ชุดโลหะ vs switchgear ที่ปิดล้อมโลหะ: ความปลอดภัยในการกระจายพลังงานและความแตกต่างในการปฏิบัติงานในระบบไฟฟ้า

1. บทนำ: ตัวเลือกที่สำคัญในการกระจายพลังงาน

ภายในคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมสมัยใหม่สิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่และโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญการกระจายพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้และปลอดภัยนั้นไม่สามารถต่อรองได้ ที่แกนกลางของแรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง (โดยทั่วไปคือ 1kV ถึง 38kV) ระบบพลังงานอยู่ที่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญ: สวิตช์ไฟฟ้า แอสเซมบลีที่ซับซ้อนเหล่านี้จัดการป้องกันและแยกส่วนของวงจรไฟฟ้าที่เป็นกระดูกสันหลังของระบบไฟฟ้า

ในบรรดาสวิตช์ไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ การกำหนดค่าพื้นฐานสองแบบครอง: สวิตช์โลหะปิดล้อม (MES) และสวิตช์ชุดโลหะ (MCS) การทำความเข้าใจการออกแบบที่แตกต่างของพวกเขาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรและผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกที่ได้รับมอบหมายให้สร้างความมั่นใจในความต่อเนื่องของบริการไฟฟ้าบุคลากรที่ปกป้องและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบให้เหมาะสม ตัวเลือกระหว่างโลหะที่ปิดล้อมและชุดโลหะการออกแบบอย่างมีนัยสำคัญส่งผลกระทบต่อโปรโตคอลความปลอดภัยประสิทธิภาพการบำรุงรักษาและการป้องกันโดยรวมต่อสภาวะความผิดพลาดทางไฟฟ้าในเครือข่ายการกระจายพลังงาน

2. วิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของสวิตช์ป้องกัน

การพัฒนาสวิตช์ที่ทันสมัยเกิดจากการแสวงหาความปลอดภัยและความน่าเชื่อถืออย่างไม่หยุดยั้งในการจัดการการเชื่อมต่อแหล่งพลังงาน สถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งก่อนมักจะเปิดการประกอบตัวนำที่มีชีวิตอยู่และวางความเสี่ยงอย่างรุนแรงของแรงกระแทกไฟฟ้า

การถือกำเนิดของการออกแบบที่ปิดล้อมโลหะ - ส่วนประกอบที่อยู่อาศัยภายในสิ่งกีดขวางโลหะที่มีการลงดิน - ทำเครื่องหมายการปฏิวัติโดยการมีส่วนโค้งทางร่างกายและป้องกันการสัมผัส เมื่อความต้องการเพิ่มขึ้นเพื่อความปลอดภัยที่แท้จริงยิ่งขึ้นการแยกความผิดพลาดที่เร็วขึ้นและลดการหยุดทำงานในระหว่างการแทรกแซงมาตรฐานโลหะที่เข้มงวดยิ่งขึ้นก็เกิดขึ้น ควบคุมโดย ANSI/IEEE C37.20.2, MCS Design MANSALTATES ADMANTATES Advanced Intermentalization และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความมุ่งมั่นของอุตสาหกรรมในการปกป้องทั้งระบบพลังงานและบุคลากรที่ดำเนินการลดผลกระทบของความผิดพลาดใด ๆ ต่อโหลดที่เชื่อมต่อหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

3. การกำหนดพื้นฐาน: โลหะล้อมรอบกับชุดโลหะ

ในขณะที่ทั้งโลหะล้อมรอบและชุดโลหะชุดโลหะมีชีวิตอยู่ในโครงสร้างโลหะที่มีสายดิน แต่ MCS แสดงถึงชุดย่อยที่มีความปลอดภัยสูงกว่าภายใต้ร่มที่กว้างของอุปกรณ์โลหะล้อมรอบ

3.1 SwitchGear ที่ปิดล้อมโลหะ (MES / ANSI Type 1):

• วัตถุประสงค์หลัก: จัดเตรียมการบรรจุหลัก ส่วนประกอบที่มีชีวิตทั้งหมด (เบรกเกอร์วงจรรถบัสการเชื่อมต่อและรีเลย์ป้องกัน) อยู่ภายในโครงสร้างโลหะที่มีสายดิน ฟังก์ชั่นหลักของมันคืออุปกรณ์ที่อยู่อาศัยป้องกันการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจภายใต้สภาวะปกติและมีความผิดพลาดอาร์คภายในอยู่ในระดับที่สำคัญ

• โครงสร้าง: คิดว่าตู้ที่แข็งแกร่ง อุปสรรคภายในอาจมีอยู่ แต่ขาดการแบ่งส่วนที่เข้มงวดของสวิตช์เกล เบรกเกอร์หลักมักจะได้รับการแก้ไขและอาจใช้พื้นที่กับบัสบาร์

• การดำเนินการป้องกันกระแสเกิน: กลไกการทำงานและหน่วยการเดินทางสำหรับการป้องกันกระแสเกิน (รวมถึงองค์ประกอบความร้อน-แม่เหล็กหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน) มีอยู่ แต่การเข้าถึงสำหรับการทดสอบหรือการรีเซ็ตอาจต้องเปิดช่องหลัก

• ปกป้องวงจรในระหว่างการเข้าถึง: การเปิดประตูหลักมักจะเผยให้เห็นชิ้นส่วนหลักที่มีชีวิต การเข้าถึงเบรกเกอร์มักจะเกี่ยวข้องกับการขาดการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนและการหยุดทำงานที่สำคัญสำหรับวงจรไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

• มาตรฐาน: ANSI/IEEE C37.20.3

3.2 Metal Clad Switchgear (MCS / ANSI Type 2B):

• วัตถุประสงค์หลัก: ออกแบบมาเพื่อความปลอดภัยในการปฏิบัติงานสูงสุดและความต่อเนื่อง กำหนดโดย ANSI/IEEE C37.20.2 ซึ่งเป็นจุดเด่นของมันคือการแยกส่วนที่จำเป็นและการใช้ เบรกเกอร์วงจร ที่ถอด ออกได้

• โครงสร้าง: คุณสมบัติการแยกอย่างเข้มงวด:

• โซนที่แยกได้: ช่องแยกต่างหากเป็นบ้านของเบรกเกอร์หลัก, การยุติสายเคเบิลที่เข้า/ขาออก, บัสพลังงานหลักและระบบควบคุม (รีเลย์ป้องกัน, เครื่องมือ)

• เบรกเกอร์ที่ถอดออกได้: ติดตั้งบนรถบรรทุก Darout (ถัง) การเคลื่อนที่ระหว่างการเชื่อมต่อ (ปฏิบัติการ), การทดสอบ (วงจรควบคุมที่ใช้งานอยู่, แยกหลัก) และตัดการเชื่อมต่อ (แยกได้อย่างเต็มที่)

• การดำเนินการป้องกันกระแสเกิน: รีเลย์ป้องกัน (รวมถึงโมเดลดิจิตอลขั้นสูงโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประสานงานที่แม่นยำ) และหน่วยการเดินทางเบรกเกอร์สามารถเข้าถึงได้ในช่องที่กำหนด การทดสอบและการปรับในตำแหน่งการทดสอบเป็นคุณสมบัติหลัก

• ปกป้องวงจรในระหว่างการเข้าถึง: บานประตูหน้าต่างอัตโนมัติปิดผนึกบัสสดและช่องเคเบิลเมื่อเบรกเกอร์ถูกวางไว้ ลูกโซ่ป้องกันการเปิดประตูที่ไม่ปลอดภัย ช่วยให้การแทรกแซงเบรกเกอร์ปลอดภัยโดยไม่ต้องปิดส่วนการกระจายพลังงานที่อยู่ติดกัน

• มาตรฐาน: ANSI/IEEE C37.20.2

4. ตารางการเปรียบเทียบคุณสมบัติที่สำคัญ

5. การดำน้ำลึก: ความแตกต่างการปฏิบัติงานที่สำคัญ

5.1 การป้องกันความปลอดภัยของบุคลากรและไฟฟ้าช็อต

* MES: การเข้าถึงเบรกเกอร์มักจะจำเป็นต้องทำงานใกล้กับบัสบาร์และสายการใช้งานที่เปิดเผย, เรียกร้องล็อค/แท็กที่เข้มงวด (loto) และ PPE ความเสี่ยงของการกระแทกไฟฟ้ามีความสำคัญในระหว่างการแทรกแซง

* MCS: การออกแบบการปกป้องวงจรและบุคลากรภายใน บานประตูหน้าต่างลูกโซ่และการแยกทางกายภาพที่ทำได้โดยการจัดเบรกเกอร์เพื่อทดสอบ/ตัดการเชื่อมต่อตำแหน่งลดความเสี่ยงการสัมผัสอย่างมาก ความปลอดภัยได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม

5.2 ผลกระทบการบำรุงรักษาต่อบริการไฟฟ้า

* MES: การเปลี่ยนหรือให้บริการเบรกเกอร์โดยทั่วไปจะบังคับให้เกิดการหยุดทำงานในส่วนที่เชื่อมต่อทั้งหมด วิธีการเชื่อมต่อทางกายภาพ (ข้อต่อที่ติดตั้ง) ขยายเวลาหยุดทำงาน การทดสอบรีเลย์ป้องกันนั้นยุ่งยาก

* MCS: กลไกการวาดภาพช่วยให้การแยกอย่างรวดเร็วของเบรกเกอร์ อะไหล่สามารถทดสอบล่วงหน้าได้ เบรกเกอร์สามารถเปลี่ยนหรือถอดออกได้ด้วยการหยุดชะงักน้อยที่สุดในการบริการไฟฟ้า ** ระบบควบคุมและรีเลย์ป้องกันได้รับการทดสอบได้อย่างง่ายดายในตำแหน่งการทดสอบโดยไม่ส่งผลกระทบต่อตัวป้อนการกระจายพลังงานที่เกี่ยวข้อง

5.3 ความยืดหยุ่นในการจัดการระบบพลังงาน

* MCS: ความยืดหยุ่นที่เหนือกว่า การทดสอบตำแหน่งอำนวยความสะดวกในการตรวจสอบการตั้งค่ารีเลย์ระบบควบคุมการแก้ไขปัญหาและการตรวจสอบการประสานงานการป้องกันกระแสเกิน การรวมเบรกเกอร์ที่อัพเกรดได้ง่ายขึ้น (เช่นประเภทสูญญากาศขั้นสูง) หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

* MES: ความยืดหยุ่นที่ จำกัด การดัดแปลงมักจะต้องมีการหยุดทำงานแบบขยายและการทำซ้ำที่ซับซ้อนภายในแผงไฟฟ้า

5.4 ARC Fault & Overcurrent Protection Safety

* การออกแบบทั้งสองมีจุดมุ่งหมายที่จะมีความผิดพลาดภายใน อย่างไรก็ตามสวิตช์เกลเมทัลตามมาตรฐานต้องใช้การแบ่งส่วนที่เข้มงวดมากขึ้นและการออกแบบการระบายความดันมากกว่าเกียร์ที่ปิดล้อมโลหะทั่วไป สิ่งนี้ให้การรับรองที่เพิ่มขึ้นในการจัดการเหตุการณ์ความผิดพลาดทางไฟฟ้าอย่างรุนแรง ช่องระบบควบคุมที่แยกจากกันยังช่วยปกป้องรีเลย์ป้องกันที่สำคัญและเบรกเกอร์วงจรขนาดเล็กที่ควบคุมวงจรเสริมจากเอฟเฟกต์ส่วนโค้งหลัก

5.5 การวิเคราะห์ต้นทุน: การเป็นเจ้าของเริ่มต้นและเริ่มต้น

* ค่าใช้จ่ายเริ่มต้น: โดยทั่วไปแล้วสวิตช์โลหะที่ปิดล้อมจะมีจุดราคาที่ต่ำกว่าเนื่องจากการก่อสร้างที่ง่ายกว่า (ช่องน้อยลงไม่มีการเชื่อมต่อที่ซับซ้อน/บานประตูหน้าต่างการติดตั้งเบรกเกอร์ที่ง่ายขึ้น)

* ค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเป็นเจ้าของ (TCO): ชุดโลหะชุดโลหะแม้จะมีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูงกว่า แต่มักจะส่งมอบ TCO ที่เหนือกว่าสำหรับการดำเนินงานที่สำคัญ การออมเพิ่มขึ้นอย่างมากจากค่าใช้จ่ายในการหยุดทำงานที่ลดลงอย่างมากในระหว่างการบำรุงรักษาและการกู้คืนข้อผิดพลาดเบี้ยประกันลดลงเนื่องจากความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นลดความเสี่ยงของค่าใช้จ่ายในการบาดเจ็บของบุคลากรและอายุการใช้งานอุปกรณ์ขยายผ่านสภาพแวดล้อมที่ควบคุมภายในช่องว่างเฉพาะ

6. การเลือกโซลูชันที่เหมาะสม: การจับคู่สวิตช์เกียร์กับความต้องการพลังงานของคุณ

การเลือกระหว่าง MES และ MCS ขึ้นอยู่กับความต้องการแอปพลิเคชันเฉพาะภายในระบบไฟฟ้าของคุณ:

1. วิกฤต: สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ค่าใช้จ่ายในการหยุดทำงานสูงที่สุด (ศูนย์ข้อมูล, โรงพยาบาล, การผลิตอย่างต่อเนื่อง), สวิตช์ชุดโลหะเป็นที่ต้องการอย่างยิ่งเพื่อลดความเสี่ยงในการหยุดทำงาน

2. วัฒนธรรมความปลอดภัย: ไซต์จัดลำดับความสำคัญความปลอดภัยสูงสุดโดยธรรมชาติเพื่อป้องกันการกระแทกไฟฟ้า

3. ความถี่ในการบำรุงรักษา: แอปพลิเคชันที่ต้องการการทดสอบเบรกเกอร์บ่อยครั้งการทำงาน (เช่นการสลับตัวป้อน) หรือการสอบเทียบรีเลย์ได้รับประโยชน์อย่างมากจากความสะดวกในการเข้าถึง MCS

4. การจัดการความผิดพลาด: ในกรณีที่การควบคุมความผิดพลาดที่แข็งแกร่งและการแยกระบบควบคุมที่ละเอียดอ่อนเป็นสิ่งสำคัญการออกแบบ MCS นั้นมีชัย

5. งบประมาณ: สวิตช์โลหะปิดล้อมยังคงเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับระบบการสำรองข้อมูลที่ไม่สำคัญหรือส่วนที่มีงบประมาณ จำกัด

6. การรวมเทคโนโลยี: หากการอัพเกรดในอนาคตที่เกี่ยวข้องกับรีเลย์ป้องกันที่ซับซ้อนหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในระบบควบคุมมีการวางแผนความยืดหยุ่น MCS นั้นเป็นประโยชน์

(หมายเหตุ: การควบคุมความเร็วคงที่ถูกละเว้นโดยเจตนาเนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับสวิตช์ไฟฟ้า)

7. บทสรุป: สร้างความมั่นใจว่าพลังงานและการป้องกันที่เชื่อถือได้

ความแตกต่างระหว่างสวิตช์เกียร์โลหะที่ปิดล้อม (MES) และสวิตช์ชุดโลหะ (MCS) อยู่เหนือคำศัพท์เพียงอย่างเดียว มันแสดงถึงวิธีการทางวิศวกรรมที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานในการจัดการระบบพลังงาน

• MES: ส่งฟังก์ชั่นที่สำคัญของส่วนประกอบที่มีพลังงานอย่างปลอดภัยภายในตู้ที่มีสายดิน มันให้บริการได้ดีในแอพพลิเคชั่นการกระจายพลังงานที่ไม่สำคัญและไม่สำคัญ

• MCS (ANSI/IEEE C37.20.2): รวบรวมปรัชญาความปลอดภัยทางวิศวกรรม การแยกส่วนที่จำเป็น, เบรกเกอร์ที่ถอดออกได้พร้อมตำแหน่งการเชื่อมต่อ/ทดสอบ/ตัดการเชื่อมต่อ, บานประตูหน้าต่างอัตโนมัติและลูกโซ่ทำงานร่วมกันเพื่อ:

• ปกป้องวงจรและอุปกรณ์ที่อยู่ติดกันในระหว่างการแทรกแซง

• ปกป้องบุคลากรโดยกำจัดการสัมผัสกับวงจรไฟฟ้าหลัก

• ลดเวลาหยุดทำงานผ่านการแยกเบรกเกอร์อย่างรวดเร็ว

• เพิ่มการจัดการการป้องกันและควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มีกระแสเกิน

• เสนอการป้องกันที่เหนือกว่าโดยธรรมชาติกับผลกระทบทางไฟฟ้า

สำหรับการติดตั้งที่เพิ่มความน่าเชื่อถือของบริการไฟฟ้าสูงสุดการปกป้องบุคลากรจากแรงกระแทกไฟฟ้าทำให้มั่นใจได้ว่าการกู้คืนความผิดพลาดอย่างรวดเร็วและการลดความเสี่ยงในการดำเนินงานเป็นสิ่งสำคัญยิ่งเช่นการกระจายพลังงานที่จำเป็นสำหรับศูนย์ข้อมูลโรงพยาบาลและกระบวนการอุตสาหกรรมที่สำคัญ ในทางกลับกันสวิตช์เกียร์ที่ปิดล้อมด้วยโลหะนำเสนอโซลูชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับกลุ่มระบบไฟฟ้าที่สำคัญน้อยกว่า

การเลือกประเภทสวิตช์ไฟฟ้าที่เหมาะสม - MES หรือชุดโลหะ - ต้องมีการประเมินความต้องการพลังงานเฉพาะของคุณอย่างรอบคอบการยอมรับความเสี่ยงและวัตถุประสงค์การปฏิบัติงาน การร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญ SwitchGear ที่มีประสบการณ์ช่วยให้คุณเลือกโซลูชันที่ดีที่สุดในการปกป้องวงจรเพิ่มเวลาการใช้งานสูงสุดและปกป้องคนของคุณภายในระบบไฟฟ้าของคุณ