Energieeffiziente, metallgekapselte Schaltanlagen

I. Produktübersicht

Die Baureihe XGN15-12 (F)/XGN15-12 (F·R) umfasst fest installierte, metallgekapselte Wechselstrom-Schaltanlagen in Kastenbauweise (auch bekannt als Ringkabelschaltanlagen). Diese neue Generation von Innen-Kern-Stromverteilungsanlagen wurde speziell für 10-kV-/12-kV-Mittelspannungsnetze entwickelt. Kernstück des Produkts ist ein SF₆-gasisolierter Lastschalter. Die Baureihe F ist ein reiner Lastschalter, während die Baureihe F·R einen Lastschalter mit einer Sicherung mit hohem Abschaltvermögen kombiniert und so eine kombinierte Schutzeinheit bildet.

Diese Produktreihe verwendet eine Verbundisolierung aus Luftisolierung und SF₆-Gastankabdichtung und wird unter strikter Einhaltung nationaler und internationaler Normen wie GB 3906 „3,6 kV bis 40,5 kV Wechselstrom-Metallgehäuse-Schaltanlagen und -Steuergeräte“ und IEC 62271-200 „Hochspannungs-Schaltanlagen und -Steuergeräte – Teil 200: Metallgehäuse-Schaltanlagen und -Steuergeräte“ entwickelt und gefertigt. Ihre Kernvorteile liegen in der ultrakompakten Bauweise, dem hohen Sicherheitsniveau, der langen wartungsfreien Lebensdauer und der breiten Anwendbarkeit. Sie findet breite Anwendung in der Stromversorgung städtischer Ringnetze, der Stromverteilung in Industrie- und Bergbaubetrieben, im Hochspannungsbereich von vorinstallierten Umspannwerken (Kastenumspannwerken), in der Stromversorgung öffentlicher Einrichtungen und weiteren Bereichen. Sie ist eine Schlüsselkomponente für die Automatisierung von Verteilungsnetzen und die Verbesserung der Stromversorgungssicherheit.

II. Kernstruktur und Funktionsprinzip

(1) Kernstrukturzusammensetzung

Dieses Produkt zeichnet sich durch ein modulares, von vorne wartungsfreundliches Design aus und besteht aus folgenden Kernkomponenten:

SF₆-versiegelter Gastank:

Die aus 3 mm dickem Edelstahl gefertigten Bauteile werden durch Laserschweißen hergestellt. Die Schweißnähte werden mittels Helium-Massenspektrometrie geprüft, um eine dauerhafte Abdichtung zu gewährleisten. Während der gesamten Lebensdauer ist keine Gasnachfüllung erforderlich.

Es ist mit SF₆-Gas bei einem Überdruck von 0,045 MPa gefüllt, das als Isolations- und Lichtbogenlöschmedium für den Lastschalter dient.

Ein eingebauter dreistufiger Lastschalter (Schließen/Öffnen/Erden) vereint die Funktionen eines Trennschalters und eines Erdungsschalters.

Hochspannungs-Hauptstromkreis:

Bestehend aus beweglichen und statischen Kontakten im Inneren des Gastanks sowie externen Hochspannungsdurchführungen und Stromschienen, die durch verzinnte Kupferschienen verbunden sind, mit niedrigem Kontaktwiderstand und hoher Strombelastbarkeit.

Der Typ F·R ist mit einer Strombegrenzungssicherung mit hohem Abschaltvermögen ausgestattet, die außerhalb des Gastanks installiert und über eine mechanische Verbindungsvorrichtung mit dem Lastschalter verbunden ist.

Funktionsweise und Verriegelungsmechanismus:

Verfügt über einen manuellen Federbetätigungsmechanismus, optional ist auch ein elektrischer Betätigungsmechanismus erhältlich, zeichnet sich durch ein geringes Betätigungsdrehmoment und zuverlässiges Öffnen und Schließen aus.

Ausgestattet mit einer vollständigen mechanischen Verriegelung, die die Funktion der "fünf Verhinderungen" strikt umsetzt, nämlich die Verhinderung von versehentlichem Öffnen und Schließen, die Verhinderung von Öffnen und Schließen unter Last, die Verhinderung von herabhängenden Erdungsdrähten unter Strom, die Verhinderung des Schließens mit Erdungsdrähten und die Verhinderung des versehentlichen Betretens von stromführenden Bereichen.

Schrank und Schutz:

Verwendet werden aluminium-zinkbeschichtete Stahlplatten oder Edelstahl 304 für die integrale Biegeformung, wobei die Oberfläche durch elektrostatisches Sprühen gegen Korrosion und Rost geschützt wird.

Der Schrank ist von vorne zu öffnen, sodass alle Wartungsarbeiten von vorne durchgeführt werden können, ohne dass an den Seiten und der Rückseite Wartungsraum benötigt wird.

Die Oberseite ist mit einem gerichteten Druckentlastungskanal ausgestattet, der im Falle von internen Lichtbogenfehlern heißes und unter hohem Druck stehendes Gas in eine sichere Richtung leiten kann und so eine Explosion des Gehäuses verhindert.

(2) Funktionsprinzip

Normalbetrieb: Der Lastschalter befindet sich in der geschlossenen Position und versorgt die nachgeschalteten Verbraucher mit Strom.

Öffnungsvorgang: Wenn Wartungsarbeiten während eines Stromausfalls erforderlich sind, öffnet der Betätigungsmechanismus den Lastschalter, um den Laststrom zu unterbrechen.

Erdungsvorgang: Nachdem sichergestellt wurde, dass die Leitung spannungsfrei ist, schalten Sie den Schalter in die Erdungsposition und schließen Sie den Erdungsdraht an, um die Sicherheit des Wartungspersonals zu gewährleisten.

Fehlerschutz (Typ F·R): Bei einem Kurzschluss oder einer Überlastung des Transformators brennt die Sicherung schnell durch, wodurch der Lastschalter über die mechanische Verbindungsvorrichtung automatisch öffnet, den Fehlerstromkreis unterbricht und den Transformator und das Stromnetz schützt.

III. Spezifikationsparameter (Volldimensionale Abdeckung, anpassbar)

Tisch

Parameterkategorie

Kernspezifikationen

Detaillierte Beschreibung

Nennspannung

12 kV

Passt sich an den chinesischen 10-kV-Verteilnetzstandard an.

Nennfrequenz

50Hz

Entspricht dem Netzfrequenzstandard

Nennstrom

630A

Hauptstromkreis-Nennstrom, der den allgemeinen Anforderungen an die Stromverteilung entspricht

Bemessungskurzschlussausschaltstrom

20 kA (2 s)

Kann einem Kurzschlussstrom von 20 kA für 2 Sekunden standhalten.

Bemessungsblitzstoßfestigkeit

75kV

Schützt Geräte vor Blitzüberspannungsschäden

Hauptschaltertyp

SF₆ Drei-Positionen-Lastschalter

Integriert Schließ-, Öffnungs- und Erdungsfunktionen, keine zusätzliche Konfiguration erforderlich

Sicherung (Typ F·R)

Hochleistungs-Strombegrenzungssicherung

Nennstrom 100 A–200 A, geeignet zum Schutz von Transformatoren bis 1600 kVA.

Isoliermedium

SF₆ im Gastank, Außenluft

Verbundisolierung unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeit und Umweltschutz

Schutzklasse

IP30 (innen) / IP65 (Gastank)

Verhindert den Kontakt der Finger mit stromführenden Teilen; der Gastank ist vollständig staub- und wasserdicht.

Schrankmaterial

Aluminium-Zink-beschichtetes Stahlblech / Edelstahl 304

Korrosions- und rostbeständig, geeignet für den Innen- und Außenbereich (innerhalb von Kastenumspannwerken).

Einzelne Schrankbreite

375 mm / 500 mm

Ultrakompaktes Design, spart erheblich Platz im Stromverteilungsraum.

Mechanisches Leben

≥10000 Mal

Lange Lebensdauer des Schalters, lange wartungsfreie Zeit

Arbeitsumgebung

Temperatur: -25℃～+40℃; Luftfeuchtigkeit: ≤95% (keine Kondensation); Höhe: ≤2000m (höhere Höhenlagen auf Anfrage)

Passt sich den meisten Innenraumumgebungen an, die Isolierung kann für Höhenlagen individuell angepasst werden.

IV. Kernproduktvorteile

(1) Sicher und zuverlässig, risikokontrollierbar

Vollständig abgedichteter Gastank: Der Edelstahl-Gastank wird mittels Laserschweißen und Helium-Massenspektrometrie auf Leckagen untersucht, um eine absolute Dichtheit des SF₆-Gases zu gewährleisten. Die Isolationsleistung wird nicht durch die äußere Umgebung beeinträchtigt, und der Betrieb ist sicher und stabil.

Vollständige „Fünf-Präventions“-Verriegelung: Der doppelte Schutz durch mechanische und elektrische Verriegelung schließt Personen- und Geräteunfälle durch Fehlbedienung grundsätzlich aus.

Lichtbogenschutz: Ein eingebauter, gerichteter Druckentlastungskanal kann im Falle interner Lichtbogenfehler den Druck effektiv abbauen und so die Sicherheit des Betriebs- und Wartungspersonals sowie der Ausrüstung gewährleisten.

Präziser Schutz (Typ F·R): Die Kombination aus Lastschalter und Hochleistungssicherung kann die Stromversorgung bei einem Transformatorausfall schnell unterbrechen und den Transformator so vor Beschädigung schützen.

(2) Kompakte Bauweise, platzsparend

Ultrakompakte Modularisierung: Die Breite eines einzelnen Schranks beträgt nur 375 mm, wodurch im Vergleich zu herkömmlichen Schaltschränken etwa 30 % der Stellfläche eingespart werden. Dies macht ihn besonders geeignet für Stromverteilungsräume und Kastenschaltanlagen mit begrenztem Platzangebot.

Drei-Positionen-Integration: Der Lastschalter integriert drei Positionen – Öffnen, Schließen und Erden –, wodurch die Schaltschrankstruktur vereinfacht, Fehlerquellen reduziert und die Gesamtzuverlässigkeit verbessert werden.

Frontseitiges Wartungsdesign: Sämtliche Wartungs- und Arbeitsvorgänge können an der Vorderseite des Gehäuses durchgeführt werden, ohne dass an den Seiten und der Rückseite Wartungsraum benötigt wird. Dies verbessert die Raumausnutzung erheblich.

(3) Bequeme Bedienung und Wartung, niedrige Kosten

Wartungsfreies Design: Der SF₆-Gastank verfügt über eine dauerhaft abgedichtete Konstruktion, der Schalter hat eine lange mechanische Lebensdauer und unter normalen Betriebsbedingungen ist keine regelmäßige Wartung erforderlich, wodurch die Betriebs- und Wartungskosten erheblich reduziert werden.

Visuelle Überwachung: Der Schaltschrank ist mit einem Sichtfenster ausgestattet, durch das die Schalterstellung und der Sicherungsstatus direkt überprüft werden können; der Betriebszustand ist auf einen Blick ersichtlich.

Intelligenter Betrieb und Wartung optional: Kann mit einem intelligenten Online-Überwachungsmodul konfiguriert werden, um Fernüberwachung, Fehleralarm und Fernsteuerung zu realisieren und so zur Realisierung des "unbeaufsichtigten" intelligenten Verteilungsnetzes beizutragen.

(4) Hohe Anpassungsfähigkeit, breites Anwendungsspektrum

Flexible Kombination: Kann frei zu verschiedenen Funktionseinheiten wie Eingangsleitung, Ausgangsleitung, Zähler, PT und Verbindung kombiniert werden, um den Anforderungen unterschiedlicher Stromverteilungsnetze gerecht zu werden.

Vollständige Szenarioabdeckung: Weit verbreitet in städtischen Verteilungsnetzen, Industrie- und Bergbauunternehmen, Gewerbegebäuden, Krankenhäusern, Schulen, vorinstallierten Umspannwerken und anderen Szenarien.

Gute Kompatibilität: Lässt sich nahtlos mit gängigen Schutzrelais und Automatisierungssystemen im In- und Ausland verbinden und ermöglicht so eine einfache Automatisierung des Verteilungsnetzes.

V. Typische Anwendungsszenarien

Transformation des städtischen Verteilungsnetzes: Als Stromversorgungseinheit eines Ringnetzes realisiert es eine „Hand-in-Hand“-Stromversorgung, verbessert die Zuverlässigkeit der Stromversorgung und verringert das Ausmaß von Stromausfällen.

Stromverteilung in Industrie- und Bergbaubetrieben: Wird zur Stromverteilung an Endanschlüssen in Fabriken, Bergwerken und anderen Orten eingesetzt, um wichtige Produktionsanlagen wie Motoren und Ventilatoren zu schützen.

Vorinstallierte Umspannstation (Kasten-Umspannwerk): Als Hochspannungsschalteinheit innerhalb der Kasten-Umspannstation bildet sie zusammen mit Transformatoren und Niederspannungsschränken eine komplette Stromverteilungslösung.

Öffentliche Einrichtungen: Anwendungsbereiche sind Einkaufszentren, Flughäfen, U-Bahnen, Krankenhäuser und andere Orte mit extrem hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung.

Zugang zu neuen Energien: Als Netzanschluss-Schalteinrichtung für Kraftwerke, die neue Energien erzeugen, wie beispielsweise Photovoltaik- und Windkraftanlagen, gewährleistet sie die sichere und stabile Übertragung von Strom aus neuen Energien.