北美很多数据中心急需38kV开关柜,不论是空气绝缘还是气体绝缘开关柜,要求一两个月生产几十台上百台,气体绝缘开关柜国内有些厂家有北美认证,而空气绝缘开关柜,则没有任何一家有北美认证,采用具有UL认证的断路器、互感器等采购周期至少半年,无法满足要求。
典型一次方案如图所示,主母线输入,断路器两侧有电流互感器,架空出线有避雷器,还有抽出式电压互感器(配高压熔断器)手车。
这一方案是北美38kV铠装开关柜的典型配置,由于开关柜尺寸不宜过大,特别是高度,因此两台开关柜布置,即一台断路器开关柜和一台电压互感器柜。
实际上北美典型方案一般一台开关柜,特别是小型化真空断路器。电流互感器安装在断路器一次触头盒上,在断路器隔室可以拆卸,每一相上下触头盒各套两只低压穿心式电流互感器,一共可以安装4只互感器,满足工程要求。
北美小型化开关柜的尺寸如下,宽度42英寸1066mm,深度110英寸2800mm,高度102英寸2600mm,因此如果高度要求更小,则需要两台开关柜布置。
数据中心用户开关设备紧缺的情况下,客户可以接受IEC标准开关柜应用,因此很多厂家都进行了相关设计方案,特别是断路器两侧安装电流互感器的方案。
对于采用KYN61的设计方案,加深、加高柜体,母线室安装环氧支柱式电流互感器。
KYN58开关柜早期设计就留有母线侧电流互感器设计,环氧支柱式电流互感器安装在触头盒上部,分支母线连接到管型主母线。这两种方案都会明显增加尺寸,体积庞大。
当然,采用集成电流互感器的触头盒则无需增加开关柜尺寸,采用内外均压屏蔽,保证电流互感器一体化浇铸集成后满足绝缘性能要求。
母线侧电流互感器一般用于差动保护,如果不是必须,可以考虑只在电缆侧安装一只环氧支柱式电流互感器,可以满足4个二次绕组的要求。
如果尺寸允许,断路器、电压互感器采用一台开关柜是比较好的选择。为实现电压互感器熔断器更换方便,采用刀闸式熔断器开关,断开旋转出后接地,更换熔断器,然后可以推进连接,投入运行。
还建议采用带熔断器的电压互感器,撞针方式直接连接,不仅尺寸紧凑,绝缘性能更加可靠,抽出式结构,满足一次系统图要求。
采用IEC 62271-200标准开关柜需要和客户书面确认,毕竟不同于IEEE C37.20.2标准,还有北美通用开关柜的结构形式、运维习惯,需要当地AHJ批准。另外产品的售后服务也需要考虑,备品备件要充足,必须英文标识,符合相应的IEC标准,以便可以采购到及时更换。