ตู้แยกในสวิตช์เกียร์แรงสูง-คืออะไร และอะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างตู้นี้กับตู้เซอร์กิตเบรกเกอร์

เดินเข้าไปในห้องจ่ายไฟ 10 kV หรือ 35 kV ในบริเวณที่จัดเรียงไว้อย่างประณีตสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูง-นอกเหนือจากตู้รับเข้า ตู้ขาออก และตู้วัดแสงทั่วไปแล้ว เรามักจะเห็นตู้ประเภทพิเศษที่มีฟังก์ชันพิเศษ - ตู้แยก แม้ว่ารูปลักษณ์จะดูเกือบจะเหมือนกับตู้เซอร์กิตเบรกเกอร์และตู้ PT ที่อยู่ใกล้เคียง แต่โครงสร้างภายในและตำแหน่งการทำงานของตู้นั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิง สำหรับผู้ใช้จำนวนมากที่ยังใหม่กับอุปกรณ์จ่ายไฟ ชื่อ "ตู้แยก" ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับ "สวิตช์แยก" แต่ยังไม่ค่อยชัดเจนว่าตนทำหน้าที่เฉพาะด้านใด แล้วตู้แยกคืออะไรกันแน่? อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมันกับกตู้เบรกเกอร์? มีบทบาทพิเศษและไม่สามารถทดแทนได้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าอย่างไร

เพื่อให้เข้าใจถึงตู้แยก อันดับแรกจำเป็นต้องชี้แจงความสับสนของแนวคิดทั่วไปก่อน ตู้แยกและตู้ตัดวงจรเป็นตู้สองประเภทที่มีตำแหน่งการทำงานที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในสวิตช์เกียร์แรงดันสูง- แกนกลางของตู้เซอร์กิตเบรกเกอร์คือเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ - มีความสามารถในการเชื่อมต่อ พกพา และตัดการเชื่อมต่อกระแสโหลด เมื่อระบบไฟฟ้าประสบกับการโอเวอร์โหลดหรือไฟฟ้าลัดวงจร เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดกระแสไฟฟ้าลัดได้อย่างรวดเร็วภายในเวลาหลายสิบมิลลิวินาที โดยมีบทบาทสองประการในการควบคุมและการป้องกัน ลักษณะพื้นฐานของตู้แยกนั้นตรงกันข้าม: ไม่มีความสามารถในการตัดการเชื่อมต่อหรือเชื่อมต่อกระแสโหลด ส่วนประกอบหลักของตู้แยกส่วนคือรถเข็นขนาดเล็กสำหรับแยก (หรือสวิตช์แยก) ซึ่งมีภารกิจเพียงอย่างเดียวคือการสร้างจุดตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ชัดเจนและมองเห็นได้ในวงจรเมื่อสายไฟหรืออุปกรณ์ต้องการการบำรุงรักษา จึงสามารถแยกชิ้นส่วนที่ต้องบำรุงรักษาออกจากชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าได้อย่างน่าเชื่อถือ ความแตกต่างด้านการทำงานนี้จะกำหนดตำแหน่งของตู้สองประเภทในระบบจำหน่าย ได้แก่ ตู้เซอร์กิตเบรกเกอร์มีบทบาทในการ "ดำเนินการ" ในขณะที่ตู้แยกส่วนมีบทบาทในการ "รับประกัน"

ตามโครงสร้างแล้ว ตู้แยกมักจะเป็นอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แบบปิดหุ้มด้วยโลหะที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ คล้ายกับตู้ตัดวงจร ตัวตู้ทำจากแผ่นอะลูมิเนียมเคลือบสังกะสี และแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ของยูนิตการทำงานอิสระสี่ส่วน ได้แก่ ห้องบัสบาร์ ห้องรถลากของเบรกเกอร์ขนาดเล็ก ห้องเคเบิล และห้องเครื่องมือรีเลย์ รถลากแบบแยกส่วนที่ประกอบอยู่ภายในตู้แยกส่วนมีข้อกำหนดขนาดและกลไกการขับเคลื่อนเหมือนกันกับรถลากแบบตัดวงจร รถเข็นขนาดเล็กที่มีข้อกำหนดเดียวกันสามารถสับเปลี่ยนได้อย่างอิสระ และระหว่างการติดตั้ง จะต้องดันเฉพาะรถเข็นขนาดเล็กแบบแยกส่วนเข้าไปในห้องรถเข็นขนาดเล็กภายในตู้เพื่อใช้งาน พื้นผิวตู้ของตู้แยกยังมีหน้าจอแสดงสดเพื่อระบุว่าบัสบาร์หรือด้านขาออกมีกระแสไฟอยู่หรือไม่ เพื่อเตือนให้เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานและบำรุงรักษาใส่ใจกับความปลอดภัย คุณลักษณะทางโครงสร้างนี้ทำให้ตู้แยกส่วนสามารถติดตั้งได้อย่างยืดหยุ่นที่โหนดหลักของระบบจำหน่าย - เมื่อสายหรือหม้อแปลงบางตัวต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ เพียงเขย่าตู้แยกส่วนต้นทางออกไปที่ตำแหน่งทดสอบ เพื่อสร้างช่องว่างในการตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้และเชื่อถือได้ ซึ่งเป็นการตัดแหล่งจ่ายไฟโดยสิ้นเชิง บนพื้นฐานนี้ ตู้แยกมักจะติดตั้งสวิตช์สายดิน หลังจากถอดรถเข็นขนาดเล็กแยกออกแล้ว การลัดวงจรสาม-เฟสที่ด้านขาออกจะถูกเชื่อมต่อและต่อสายดินเพื่อคายประจุเหนี่ยวนำที่เหลืออยู่ในสายเคเบิลและหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยที่แท้จริงของเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง ในการใช้งานทั่วไป ตู้แยกส่วนยังต้องติดตั้งหน้าสัมผัสเสริมของเซอร์กิตเบรกเกอร์และการประสานทางไฟฟ้ากับรถเข็นไฟฟ้าแบบแยกส่วน เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานบังคับดึงรถเข็นขนาดเล็กแบบแยกส่วนในสถานะปิดของเซอร์กิตเบรกเกอร์เนื่องจากการทำงานผิดพลาด

ในการออกแบบระบบจำหน่ายไฟฟ้าจริง ตู้แยกมักจะถูกจัดเรียงระหว่างตู้ขาเข้าหรือขาออกและหม้อแปลงไฟฟ้า โดยมีบทบาทเป็น "การแยกไฟ" จากตัวอย่างสายจำหน่าย 10kV ลำดับการกำหนดค่าทั่วไปคือ: ตู้เบรกเกอร์ขาเข้า - ตู้แยก - หม้อแปลงไฟฟ้า ตู้ขาเข้ามีหน้าที่รับผิดชอบในการแนะนำพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้าและให้การป้องกันการลัดวงจร-สำหรับสายไฟ ตู้แยกตั้งอยู่ระหว่างตู้ขาเข้าและหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปกติรถเข็นขนาดเล็กแบบแยกส่วนจะอยู่ในตำแหน่งทำงานปิด และกระแสสามารถไหลได้ตามปกติ เมื่อจำเป็นต้องปิดหม้อแปลงเพื่อการบำรุงรักษา ผู้ปฏิบัติงานต้องถอดเบรกเกอร์ในตู้ขาเข้าก่อน ตัดกระแสโหลดออก ยืนยันว่าได้ถอดเบรกเกอร์แล้ว จากนั้นใช้งานรถเข็นขนาดเล็กแบบแยกเพื่อถอยกลับไปยังตำแหน่งทดสอบ ทำให้เกิดการแยกทางไฟฟ้า ลำดับการทำงานของ "ปลดเบรกเกอร์วงจรก่อน จากนั้นจึงดึงและแยก" ได้รับการรับรองโดยการบังคับผ่านการประสานทางไฟฟ้า - รถลากแบบแยกส่วนสามารถดันเข้าหรือดึงออกได้เฉพาะเมื่อเบรกเกอร์อยู่ในตำแหน่งเปิดเท่านั้น นอกจากนี้ จะมีการติดตั้งกลไกประสานทางกลระหว่างตู้แยกและสวิตช์กราวด์และประตูตู้เพื่อร่วมกันบรรลุฟังก์ชันการป้องกันหลัก 5 ประการ ได้แก่ "ป้องกันการยกรถเข็นที่มีด้ามจับแบบกดน้ำหนัก ป้องกันการปิดสวิตช์กราวด์ที่มีกระแสไฟ ป้องกันการส่งกำลังเมื่อสวิตช์กราวด์ปิดอยู่ และป้องกันการเข้าสู่ช่วงเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าโดยไม่ได้ตั้งใจ" นี่คือหลักสำคัญทางเทคนิคในการรับรองความปลอดภัยส่วนบุคคลของเจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานและบำรุงรักษา

เมื่อพูดถึงความจำเป็นของตู้แยกส่วน คำถามที่ลูกค้ามักกล่าวถึงบ่อยๆ คือ เนื่องจากตู้เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถตัดกระแสไฟได้หลังจากเปิดแล้ว เหตุใดจึงต้องติดตั้งตู้แยกส่วนแยกต่างหาก คำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ใน 'จุดตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้' หลังจากเปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์แล้ว แม้ว่าหน้าสัมผัสหลักจะถูกตัดการเชื่อมต่อแล้ว เนื่องจากเซอร์กิตเบรกเกอร์ถูกปิดผนึกไว้ภายในช่องรถเข็นขนาดเล็กที่เป็นโลหะ ผู้ปฏิบัติงานจึงไม่สามารถมองเห็นสถานะที่แท้จริงของหน้าสัมผัสจากภายนอกได้ จึงไม่สามารถยืนยันได้อย่างสมบูรณ์ว่าวงจรได้ถูกตัดการเชื่อมต่อแล้วจริงๆ สวิตช์แยกหรือรถเข็นขนาดเล็กของตู้แยกส่วนได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ามีช่องว่างการแยกที่ชัดเจนและมองเห็นได้ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานมองเห็นได้ทันทีว่าวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อทางกายภาพ จึงช่วยขจัดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการทำงานผิดพลาดของเบรกเกอร์วงจรหรือการตัดการเชื่อมต่อข้อผิดพลาดที่ไม่น่าเชื่อถือโดยสิ้นเชิง คุณลักษณะนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยในชีวิตของเจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานและบำรุงรักษา และยังเป็นไปตามข้อกำหนดบังคับของ "จุดตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้ต้องได้รับการยืนยันก่อนใช้งาน" ในกฎระเบียบความปลอดภัยทางไฟฟ้าของประเทศและภูมิภาคส่วนใหญ่ จากมุมมองนี้ ตู้แยกไม่เพียงแต่เป็นประเภทตู้สำรองที่สามารถละเว้นได้ แต่ยังเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ขาดไม่ได้ในการปรับปรุงความซ้ำซ้อนด้านความปลอดภัยและป้องกันอุบัติเหตุในการปฏิบัติงานในโครงการออกแบบสถานีย่อย

จะทราบได้อย่างไรว่าระบบจำหน่ายจำเป็นต้องติดตั้งตู้แยกในการปฏิบัติงานคัดเลือกหรือไม่? สำหรับโครงการจำหน่ายไฟฟ้าภายในอาคารขนาดเล็กและขนาดกลางส่วนใหญ่- หากมีจุดขาดการเชื่อมต่อที่ชัดเจนที่ด้านแหล่งจ่ายไฟด้านบน (เช่น สวิตช์แยกสายขาเข้าหรือตู้สวิตช์โหลด) และความจุของหม้อแปลงไม่มาก (เช่น ต่ำกว่า 1250kVA) บางครั้งอาจละเว้นตู้แยกแยกที่แยกต่างหากได้ อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์ต่อไปนี้ การกำหนดค่าตู้แยกเป็นสิ่งที่จำเป็นเกือบทั้งหมด ประการแรก ในระบบการกระจายหลาย- เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละส่วนของบัสบาร์และตัวป้อนสามารถบำรุงรักษาได้อย่างอิสระและปลอดภัย ตู้แยกจำเป็นต้องติดตั้งในแต่ละส่วนเพื่อให้มีอินเทอร์เฟซการแบ่งส่วนที่ชัดเจน ประการที่สอง ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีความน่าเชื่อถือสูงของแหล่งจ่ายไฟ เช่น ศูนย์ข้อมูล โรงพยาบาล และอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ เพื่อให้แน่ใจว่าการบำรุงรักษาอุปกรณ์ตัวเดียวจะไม่ส่งผลกระทบต่อแหล่งจ่ายไฟของส่วนบัสทั้งหมด ตู้แยกจำเป็นต้องติดตั้งที่ต้นน้ำของสาขาป้อนออกแต่ละสาขา เพื่อให้บรรลุการบำรุงรักษาไฟฟ้าดับแบบแบ่งส่วนและการจ่ายไฟตามปกติสำหรับวงจรอื่น ๆ ประการที่สาม เมื่อความจุของหม้อแปลงมีขนาดใหญ่ (เช่น 2000kVA หรือสูงกว่า) หรือเมื่อหลายวงจรทำงานขนานกันที่ด้านแรงดันไฟฟ้าสูง- เพื่อความปลอดภัยและการพิจารณาการทำงานที่ได้มาตรฐาน ควรกำหนดค่าตู้แยกขาเข้าอิสระสำหรับหม้อแปลงแต่ละตัวด้วย

จากมุมมองของมาตรฐานผลิตภัณฑ์และการรับรองการส่งออก ตู้แยก เช่นเดียวกับสวิตช์เกียร์แรงดันสูง-อื่นๆ เป็นไปตามมาตรฐานสากล IEC 62271-200 (สวิตช์เกียร์ปิดล้อมโลหะ AC และอุปกรณ์ควบคุม) รวมถึงมาตรฐานระดับชาติหรือระดับภูมิภาคที่เกี่ยวข้อง สำหรับประเภทตู้สวิตช์เกียร์แบบถอดได้หุ้มเกราะกระแสหลักที่แสดงโดย KYN28A-12 การออกแบบของตู้แยกส่วนนั้นเป็นไปตามมาตรฐานในประเทศและต่างประเทศอย่างสมบูรณ์ เช่น GB 3906 และ IEC 60298 หลังจากผ่านการทดสอบประเภทครบชุดและผ่านการตรวจสอบโรงงานอย่างเข้มงวดก่อนออกจากโรงงาน สินค้าจะถูกส่งไปยังลูกค้า ในการค้าส่งออก ตู้แยกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มสวิตช์เกียร์ทั้งหมด จะรวมอยู่ในรายงานการทดสอบ CB และเอกสารรับรองของกลุ่มสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงทั้งหมดพร้อมกับตู้ขาเข้าและขาออก เมื่อส่งออกไปยังตลาดอเมริกาเหนือ ชุดประกอบตู้จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐาน IEEE C37.20.2 สำหรับสวิตช์เกียร์หุ้มเกราะโลหะ และผ่านการตรวจสอบด้วยภาพและการตรวจสอบการทดสอบประเภทสำหรับแต่ละหน่วยในกระบวนการรับรอง UL เมื่อเผชิญกับตลาดสหภาพยุโรป ชุดสวิตช์เกียร์จะต้องติดเครื่องหมาย CE เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าต่ำและคำสั่งความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และจัดทำรายงานการทดสอบประเภทที่สอดคล้องกับมาตรฐาน EN 62271-200 ประสิทธิภาพการประสาน ระยะการแยก และความน่าเชื่อถือของการสลับสวิตช์กราวด์ของตู้แยกในสวิตช์เกียร์ทั้งหมดล้วนเป็นข้อกังวลหลักในการทบทวนการรับรอง

เมื่อลูกค้าของบริษัทของคุณกำลังวางแผนโซลูชันสวิตช์เกียร์สำหรับโครงการกระจายสินค้าใหม่หรือที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ หากพวกเขาสับสนว่าจำเป็นต้องกำหนดค่าตู้แยกส่วนหรือไม่ เจ้าหน้าที่การค้าต่างประเทศสามารถแนะนำพวกเขาให้คิดและตัดสินอย่างเป็นกลางโดยอิงจากคำถามต่อไปนี้: มีหม้อแปลงหรืออุปกรณ์ป้อนในระบบจำหน่ายที่ต้องมีการไฟฟ้าดับบ่อยครั้งเพื่อการบำรุงรักษาหรือไม่ ข้อบังคับด้านความปลอดภัยของแหล่งจ่ายไฟระบุไว้อย่างชัดเจนหรือไม่ในการตั้งค่าจุดตัดการเชื่อมต่อที่มองเห็นได้บริเวณต้นทางของจุดบำรุงรักษา ความจุและระดับแรงดันไฟฟ้ารวมของระบบเป็นไปตามมาตรฐานการแยกส่วนเพื่อความปลอดภัยหรือไม่ เมื่อตรงตามเงื่อนไขใดๆ เหล่านี้ ตู้แยกส่วนจะไม่ใช่ตัวเลือกเสริม แต่เป็นผลกำไรด้านความปลอดภัยที่แน่วแน่ เมื่อมองภายนอก ตู้แยกอาจดูเหมือนอุปกรณ์ 'ใช้งานไม่ได้' แต่ความซ้ำซ้อนด้านความปลอดภัยและความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานที่ฉีดเข้าไปในระบบจำหน่ายทั้งหมดไม่สามารถแทนที่ด้วยเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีฟังก์ชันป้องกันได้ หากเซอร์กิตเบรกเกอร์คือ "ประตู" ในระบบจำหน่าย ตู้แยกคือ "ล็อคนิรภัย" และ "ผนังแยก" ที่อยู่ด้านหลังประตูนี้ - ซึ่งมักไม่รู้จัก เมื่อบุคลากรเข้าไปในพื้นที่บำรุงรักษา มันจะสร้างแผงกั้นความปลอดภัยที่เชื่อถือได้มากที่สุดที่ปลายทั้งสองด้านของวงจร