TH
A บัสเวย์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ ระบบเป็นเกณฑ์มาตรฐานทางวิศวกรรมสำหรับการจ่ายพลังงานขนาดใหญ่ โดยแทนที่การเดินสายเคเบิลและท่อร้อยสายด้วยตัวนำแบบปิดที่ออกแบบโดยโรงงานซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ต่ำกว่า 600V ไปจนเกิน 230kV เมื่อเปรียบเทียบกับการเดินสายไฟแบบเดิม ระบบบัสเวย์มีกำหนดการติดตั้งที่สั้นกว่า แรงดันตกคร่อมต่ำกว่า และความยืดหยุ่นในการขยายที่เหนือกว่า บทความนี้นำเสนอกรอบการตัดสินใจที่สมบูรณ์: เทคโนโลยีฉนวน การเลือกใช้วัสดุ ประสิทธิภาพของโครงสร้าง และโซลูชันเฉพาะการใช้งาน
คำจำกัดความของระบบและการจำแนกแรงดันไฟฟ้า
NEMA กำหนดบัสเวย์เป็นระบบจำหน่ายไฟฟ้าสำเร็จรูปซึ่งประกอบด้วยบัสบาร์ในตู้ป้องกัน รวมถึงความยาวตรง ข้อต่อ อุปกรณ์ และอุปกรณ์เสริม ระบบบัสบาร์ไฟฟ้าส่งพลังงานจากหม้อแปลงไปยังสวิตช์เกียร์ แผงแผง และอุปกรณ์ดาวน์สตรีม โดยให้การไหลของพลังงานแบบโมดูลาร์ที่มีโครงสร้างเป็นทางเลือกแทนตัวนำไฟฟ้าแบบดึงแยกกัน
มาตรฐาน ANSI แบ่งแรงดันไฟฟ้าออกเป็นสามระดับหลัก: แรงดันไฟฟ้าต่ำ (สูงถึง 600V), แรงดันไฟฟ้าปานกลาง (600V ถึง 69kV) และแรงดันไฟฟ้าสูง (69kV ถึง 230kV) โดยมีการกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษและสูงพิเศษแยกกัน การจำแนกประเภทนี้ขับเคลื่อนการตัดสินใจด้านดาวน์สตรีมทุกครั้ง — ข้อกำหนดเกี่ยวกับวัสดุฉนวน หน้าตัดของตัวนำ พิกัดของกรอบหุ้ม และข้อกำหนดระยะห่างตามผิวฉนวน
เทคโนโลยีฉนวนสามแกน
ความน่าเชื่อถือในระยะยาวของบัสบาร์แบบท่อหุ้มฉนวนทั้งหมดนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกวัสดุฉนวนโดยตรง แต่ละเทคโนโลยีนำเสนอความสมดุลที่แตกต่างกันของความเป็นฉนวน ระดับความร้อน ความต้านทานต่อสารเคมี และอายุการใช้งาน และการเลือกใช้ที่ไม่ถูกต้องในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงนั้นยากและมีราคาแพงในการแก้ไขหลังการติดตั้ง
โพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีนให้ความเฉื่อยทางเคมีเกือบสากลและมีความเป็นฉนวนที่โดดเด่น ผู้ผลิตบัสบาร์แบบท่อ PTFE แบบกำหนดเองจะออกแบบระบบเหล่านี้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และโรงงานผลิตยา ซึ่งไม่สามารถลดความสมบูรณ์ของฉนวนในระยะยาวได้ ซัพพลายเออร์บัสบาร์ท่อหุ้มฉนวน PTFE มักเสนอการกำหนดค่าความหนาและความยาวผนังแบบกำหนดเอง
ตัวนำถูกห่อหุ้มอย่างสมบูรณ์ด้วยอีพอกซีเรซิน ทำให้เกิดตัวฉนวนที่เป็นของแข็งซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลและต้านทานความชื้นที่เหนือกว่า ซัพพลายเออร์บัสบาร์แบบหล่ออีพอกซีเรซินมีระดับอุณหภูมิตั้งแต่ B (130°C) ถึง F (155°C) ทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการใช้งานสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางและการใช้งานสถานีย่อยกลางแจ้ง
ผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตบัสบาร์หุ้มฉนวนยางซิลิโคน EPDM ใช้ประโยชน์จากช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง (-60°C ถึง 200°C) และความต้านทานต่อรังสี UV สำหรับการใช้งานกลางแจ้งที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง ระบบบัสบาร์ท่อยางซิลิโคน EPDM แรงดันสูงได้รับการตรวจสอบอายุการใช้งานที่เชื่อถือได้นานกว่า 25 ปีในสถานีไฟฟ้าย่อย 220kV และโรงงานอุตสาหกรรมชายฝั่ง
Tubular Busbars กับ Flat Bar: ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่วัดได้
ระบบบัสบาร์แบบท่อมีประสิทธิภาพเหนือกว่าบัสบาร์สี่เหลี่ยมแบนในมิติที่วัดได้สามมิติ รูปทรงของท่อกลวงใช้ประโยชน์จากผลกระทบของผิวหนัง โดยมุ่งความสนใจไปที่กระแส AC ไปตามพื้นผิวด้านนอก และลดความต้านทานที่มีประสิทธิภาพ การไหลเวียนของอากาศภายในให้ความเย็นแบบพาสซีฟ ส่งผลให้อุณหภูมิในการทำงานลดลงที่ความหนาแน่นกระแสที่เท่ากัน หน้าตัดแบบวงกลมให้ความต้านทานเชิงกลแบบไอโซโทรปิกต่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างเหตุการณ์ไฟฟ้าลัดวงจร
บัสบาร์อะลูมิเนียมได้กลายเป็นวัสดุตัวนำที่โดดเด่นสำหรับระบบท่อไฟฟ้าแรงปานกลางและแรงสูง ด้วยความหนาแน่นประมาณหนึ่งในสามของทองแดง และ 61% ของค่าการนำไฟฟ้า IACS ของทองแดง อลูมิเนียมจึงมีความทึบแสงเท่ากันที่หน้าตัดที่ใหญ่ขึ้น ในขณะที่ลดน้ำหนักโดยรวมของระบบลงมากกว่า 40% เทคโนโลยีผู้ผลิตบัสบาร์แมกนีเซียม-อะลูมิเนียมอัลลอยด์แรงดันสูงพิเศษขยายข้อได้เปรียบนี้ถึง 220kV ขึ้นไป โดยที่ผลิตภัณฑ์ของซัพพลายเออร์บัสบาร์แมกนีเซียม-อะลูมิเนียมอัลลอยด์นำเสนอการปรับปรุงด้านความแข็งแกร่งต่อน้ำหนักที่สำคัญสำหรับการกำหนดค่าช่วงยาว
บัสเวย์ขนาดกะทัดรัดความหนาแน่นสูง: โครงสร้างแซนด์วิชทำงานอย่างไร
บัสเวย์ขนาดกะทัดรัดความหนาแน่นสูงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟฟ้าสูง ลักษณะเด่นของมันคือโครงสร้างแบบแซนวิช: ตัวนำที่ห่อด้วยฟิล์มโพลีเอสเตอร์คลาส B ที่เคลือบด้วยวัสดุฉนวนอีพอกซีหรือโพลีโพรพีลีนจะถูกซ้อนกันภายในตัวเครื่องโลหะโดยไม่มีช่องว่างอากาศระหว่างชั้น ซึ่งแตกต่างโดยพื้นฐานจากบัสเวย์หุ้มฉนวนอากาศที่ตัวนำถูกแยกออกจากกันด้วยช่องว่างเปิดโล่ง
ในภาพคือยูนิตระบบบัสเวย์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำที่เสร็จแล้ว ซึ่งมีอะลูมิเนียมอัลลอยด์หรือตัวนำทองแดงหุ้มด้วยฉนวนหลายชั้น และอยู่ภายในกล่องโลหะที่มีความแข็งแรงสูง ระบบนี้มอบความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าที่โดดเด่นและประสิทธิภาพในการทนต่อการลัดวงจร เหมาะสำหรับเครื่องป้อนหลักของโรงงานอุตสาหกรรม การกระจายตัวยกแนวตั้งในอาคารสูง และการใช้งานแกนหลักกระแสสูงในศูนย์ข้อมูล โครงสร้างตัวเครื่อง — ผลิตจากเหล็กหนาหรือโลหะผสมอลูมิเนียม — ได้รับการป้องกันสูงถึง IP54 และระบบรองรับการกำหนดค่าการเข้าถึงสาขาทั้งแบบปลั๊กอินและแบบสลักบนในระดับกระแสไฟตั้งแต่ 400A ถึง 6300A
ระบบบัสเวย์ขนาดกะทัดรัดความหนาแน่นสูงผลิตจาก 400A และปรับขนาดได้ถึง 6300A ซึ่งทำหน้าที่เป็นมาตรฐานทางวิศวกรรมสำหรับตัวป้อนหลักของโรงงาน ตัวยกแนวตั้งแนวสูง และการกระจายพลังงานแกนหลักของศูนย์ข้อมูล
Busway กับสายเคเบิลและท่อร้อยสาย: ข้อมูลทางวิศวกรรม
| มิติการประเมินผล | ระบบบัสเวย์ | เคเบิลและท่อร้อยสาย |
|---|---|---|
| ความเร็วในการติดตั้ง | ส่วนสลักเกลียวแบบแยกส่วน กำหนดการที่สั้นลง | ดึงสายไฟผ่านท่อร้อยสาย ใช้แรงงานเข้มข้นมากขึ้น |
| แรงดันไฟฟ้าของระบบลดลง | ต่ำกว่า (ตัวนำแข็ง, ความต้านทานลดลง) | สูงer than equivalent busway run |
| ความต้องการพื้นที่ | หน้าตัดขนาดกะทัดรัด ปริมาณถาดขั้นต่ำ | สายเคเบิลแบบขนานหลายเส้นใช้ปริมาณที่มากขึ้น |
| ความยืดหยุ่นในการขยายตัว | หน่วยปลั๊กอินเพิ่มแบบสดโดยไม่ต้องปิดเครื่อง | จำเป็นต้องดึงสายเคเบิลอีกครั้ง จำเป็นต้องหยุดทำงาน |
| ต้นทุนวัสดุเริ่มต้น | สูงer upfront | ต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่า |
| ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน | โดยรวมลดลง (ลดการสูญเสียและการบำรุงรักษา) | สูงer long-term operating expense |
ส่วนรองรับบัสบาร์และฉนวนโพสต์: รากฐานโครงสร้าง
ระบบรองรับบัสบาร์เสริมและฉนวนหลังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของบัสเวย์ในระยะยาว ภายใต้สภาวะกระแสสูงและไฟฟ้าลัดวงจร แรงแม่เหล็กไฟฟ้าบนตัวนำบัสสามารถเข้าถึงโหลดการทำงานปกติได้หลายสิบเท่า บัสบาร์หุ้มฉนวนที่สนับสนุนผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตจะต้องรักษาโหลดแบบไดนามิกเหล่านี้โดยไม่มีการแตกร้าวเมื่อยล้าหรือคลายการเชื่อมต่อซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของการสัมผัสเมื่อเวลาผ่านไป
ผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตฉนวนโพสต์ไฟฟ้าแรงสูงจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดระยะห่างตามผิวฉนวนที่เหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้าของระบบ: โดยทั่วไประบบแรงดันไฟฟ้าต่ำจะต้องมีค่าขั้นต่ำ 25 มม./กิโลโวลต์ ในขณะที่ข้อกำหนดของผู้ผลิตฉนวนโพสต์ไฟฟ้าแรงสูงเป็นไปตาม IEC 60305 และมาตรฐานระดับชาติที่เทียบเท่าในระดับระดับมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การเสริมเหล็กเส้นอลูมิเนียม ผลิตโดยซัพพลายเออร์เส้นอลูมิเนียมเสริมแรงตามข้อกำหนดแรงดึงแบบกำหนดเอง เสริมความแข็งแกร่งให้กับช่วงบัสบาร์เหนือศีรษะและการกำหนดค่าทางอากาศในระยะไกล ซึ่งต้องควบคุมการหย่อนของตัวนำและการสั่นสะเทือนที่เกิดจากลมภายในขีดจำกัดที่กำหนด
สถานการณ์การใช้งานและโซลูชั่นระบบบัสเวย์
บัสเวย์ขนาดกะทัดรัดแบบปลั๊กอินพิกัด 800A ถึง 4000A รองรับการเพิ่มหรือย้ายยูนิตสาขาแบบเรียลไทม์ รางบัสเวย์ให้การเข้าถึงการต่อออกอย่างต่อเนื่องตลอดการวิ่ง รองรับการเปลี่ยนแปลงเค้าโครงของชั้นวางบ่อยครั้งโดยไม่มีการหยุดทำงานตามแผน
ระบบบัสบาร์กระแสสูงตั้งแต่ 630A ถึง 6300A ทำหน้าที่เป็นตัวป้อนหลัก กล่องปลั๊กแบบเสียบปลั๊กจะจ่ายเครื่องมือกลโดยตรงจากเส้นทางเดินรถ ช่วยลดการเดินสายไฟสำรอง และลดต้นทุนการกำหนดค่าโรงงานใหม่ได้อย่างมาก
ระบบบัสบาร์ไฟฟ้าแรงดันต่ำในตัวยกแนวตั้งจะกระจายเอาต์พุตของหม้อแปลงทีละชั้น ซึ่งประหยัดพื้นที่เพลาประมาณ 30% เมื่อเทียบกับสายเคเบิลตัวยกทั่วไป ในขณะเดียวกันก็ทำให้สามารถขยายความจุต่อชั้นได้
การกำหนดค่าบัสเวย์แบบแยกเฟสและเฟสแยกในระดับการสร้างและการส่งผ่านใช้บัสบาร์ท่อยางซิลิโคน EPDM แรงดันสูงและระบบบัสบาร์โลหะผสมแมกนีเซียมอลูมิเนียมแรงดันสูงพิเศษที่สอดคล้องกับ IEC 62271 และ GB/T 5585
โซลูชัน Busbar แบบกำหนดเอง: พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญ
การระบุระบบบัสเวย์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำจำเป็นต้องกำหนดพารามิเตอร์ต่อไปนี้ในขั้นตอนการออกแบบ พารามิเตอร์แต่ละตัวขับเคลื่อนการตัดสินใจทางวิศวกรรมดาวน์สตรีมที่ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงในการเปลี่ยนแปลงหลังจากการติดตั้งเริ่มต้นขึ้น
เมื่อทำการจัดหา ให้จัดลำดับความสำคัญของผู้ผลิตบัสบาร์แรงดันปานกลางและต่ำและผู้ผลิตบัสบาร์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่จัดทำเอกสารการทดสอบประเภทที่สมบูรณ์ตามมาตรฐาน IEC, UL 857 หรือมาตรฐาน GB/T ที่เกี่ยวข้อง พร้อมด้วยบันทึกการทดสอบการยอมรับของโรงงานที่ตรวจสอบย้อนกลับไปยังระบบการจัดการคุณภาพที่ได้รับการรับรอง
