Diskussion om elektrisk design af lavspændingsfordelingskabinetter

Moderne lavspændings fordelingskabinetter består hovedsageligt af to dele: panelet og kabinetet. Under installationen af kabinetpanelet bør principperne om "ordning, æstetik, sikkerhed og let vedligeholdelse" overholdes. Kabinetter kan blive klassificeret baseret på materiale (f.eks. træ, stål) og installationsmetode (f.eks. overflade-monteret, indbygget). Med den kontinuerlige udvikling af Kinas energisektor stiger kravene til automatiseringsniveauet og pålideligheden af lavspændings fordelingskabinetter konstant.

1 Kort beskrivelse af moderne lavspændings fordelingskabinetdesign og -funktion

Det moderne lavspændings fordelingskabinet er et vigtigt led, der forbinder strømnettet med slutbrugere. Dets driftsflexibilitet og pålidelighed er afgørende for at forbedre strømforsyningens kvalitet. Disse kabinetter forbedrer effektivt strømnettets fleksibilitet i strømforsyningen og reducerer tidsforbruget ved fejlafbrydelser. I modsætning til traditionelle kabinetter har de moderne en stadig højere grad af automatisering og informatisering. Deres karakteristika inkluderer generelt evnen til at effektivt partitionere forsyningsbelastning, udføre målrettet reaktiv effektkompensation, foretage realtidsmonitoring af strømsystemets driftsparametre, og yde omfattende beskyttelsesfunktioner, blandt andet. Disse fordele forbedrer betydeligt strømforsyningsnetværkets pålidelighed og strømkvalitet, optimerer parametre som spænding og effektfaktor under nettets drift. Desuden beskytter de effektivt mod ualmindelige forhold som overspænding, overstrøm og harmonier gennem avanceret kontrolsystemdesign, og de har også fremragende dynamiske responskapaciteter.

2 Analyse af specifikke designnøglepunkter

2.1 Kredsløbsdesign af lavspændings fordelingskabinetter

Kredsløbsdesignet for moderne lavspændings fordelingskabinetter inkluderer design af elektriske skematikker og valg af ledere. Overvejelser for dette aspekt er følgende:

• Design af elektriske skematikker: Elektrisk skematik er en af de mest grundlæggende aspekter af lavspændings fordelingskabinettets design. Under designprocessen bør designere komplet overveje belastningskarakteristikker, størrelse og forsyningskredsløbs egenskaber. For eksempel bør tværsnitsareal, type, materiale af ledere for hvert kredsløb, samt beskyttelsesenhedernes ydeevne fastsættes baseret på faktorer som belastningsrating og kortslutningsstrøm. Desuden er det usandsynligt, at alle belastninger i kabinetten vil køre på nominel effekt samtidigt, så den maksimale effektbehov for kabinetten bør fastsættes ved hjælp af parametre som behovsfaktor, i overensstemmelse med den faktiske belastningskarakter.

• Valg af leder:  Baseret på praktiske anvendelseskrav og materialeegenskaber, er busbarer i moderne lavspændings fordelingskabinetter primært lavet af kobber eller aluminium. Under valg af leder skal designere fuldt ud tage højde for effekten af skinsvirkning og nærhedsvirkning (specifikt for AC-strømforsyning) på ledernes strømførende kapacitet.  Samtidig bør opmærksomhed rettes mod varmeafgivelse og kablingslayout for kabinetts kredsløb. Desuden bør koordinering mellem kredsløb og beskyttelsesenhet understreges under design, og potentielle støjforstyrrelser mellem forskellige dele bør nøje overvejes.

2.2 Strukturdesign af lavspændings fordelingskabinetter

Med et lavspændings fordelingskabinet til landdistriktsnet som eksempel, skal omslutningens varmeafgiftsevne fuldt ud tages i betragtning under strukturdesignprocessen. Under drift kan faktorer som eksternt sollys, høje sommer temperaturer og øgede elektriske belastninger let føre til for høje interne temperaturer, hvilket potentielt kan påvirke de interne komponenters normale drift. Overvejelser for strukturdesignet inkluderer:

• Forbedring af varmeafgift gennem strukturdesign: På den ene side kan ventilation forbedres ved at øge ind- og udtrækåbninger, mens indtrængningsbeskyttelsen (IP) overholdes. På den anden side kan foranstaltninger som installation af gitter eller skjær tilføjes for at forhindre regn, affald osv. fra at komme ind i kabinetten.

• Valg af komponenter med højere ratings: Da den interne elektriske komponenters drift er betydeligt påvirket af temperatur, kan valg af komponenter med ratings, der overstiger de faktiske driftsparametre, mildne de negative effekter af høj intern temperaturstigning.

• Sikring af rationel layout af interne komponenter: Med hensyn til de forskellige driftsparametre og egenskaber af komponenterne i kabinetten, bør komponenter, der producerer betydelig varme eller har høje kølebehov, prioriteres i layoutet.

Når placeringen af de interne komponenter er fastsat, kan designet af kablingsdiagrammet begynde. I dette diagram deles hvert kredsløb ifølge dets strømforsyning. Komponenter i hvert kredsløb er arrangeret fra venstre til højre ifølge den faktiske forbindelsesrækkefølge, mens rækker er arrangeret fra top til bund baseret på driftsrækkefølgen. Desuden bør passende tekstetiketter gives til hvert kredsløb i diagrammet. De grundlæggende krav til elektrisk design og installation af lavspændings fordelingskabinetter vises i tabel 1.

Tabel 1 Grundlæggende krav til elektrisk design og installation af lavspændings fordelingskabinetter

2.3 Valg af komponenter til fordelingskabinetter

Komponenter til lavspændings fordelingskabinetter omfatter generelt forskellige dele som elektriske parameterdisplayinstrumenter, sekundære måleenheder og skiftende enheder. Med lavspændings circuit breaker i et praktisk kabinet som eksempel: overflade-monterede kabinetter har generelt bedre varmeafgift, mens indbyggede kabinetter, pga. begrænset luftcirkulation, er mindre gunstige for varmeafgift. I indbyggede installationer kan den interne temperatur stige betydeligt på grund af circuit breakers påvirkning. Derfor er circuit breakerens driftstemperatur indeni et indbygget kabinet typisk højere end omgivende temperatur. Således, når dette type lavspændingskabinet designes, bør designere referere til producentleverede data om circuit breakerens temperaturstigning og strøm, fuldt ud tage højde for omgivende temperatur og omslutningsinstallationsmetodes påvirkning på circuit breakerens driftsstrøm, og foretage passende korrektioner af dens nominelle strømværdi.

Desuden, når display- og styringselementer installeres på kabinetets yderside, bør principper som "ordenlig opstilling, pålidelighed, sikkerhed og nem operativhed" følges. Samtidig skal stramme forbindelser og renhed ved alle busbarforbindelser og forbindelsespunkter sikres. For design og installation af sekundær kablingsindeni kabinet, er korrekt identifikation af komponenter og ledere afgørende. Standardiseret og ordentlig installation skal gøre funktion, rute og hierarki af interne komponenter og ledere klart synlige, hvilket gør det lettere at operere og udføre rutinemæssigt vedligehold af lavspændings fordelingskabinet.

3 Konklusion

Da automatiseringsniveauet af moderne lavspændings fordelingskabinetter fortsat stiger, bliver deres funktioner og strukturer stadig mere komplekse. Derfor, i den faktiske designproces, bør opmærksomhed rettes mod alle faser, herunder belastningsanalyse, komponentvalg og formulering af beskyttelsesforanstaltninger. Det er afgørende at forstå almindelige problemer og deres årsager i lavspændings fordelingskabinetter for effektivt at forbedre elektrisk designsniveauet.