleiset arvot: 230/400 V, 400/690 V, 1 000 V. |
| Nimellisvirta (in) | Suurin jatkuva virta, jonka kokoonpano voi kuljettaa lämpötilarajoja ylittämättä. Alue: 63 A - 6 300 A. |
| Oikosulun kesto (Icw) | Huippu- ja lyhytaikainen kestovirta. Tyypilliset arvot: 25 kA, 50 kA, 80 kA (1 s tai 3 s). |
| Katkaisukapasiteetti (Icu / Ics) | Katkaisijoiden Ultimate (Icu) ja huolto (Ics) oikosulkukatkaisukyky. On ylitettävä suurin mahdollinen vikavirta asennuskohdassa. |
| Suojausaste (IP) | IP3X vähintään teollisuuden sisätiloissa; IP54 tai IP65 ulkokäyttöön tai ankariin ympäristöihin IEC 60529:n mukaan. |
| Sisäisen erottamisen muoto | IEC 61439 -lomakkeet 1–4b määrittelevät toiminnallisten yksiköiden ja virtakiskojen välisen eron. Korkeammat muodot parantavat turvallisuutta ja vikojen hallintaa. |
Taulukko 5 — Pienjännitekojeiston tekniset parametrit
Keskijännitekojeistot toimivat alueella 1 kV - 52 kV ja edustavat sähkönjakeluverkkojen ensisijaista kytkentä- ja suojaustasoa. Sitä esiintyy massasiirtoasemien toisiopäätteissä, ensiöjakeluasemissa, suurissa teollisuuslaitoksissa, uusiutuvan energian laitosten liitospisteissä ja laatikkotyyppisissä muuntaja-asemissa. Keskijännitekojeisto määrittää jakeluverkon vianpoistonopeuden, suojauksen selektiivisyyden ja toiminnan joustavuuden.
MV-segmentillä on meneillään kaikkien kojeistoluokkien merkittävin teknologinen muutos, joka johtuu SF₆-kaasun käytöstä poistamisesta, digitaalisen suojauksen ja valvonnan integroinnista sekä älykkäiden verkkoarkkitehtuurien vaatimuksista.
| Rakennetyyppi | Ominaisuudet ja sovellukset |
| Metallikoteloitu kytkinlaite | Kaikki jännitteiset osat on suljettu maadoitettuun metallikoteloon, jossa on erilliset lokerot kiskoja, kytkinlaitteita ja kaapeliliitäntöjä varten. Standardi nykyaikaisille sisäjänniteasennuksille (IEC 62271-200). |
| Metallipäällysteinen kytkinlaite | Alaluokka, jossa on täydet metalliset esteet kaikkien jännitteisten osien ja osastojen välillä. Korkein sisäisten vikojen suojaustaso (IEC 62271-200 LSC2B). |
| Kennotyyppinen kytkinlaite | Valokaaria kestävät kennopaneelit koottuna kokoonpanoihin. Taloudellisempi, mutta pienempi kaarivika. |
| Kaasueristetyt kytkinlaitteet (GIS) | Kaikki jännitteiset osat on suljettu SF₆-täytteisissä tai vaihtoehtoisissa kaasukoteloissa. Erittäin kompakti, sopii ahtaisiin asennuksiin. |
| Ilmaeristetty kytkinlaite (AIS) | Käyttää ilmaeristystä metallikoteloissa tai avoimissa rakenteissa. Suurempi jalanjälki, mutta yksinkertaisempi ja kustannustehokkaampi. |
Ring Main Unit (RMU) on kompakti, tehdassuljettu MV-kytkinlaitekokoonpano, joka on suunniteltu rengassyöttöverkkoihin – kaupunkien ja esikaupunkien MV-kaapelijärjestelmien vakiotopologia. RMU tarjoaa tyypillisesti kaksi rengassyöttökytkinasentoa sekä yhden tai useamman muuntajan syöttöasennon suojalaitteineen.
Kuva 2 — Ring Main Unit (RMU): Kompakti MV-kytkinlaitteisto jakeluverkkoihin
RMU:ita on saatavana kahdessa ensisijaisessa eristysversiossa:
| Tekniikka | Toimintaperiaate | Tärkeimmät edut | Rajoitukset |
| Tyhjiö CB | Valokaari sammutettu suurtyhjiöpullossa | Pitkä käyttöikä (>10 000 käyttökertaa), ei kaasua, kompakti, vähän huoltoa vaativa | Rajoitettu ≤52 kV:iin |
| SF₆ CB | Kaasuvirta sammuttaa kaaren painekammiossa | Suuri katkaisukyky, erinomainen eristys, kompakti | Korkea GWP (~23 500), ympäristönäkökohdat, kaasuseuranta vaaditaan |
| Air-Blast CB | Korkeapaineilma sammuttaa valokaaren | Ei vaarallista kaasua, sopii ulkokäyttöön | Suuri koko, paljon huoltoa, pitkälti vanhentunut |
Taulukko 6 — MV-piirikatkaisijoiden teknologian vertailu
| Parametri | Tyypillinen alue / arvot |
| Nimellisjännite | 3,6 kV, 7,2 kV, 12 kV, 17,5 kV, 24 kV, 36 kV, 40,5 kV, 52 kV |
| Nimellinen normaalivirta | 630 A, 1 250 A, 1 600 A, 2 000 A, 2 500 A, 3 150 A, 4 000 A |
| Oikosulku katkaisuvirta | 12,5 kA, 16 kA, 20 kA, 25 kA, 31,5 kA, 40 kA, 50 kA |
| Lyhytaikainen kesto | Tyypillisesti 1 s tai 3 s nimellisoikosulkuvirralla |
| Salamaimpulssin kesto (LIWV) | 60 kV (7,2 kV luokka) 250 kV (52 kV luokka), IEC 62271-1 |
| Toimintamekanismi | Jousiladattu moottori (vakio); manuaaliset tai solenoidivaihtoehdot |
| Sovellettava standardi | IEC 62271-100, IEC 62271-200, GB/T 3906, ANSI C37.20 |
Taulukko 7 — Keskijännitekojeiston tekniset tiedot
Suurjännitekojeistot toimivat yli 52 kV järjestelmäjännitteillä, yleisesti käytetyillä jännitteillä 72,5 kV, 145 kV, 245 kV, 420 kV ja 550 kV. Tämä laite muodostaa bulkkisiirtoverkon kriittisen kytkentä- ja suojausinfrastruktuurin – voimajärjestelmän korkeimman energiatason, joka vastaa suurten sähkömäärien kuljettamisesta pitkiä matkoja tuotantokeskusten ja alueellisten kuormakeskusten välillä.
HV-kojeistovian seuraukset ovat vakavia: yksittäinen viallinen katkaisija suurella 220 kV siirtoasemalla voi katkaista satoja megawatteja tuotantoa tai kuormaa. HV-tason vikavirtojen aiheuttamat laitevauriot voivat olla katastrofaalisia ja kalliita. Tämä konteksti selittää erittäin vaativat suorituskyky- ja tiukat testausvaatimukset, jotka HV-kojeiston on täytettävä.
AIS-tekniikassa HV-kytkinlaitteiden komponentit - katkaisijat, erottimet, maadoituskytkimet, instrumenttimuuntajat - asennetaan ulkorakenteisiin, joissa ilma eristää jännitteisten osien ja maan välillä. AIS-sähköasemat ovat olleet siirtotason vaihdon standardi vuosikymmeniä, ja ne ovat edelleen yleisiä maailmanlaajuisesti yksinkertaisuuden, alhaisempien kustannusten sekä helpon huollon ja tarkastuksen ansiosta.
AIS-sähköasemat vaativat huomattavan maa-alueen turvaetäisyyksien ylläpitämiseksi. Tyypillinen 220 kV AIS-sähköasema voi vaatia 1–3 hehtaaria, jossa vaiheiden ja maan välistä tilaa on useita metrejä.
GIS-tekniikassa kaikki jännitteiset komponentit on sijoitettu suljettuihin, SF₆-kaasulla täytettyihin sylinterimäisiin alumiinikoteloihin. SF₆:n erinomaiset dielektriset ominaisuudet mahdollistavat vaihe-maa- ja vaihe-vaihevälysten pienentämisen rajusti, mikä pienentää sähköaseman jalanjäljen 10–15 prosenttiin vastaavasta AIS-alueesta.
GIS on suositeltava avaruusrajoitteisissa ympäristöissä, kuten kaupunkien maanalaisissa sähköasemissa, offshore-alustoilla, korkealla sijaitsevilla kohteilla ja voimakkaasti saastuneilla teollisuusalueilla.
Kuva 3 – Korkeajännitekaasueristeisten kytkinlaitteiden (GIS) lähetysasema
Hybridikojeisto yhdistää useita ensisijaisia toimintoja (katkaisija, erotin, maadoituskytkin, virtamuuntaja) yhteen kompaktiin SF₆-täytteiseen moduuliin. Tämä mahdollistaa välittömän jalanjäljen pienenemisen AIS:n ja GIS:n välillä näiden kahden välisellä hinnalla. HGIS:ää käytetään yhä useammin hylättyjen alueiden laajennuksissa ja kapasiteetin lisäyksissä, joissa täysi GIS on kustannuksiltaan estävä.
SF₆-puffer-tyyppinen tai itsesytyttävä katkaisija on hallitseva HV-tekniikka. Koskettimien geometrian ja valokaaren ohjauksen parannukset vähentävät käyttöenergiaa, mikä mahdollistaa luotettavat jousitoimiset mekanismit suurten hydraulisten/pneumaattisten toimilaitteiden sijaan. Vaiheittaisia SF₆ -vaihtoehtoja korkealle jännitteelle (CO₂/O2-seokset, tyhjökatkaisijat) tutkitaan edelleen, ja niiden kaupallinen käyttöönotto on rajoitettua vuodesta 2026 lähtien.
| Parametri | Lugao HV -kytkinlaitteen tekniset tiedot |
| Jännitealue | 3 600 V – 40 500 V (yhteensopiva IEC 62271-1 -standardin jänniteluokkamääritelmien kanssa) |
| Nimellinen normaalivirta | Jopa 4000 A |
| Oikosulun kesto | Jopa 50 kA (1 s lyhytkestoinen) |
| Kotelotyyppi | Täysin eristetty metallikoteloitu kaappi; sisä- ja ulkokokoonpanot |
| Eristys Keskikokoinen | Ilmaeristetty (AIS) / Kiinteä-eristetty; SF₆-kokoonpanot saatavilla |
| Vakioien noudattaminen | IEC 62271-100, IEC 62271-200, IEC 62271-1, GB/T 3906, ANSI/IEEE C37-sarja |
| Sertifikaatit | CE, ISO, CCC; Kolmannen osapuolen tyyppitestattu |
Taulukko 8 — Lugao Power HV -kytkinlaitteen tekniset tiedot
Kun katkaisijakoskettimet eroavat kuormituksen tai vikavirran alaisena, sähköenergia ylläpitää plasmakaaria koskettimien välillä. Lämpötilat nousevat 5 000–20 000 K ja kantavat täyden vikavirran sammutukseen asti. Katkaisijan valokaaren sammutuskyky – nopeus keskeytyä luonnollisella virran nollalla – määrittää suurimman keskeytettävän vikavirran (katkaisukapasiteetin) ja energian läpipääsyn.
Keskeytysmedia, kosketingeometria ja käyttömekanismin rakenne määrittelevät katkaisijan suorituskyvyn ja huoltovaatimukset.
| Keskikokoinen | Jännitealue | Breaking Performance | Ympäristövaikutus | Huolto | Trendi |
| Tyhjiö | LV – 52 kV | Erinomainen | Ei mitään | Erittäin matala | Kasvava |
| SF₆ Kaasu | MV – HV | Erinomainen | GWP 23 500 ⚠ | Matala (suljettu) | Säännelty ↓ |
| Ilma (ACB) | LV | Hyvä | Ei mitään | Kohtalainen | Vakaa |
| Öljy (bulkki) | MV (perintö) | Hyvä | Tulipalon vaara | Korkea | Legacy ↓ |
| CO₂-seos | MV–HV (kehittäjä) | Syntyy | GWP ~1 | TBD | T&K-vaihe |
Taulukko 9 – Kaarenvaimentimien vertailu kytkinlaitteiden luokkien välillä
EU:n F-kaasuasetus (EU 2024/573) poistaa SF₆:n käytöstä uusissa keskijänniteasennuksissa vuodesta 2030 alkaen. Muut alueet ovat ottamassa käyttöön samanlaisia sääntöjä. Alan vastauksia ovat mm.
⚠ HANKINTAHUOMIO
Projekteissa, joiden käyttöikä on 20–30 vuotta, SF₆-vapaa tekniikka välttää varhaiset vaihtokustannukset. Lugao Powerin tyhjiö- ja kiinteästi eristetyt MV-kytkinlaitteet tarjoavat yhteensopivia, tulevaisuuden kannalta kestäviä vaihtoehtoja. Ota mukaan Lugaon suunnittelu optimaalisten SF₆-vapaiden ratkaisujen saamiseksi.
| Parametri | Määritelmä ja tärkeys |
| Nimellisjännite (Ur) | Korkein järjestelmäjännite, jolla kojeisto voi toimia jatkuvasti. Suurin käyttöjännite on ylitettävä asennuksen yhteydessä. |
| Nimellinen oikosulkuvirta (isc) | Suurin vikavirta, jonka katkaisija voi katkaista luotettavasti. On ylitettävä mahdollinen järjestelmävikavirta. |
| Mitoitettu lyhytaikainen kestävyys (Icw) | Maksimivirtakytkinlaitteet voivat kestää määritellyn ajan (1 s tai 3 s) ilman rakenteellisia vaurioita. |
| Nimellisnormaali virta (Ir) | Suurin jatkuva kuormitusvirta lämpörajojen sisällä, marginaali kuormituksen kasvulle. |
| Eristystasot (LIWV / SIWV) | Salamaimpulssin kesto- ja kytkentäimpulssinkestojännitteet. On sovitettava yhteen ylijännitesuojan kanssa. |
| Sisäinen kaariluokitus (IAC) | IEC 62271-200 -luokat (A, B, AB) määrittelevät sisäisten kaarivikojen turvallisen suojan. |
| Palvelun jatkuvuuden menetys (LSC) | IEC 62271-200 LSC1/LSC2/LSC2B-luokat määrittävät, jäävätkö viereiset paikat jännitteiksi huollon aikana. |
Taulukko 10 — Kriittisten kytkinlaitteiden tekniset parametrit
| Vakio | Runko | Laajuus |
| IEC 62271-1 | IEC | Yhteiset tekniset tiedot HV-kytkin- ja ohjauslaitteistoille – kaikki jänniteluokat. |
| IEC 62271-100 | IEC | AC katkaisijat — ensisijainen MV/HV CB standardi. |
| IEC 62271-200 | IEC | AC metallikoteloitu kojeisto 1 kV – 52 kV — MV kokoonpanoille. |
| IEC 62271-203 | IEC | Kaasueristetty metallikoteloitu kojeisto (GIS) >52 kV:lle — siirto-GIS. |
| IEC 61439-1 / -2 | IEC | Pienjännitekojeistokokoonpanot — suunnittelun tarkastus ja rutiinitestaus. |
| ANSI/IEEE C37-sarja | IEEE | Kattaa AC HV katkaisijat (C37.04/06/09), MV-kytkinlaitteet (C37.20), testauksen. |
| GB/T 3906 | SAC | Kiinalainen standardi 3,6–40,5 kV metallikoteloituille kojeistoille. Vastaa standardia IEC 62271-200. |
| IEC 60947 -sarja | IEC | Pienjännitekojeistot ja ohjauslaitteet — laitestandardit katkaisimille, erottimille, kontaktoreille. |
Taulukko 11 — Kojeiston keskeiset kansainväliset standardit
| Vaihe | Toiminta | Tärkeimmät kysymykset ja toimitukset |
| 1 | Järjestelmän analyysi | Suorita/tarkista oikosulkuanalyysi. Määritä suurin mahdollinen vikavirta kussakin paikassa. |
| 2 | Kuorman ja jännitteen määritelmä | Määritä nimellinen normaalivirta, järjestelmän jännite, jännitteen säätö ja OLTC-vaatimukset tarvittaessa. |
| 3 | Teknologian valinta | Valitse jänniteluokka (LV/MV/HV), keskeytysväliaine (tyhjiö/SF₆/ilma), kotelotyyppi (AIS/GIS/metallikoteloitu), sisä-/ulkokonfiguraatio. |
| 4 | Vakioien määritelmä | Tunnista sovellettavat standardit, määritä vaaditut sertifikaatit (IEC, ANSI, CE, CCC, DNV jne.) RFQ:ssa. |
| 5 | Suojauksen koordinointi | Määritä reletoiminnot, aika-virran koordinointi, tiedonsiirtoprotokolla (IEC 61850, Modbus, DNP3), IAC/LSC-vaatimukset. |
| 6 | Sivuston ehdot | Määrittele lämpötila, korkeus, kosteus, saastuminen, seisminen vyöhyke, sisä-/ulkoasennus. Määritä vähennys- ja kotelointitiedot. |
| 7 | RFQ ja arviointi | Anna tekniset tiedot. Arvioi tarjoukset: vaatimustenmukaisuus, tyyppitestit, toimitus, tuki, TCO. |
Taulukko 12 — Seitsenvaiheisen kytkinlaitteen spesifikaatio ja hankintaprosessi
| Valitse tyhjiö/kiinteäeristetty MV-kytkin, kun… | Valitse SF₆ GIS, kun… |
| SF₆ kielletty tai säännelty; tulevaisuudenkestävä, vähäinen ympäristöriski; MV ≤ 40,5 kV; alhainen huolto; mieluiten sisätiloissa | Sivuston alue on ankarasti rajoitettu; jännite > 40,5 kV; erittäin saastunut ulkoympäristö; pidennetty huoltoväli; hermeettisesti suljettu suorituskyky |
Taulukko 13 — Teknologian valintaopas: Tyhjiö/SI vs SF₆ GIS
💡 AVAINTIEDOT
TCO-analyysi: 20 vuoden käyttöiän aikana SF₆-keskijännitekojeiston kokonaishuolto- ja käyttöiän loppukustannukset ylittävät tyhjiö/kiinteäeristeiset vaihtoehdot 15–25 % (mukaan lukien SF₆:n talteenotto). Tämän määrittäminen ennen sitoutumista on erittäin suositeltavaa.
Lugao Power Co., Ltd.on johtava kiinalainen sähkökytkinlaitteiden, tehomuuntajien ja laatikkotyyppisten muuntajien sähköasemien erikoisvalmistaja. Keskittyessään voimanjakelulaitteisiin Lugao on kehittänyt syvällistä teknistä asiantuntemusta koko jännitealueella – pienjännitejakelulaitteistoista korkeajännitteisiin metallikoteloituihin kaappeihin – palvelee sähkölaitoksia, EPC-urakoitsijoita, teollisuusoperaattoreita ja uusiutuvan energian projektien kehittäjiä maailmanlaajuisilla markkinoilla.
Suoran tehtaan toimitukset yhdistettynä vahvaan OEM-kykyyn, useiden standardien noudattamiseen ja erittäin reagoivaan tekniseen tukitiimiin tekevät Lugaosta ensisijaisen toimituskumppanin kansainvälisissä projekteissa, jotka edellyttävät laatua, vaatimustenmukaisuutta ja kilpailukykyistä hinnoittelua.
Kuva 4 – Lugao Power Co., Ltd.:n tuotantolaitos
| Tuote | Jännite / Virta-alue | Vakioit | Sertifikaatit |
| LV Main Distribution Board (MDB) | Jopa 1 000 V / jopa 6 300 A | IEC 61439-1/-2, GB | CE, ISO, CCC |
| LV Motor Control Center (MCC) | Jopa 1 000 V / jopa 4 000 A | IEC 61439-4, IEC 60947 | CE, ISO, CCC |
| MV metallikoteloitu kytkinlaite | 3,6 kV – 40,5 kV / 4000 A asti | IEC 62271-200, GB/T 3906 | CE, ISO, CCC, tyyppitestattu |
| Ring-pääyksikkö (RMU) | 12 kV – 40,5 kV | IEC 62271-200, IEC 62271-1 | CE, ISO, CCC, tyyppitestattu |
| Täysin eristetty metallikaappi | 12 kV – 40,5 kV / 4000 A asti | IEC 62271-200 | CE, ISO, tyyppitestattu |
| HV-kytkin | 3 600 V – 40 500 V / jopa 4 000 A, 50 kA | IEC 62271-100/-1, ANSI C37 | CE, ISO, CCC, tyyppitestattu |
| Mukautettu / OEM-kytkin | Asiakkaan toiveiden mukaan | IEC / ANSI / GB / BS (projektia kohti) | Projektivaatimuksen mukaan |
Taulukko 14 — Lugao Power Switchgear -tuotevalikoima
Lugao Powerin valmistus- ja suunnittelutoiminnot on sertifioitu ISO 9001 -standardin mukaisesti, ja laadunhallintajärjestelmä (QMS) kattaa kaikki tuotteen toteuttamisen vaiheet - saapuvan materiaalin tarkastuksesta valmistusprosessin valvontaan, valmiiden tuotteiden testaamiseen ja toimituksen jälkeiseen tukeen. Laadunhallintajärjestelmä sisältää ohjatut menettelyt suunnittelua, toimittajan pätevyyttä, kalibroitujen testilaitteiden hallintaa, poikkeamien käsittelyä ja korjaavia toimenpiteitä varten.
Tyyppitestaus – joka suoritetaan prototyyppiyksiköille akkreditoiduissa kolmannen osapuolen suurjännitetestauslaboratorioissa – varmistaa, että suunnittelu täyttää kaikki määritellyt suorituskykyvaatimukset. Lugaon vakiotuotelinjat on tyyppitestattu sovellettavien IEC- ja GB-standardien mukaisesti. Tunnistettujen laboratorioiden (mukaan lukien KEMA, TÜV Rheinland, SGS, CPRI ja CEPRI) tyyppitestiraportit ovat saatavilla tarkastettavaksi osana esikelpoisuuden dokumentaatiopakettia.
Keskijännitekojeiston (IEC 62271-200) tyyppitestit sisältävät:
| Rutiinitesti | Vakio-/hyväksymiskriteerit |
| Tehon taajuuden kesto | Syötetty jännite nimelliseristystasolla 1 minuutin ajan – ei ylivuotoa tai häiriöpurkausta |
| Eristysvastus | Megger-testi 2,5 kV tai 5 kV DC jännitteellä; tulos verrattuna lähtötilanteeseen ja vähimmäishyväksyntäkynnykseen |
| Mekaaninen toimintatesti | Katkaisijan ja erottimen toimintamekanismit jaksotettu; käyttöajat ja matka mitattuna |
| Lukitusvarmennus | Kaikki turvalukot (mekaaniset ja sähköiset) on tarkastettu estämään virheelliset kytkentäsekvenssit |
| Suojareleen toimintatesti | Kaikki konfiguroidut suojaustoiminnot on testattu releasetuksia vastaan; matka-ajat tarkistettu toiveiden mukaan |
| Johdotuksen ja ohjauspiirin tarkistus | Kaikki ohjaus- ja toisiojohdotuksen jatkuvuus, napaisuus ja eristys on tarkistettu hyväksyttyjen piirustusten mukaan |
| Visuaalinen ja mittainen tarkastus | Kaikki komponentit, merkinnät, virtakiskomerkinnät ja liitännät on tarkastettu hyväksyttyjen valmistuspiirustusten mukaisesti |
Taulukko 15 — Lugaon tehon rutiinitestiohjelma kytkinlaitteille
LAATUSITOUMUS
Jokaisen Lugao Power -kytkinlaitteen lähetyksen mukana tulee täydellinen tekninen dokumentaatiopaketti: rutiinitestiraportti, jossa on kaikki mitatut arvot ja hyväksymiskriteerit, tyyppitestitodistusviitteet, materiaalitodistukset, testilaitteiden kalibrointitiedot, mittatarkastuspöytäkirjat ja rakennepiirustukset. Kolmannen osapuolen tarkastus ja havaittu FAT voidaan järjestää pyynnöstä.
