Thiết bị đóng cắt (còn được gọi là thiết bị đóng cắt bọc kim loại hoặc thiết bị phân phối lắp ráp) là một hệ thống điện tích hợp chủ yếu bao gồm các cầu dao và các thiết bị điều khiển liên quan.
Nó kết hợp các thành phần như cầu dao, công tắc ngắt tải, cầu dao, cầu chì, máy biến áp dụng cụ, thiết bị bảo vệ đột biến, thanh cái và hệ thống cách điện trong vỏ kim loại.
Các bộ phận này được lắp ráp theo sơ đồ đường dây điện đơn xác định, tạo thành một đơn vị phân phối theo mô-đun và được tiêu chuẩn hóa.
Các chức năng chính của thiết bị chuyển mạch bao gồm:
Thiết bị đóng cắt điện áp thấp thường được sử dụng trong các mạng phân phối có điện áp lên đến 1000V AC, trong khi thiết bị đóng cắt trung thế được áp dụng trong các hệ thống có dải điện áp từ 3,6kV đến 40,5kV.
Thiết bị đóng cắt có thể được phân loại dựa trên cấp điện áp, công nghệ cách điện, thiết kế kết cấu và chức năng ứng dụng.
| Diện mạo | Thiết bị đóng cắt điện áp thấp | Thiết bị đóng cắt trung thế |
| Dải điện áp | 1000V | 3,6kV-40,5KV |
| Nhiệm vụ chính | Phân phối và kiểm soát (thiết bị đầu cuối) | Tiếp nhận và bảo vệ(chính tuyến) |
| Thành phần cốt lõi | Bộ ngắt mạch vỏ đúc (MCCB), Bộ ngắt mạch không khí (ACB) | Bộ ngắt mạch chân không (VCB), bộ ngắt mạch SF₆ |
| Mô hình điển hình | GGD,GCK,GCS,MNS | KYN28,XGN,C-GIS |
| Trọng tâm an toàn | Bảo vệ chống sốc, đèn flash hồ quang | Khóa liên động năm ngăn chặn nghiêm ngặt, kiểm soát khoảng cách cách nhiệt |
Nó sử dụng không khí làm môi trường cách nhiệt chính. Nó có cấu trúc hoàn thiện, bảo trì dễ dàng và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phân phối truyền thống. Ví dụ điển hình bao gồm tủ điện hạ thế và hệ thống thiết bị đóng cắt bọc kim loại trung thế.
Nó bao bọc tất cả các thành phần điện áp cao bên trong một ngăn kín chứa đầy SF₆, nitơ hoặc không khí khô. Nó cung cấp hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời, cấu trúc nhỏ gọn và khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ.
Nó sử dụng nhựa epoxy để bao bọc các bộ phận sống, mang lại khả năng chống chịu mạnh mẽ trước các môi trường khắc nghiệt như độ ẩm, bụi và ô nhiễm.
Tất cả các thành phần được cố định bên trong tủ. Nó có cấu trúc đơn giản và thiết kế tiết kiệm chi phí, thường được sử dụng trong các hệ thống phân phối tiêu chuẩn.
Bộ ngắt mạch hoặc bộ phận chức năng được lắp đặt trên xe đẩy di động, cho phép bảo trì và thay thế dễ dàng. Cấu trúc này cải thiện tính mô đun và tính linh hoạt trong vận hành. Thiết bị đóng cắt trung tâm trung thế là một ví dụ điển hình.
Các thiết bị chính vòng là hệ thống phân phối nhỏ gọn được thiết kế để cung cấp điện cho mạng vòng. Họ sử dụng công tắc ngắt tải kết hợp với bảo vệ cầu chì để kiểm soát và cách ly sự cố.
RMU được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới phân phối đô thị, cộng đồng dân cư, tòa nhà thương mại và cơ sở công nghiệp. Chúng có sẵn trong các thiết kế cách nhiệt bằng không khí và cách nhiệt bằng khí, có kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản và hiệu suất đáng tin cậy.
Thiết bị đóng cắt gắn ở giữa là hệ thống phân phối điện áp trung thế có thể rút ra được bọc kim loại, thường được sử dụng ở mức 3,6kV–12kV.
Cấu trúc của nó được chia thành ba ngăn:
Thiết kế này cải thiện sự an toàn và cách ly giữa các đơn vị chức năng. Nó được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, cơ sở công nghiệp, trạm biến áp và để khởi động động cơ điện áp cao. Nó cũng hỗ trợ các chức năng bảo vệ khóa liên động để đảm bảo hệ thống vận hành an toàn.
Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí bao quanh tất cả các bộ phận điện bên trong vỏ kim loại kín chứa đầy khí cách điện.
Nó có khả năng chống chịu cao với các ảnh hưởng của môi trường như độ ẩm, bụi, ô nhiễm và môi trường ăn mòn. Nó được sử dụng rộng rãi trong vận chuyển đường sắt đô thị, nhà máy hóa dầu, luyện kim và các khu vực có độ cao lớn.
So với các hệ thống cách nhiệt bằng không khí, C-GIS nhỏ gọn hơn, yêu cầu không gian lắp đặt ít hơn đáng kể và mang lại tuổi thọ lâu dài với yêu cầu bảo trì tối thiểu.
Thiết bị chuyển mạch được sử dụng rộng rãi trong:
RMU thường được sử dụng trong mạng phân phối và trạm biến áp nhỏ gọn. Thiết bị đóng cắt gắn trung tâm chủ yếu được ứng dụng trong các hệ thống điều khiển trung áp và khởi động động cơ. Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí được ưu tiên sử dụng trong môi trường khắc nghiệt với giới hạn về không gian.
| Kịch bản | Loại tủ phù hợp | Sử dụng điển hình |
| Nhà máy điện, trạm biến áp lớn | Gắn ở giữa (KYN28), thiết bị chuyển mạch MV | Giao máy phát điện, tiếp nhận máy biến áp chính |
| Khu công nghiệp, doanh nghiệp vừa | Gắn ở giữa, RMU | Phân phối, tiếp nhận điện năng |
| Khu dân cư đô thị, nhà cao tầng | Tủ phân phối RMU, LV | Cung cấp năng lượng mạng vòng, phân phối cuối cùng |
| Khu vực có độ cao, ẩm ướt, ô nhiễm | C-GIS | Phân bố ở môi trường khắc nghiệt |
| Khai thác mỏ, hóa dầu, vận tải đường sắt | C-GIS | Cung cấp điện trong điều kiện khắc nghiệt |
| Tòa nhà thương mại, bệnh viện, trung tâm dữ liệu | Thiết bị đóng cắt hạ thế (GCK/GCS/MNS) | Chiếu sáng, HVAC, phân phối thiết bị |
Việc lựa chọn thiết bị đóng cắt phù hợp đòi hỏi phải đánh giá một số yếu tố chính:
Mức điện áp, công suất dòng điện, tần số và đặc tính tải phải được xem xét để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
Nhiệt độ, độ ẩm, độ cao, mức độ địa chấn và mức độ ô nhiễm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cách nhiệt và tuổi thọ của thiết bị.
Khả năng chịu dòng điện ngắn hạn và khả năng cắt định mức phải phù hợp với mức độ lỗi của hệ thống. Hệ thống điện áp trung bình thường sử dụng định mức 3 giây, trong khi hệ thống điện áp thấp thường sử dụng định mức 1 giây.
Các loại tải khác nhau yêu cầu các cấu hình khác nhau, chẳng hạn như bảng ngắt mạch hoặc hệ thống chuyển mạch ngắt tải.
Các cơ sở lắp đặt mới thường sử dụng các hệ thống hiện đại, hiệu suất cao, trong khi các dự án trang bị thêm có thể tuân theo các cấu hình hiện có.
Thiết kế thiết bị phải cho phép bảo trì dễ dàng, có tính năng chống ăn mòn và chống ô nhiễm mạnh mẽ.
Trạm biến áp đúc sẵn tích hợp thiết bị đóng cắt điện áp cao, máy biến áp, thiết bị đóng cắt điện áp thấp và hệ thống điều khiển vào một vỏ bọc nhỏ gọn.
Bao gồm các thiết bị đóng cắt trung thế như hệ thống KYN28A-12 hoặc RMU, được trang bị rơle bảo vệ và hệ thống thông tin liên lạc.
Thường sử dụng máy biến áp loại khô hoặc ngâm trong dầu với tổn thất thấp và hiệu suất cao.
Sử dụng hệ thống thiết bị chuyển mạch điện áp thấp loại rút ra để bảo trì dễ dàng và phân phối điện đáng tin cậy.