Keskustelu alipistokabinetin sähköisestä suunnittelusta

Nykyiset alijännitteiset jakoluukut koostuvat pääasiassa kahdesta osasta: paneelista ja kotelosta. Luukun paneelin asennuksessa on noudatettava periaatetta "siisti, kaunis, turvallinen ja ylläpidettävä". Luukkeja voidaan luokitella materiaalin (esim. puu, teräs) ja asennustavan (esim. pinnasijoitus, upotus) mukaan. Kiinan sähköalan jatkuvassa kehityksessä vaatimukset alijännitteisten jakoluukkujen automaatioasteelle ja luotettavuudelle kasvavat jatkuvasti.

1 Nykyisen alijännitteisen jakoluukun suunnittelun ja toiminnon lyhyt kuvaus

Nykyinen alijännitteinen jakoluukku on tärkeä linkki sähköverkon ja loppukäyttäjien välillä. Sen toiminnallinen joustavuus ja luotettavuus ovat olennaisia sähköntarjonnan laadun parantamiseksi. Nämä luukut parantavat tehokkaasti verkon sähköntarjonnan joustavuutta ja vähentävät virheen aiheuttamaa keskeytyksen aikaa. Perinteisiin luukkeihin verrattuna nykyiset luukut sisältävät yhä korkeamman automaatio- ja tietojenkäsittelyasteen. Niiden ominaisuuksiin kuuluu yleensä kyky jakaa syöttölatauseffektiivisesti, suorittaa kohdennettua reaktiivivoiman kompensaatiota, toteuttaa sähköjärjestelmän toiminta-olosuhteiden reaaliaikaisen valvonnan sekä tarjota kattavia suojausominaisuuksia muun muassa. Nämä etumatkaparantavat huomattavasti jakoverkon luotettavuutta ja sähkölaatua, optimoimalla parametreja kuten jännite ja voimakerroin verkon toiminnassa. Lisäksi edistyneellä ohjausjärjestelmän suunnittelulla ne suojautuvat tehokkaasti epätyypillisiltä olosuhteilta, kuten ylijännitteeltä, ylisähkövirraltä ja harmonioilta, samalla kun niillä on erinomainen dynaaminen vastauskyky.

2 Erityissuunnittelun tärkeiden näkökohtien analyysi

2.1 Alijännitteisten jakoluukkujen piirisuunnittelu

Nykyisten alijännitteisten jakoluukkujen piirisuunnittelu sisältää sähköpiirikaavion suunnittelun ja johtojen valinnan. Tämän näkökulman harkintaperiaatteet ovat seuraavat:

• Sähköpiirikaavion suunnittelu: Sähköpiirikaavio on yksi alijännitteisen jakoluukun suunnittelun perustavanlaatuisimmista osista. Suunnitteluprosessissa suunnittelijoiden tulisi ottaa huomioon koko ladannolliset ominaisuudet, suuruus ja syöttöpiirien ominaisuudet. Esimerkiksi jokaisen piirin johtojen poikkileikka-ala, tyyppi, materiaali ja suojalaitteiden suorituskyky pitäisi määrittää tekijöiden, kuten latausarvo ja lyhytsulkuvirta, perusteella. Lisäksi, koska kaikki luukussa olevat lataukset eivät todennäköisesti toimi samanaikaisesti nimellistä tehoa, luukun maksimiteho vaatimuksen tulisi määritellä käyttämällä parametreja, kuten vaatimustekijä, joka on yhdenmukainen todellisten ladannollisten ominaisuuksien kanssa.

• Johtojen valinta:  Käytännön sovellusvaatimusten ja materiaalien ominaisuuksien perusteella nykyisten alijännitteisten jakoluukkujen pääjohtimet ovat pääasiassa kuparia tai aluminiumpohjaisia. Johtojen valinnassa suunnittelijoiden tulisi ottaa täysin huomioon ihmevaikutuksen ja läheisyysvaikutuksen (erityisesti vaihtosähkösyöttöä varten) vaikutus johtojen virtaytimeen.  Samalla on kiinnitettävä huomiota luukun piirien lämmön siirtymiseen ja vedettyjen johtojen asetteluun. Lisäksi piirien ja suojalaitteiden välinen yhteistyö on painotettava suunnittelussa, ottaen huomioon mahdolliset häiriöt eri osien välillä.

2.2 Alijännitteisten jakoluukkujen rakennusuunnittelu

Maaseutuverkon alijännitteisen jakoluukun esimerkkinä kotelon lämmönsiirron suorituskykyä on täysin otettava huomioon rakennusuunnitteluprosessissa. Toiminnassa ulkopuoliset tekijät, kuten päivävalo, kesän korkeat lämpötilat ja lisääntyvä sähkölataus, voivat helposti johtaa liian korkeisiin sisätemperatuureihin, mikä voi vaikuttaa sisaosien normaaliin toimintaan. Rakennusuunnittelun harkintaperiaatteita ovat:

• Lämmönsiirron parantaminen rakennusuunnittelulla: Toisaalta, taatakseen kotelon IP-luokituksen, ilmanvaihtoa voidaan parantaa lisäämällä ilma-avauksia. Toisaalta, toimenpiteitä, kuten ruudukoiden tai esteiden asentaminen, voidaan lisätä estämään sade, roskat jne. pääsemästä luukkuun.

• Komponenttien valinta korkeammilla arvoilla: Koska sisaosien toiminta on merkittävästi vaikutettu lämpötilaan, komponenttien valinta arvoilla, jotka ylittävät todelliset toimintaparametrit, voi lievittää korkean sisälämpötilan nousun haitallisia vaikutuksia.

• Varmistaminen komponenttien järkevän asettelun: Ottaen huomioon eri komponenttien toimintaparametrit ja ominaisuudet luukussa, komponentit, jotka tuottavat paljon lämpöä tai joilla on korkea jäätyminen, tulisi priorisoida asettelussa.

Kun sisäkomponenttien sijoitus on määritelty, voidaan aloittaa johtokaavion suunnittelu. Tässä kaaviossa jokainen piiri on jaettu sen sähkölähteen mukaan. Jokaisen piirin komponentit on järjestetty vasemmalta oikealle todellisen yhteyden mukaan, kun taas rivit on järjestetty ylhäältä alas toiminnan järjestyksen mukaan. Lisäksi jokaiselle piirille tulisi antaa sopiva tekstimerkintä kaaviossa. Alijännitteisten jakoluukkujen sähkösuunnittelun ja asennuksen perusvaatimukset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1 Alijännitteisten jakoluukkujen sähkösuunnittelun ja asennuksen perusvaatimukset

2.3 Jakoluukkujen komponenttivalinta

Alijännitteisten jakoluukkujen komponentit yleensä sisältävät erilaisia osia, kuten sähköparametrien näyttölaite, toissijainen mittauslaitteet ja kytkentälaitteet. Käytännön luukun alijännitteisen katkaisimen esimerkkinä: pintasijoitetut luukut yleensä sijoittuvat paremmin lämmönsiirtoon, kun taas upotettu luukku, rajoitetun ilmanvaihdon vuoksi, ei ole yhtä hyvä lämmönsiirtoon. Upotetuissa asennuksissa sisäinen lämpötila voi nousta huomattavasti katkaisimen vaikutuksen vuoksi. Siksi katkaisimen toimintalämpötila upotetussa luukussa on yleensä korkeampi kuin ympäristölämpötila. Siksi tämän tyyppisen alijännitteisen luukun suunnittelussa suunnittelijoiden tulisi viitata valmistajan antamiin tiedot katkaisimen lämpötilan nousuun ja virtaan, ottamalla täysin huomioon ympäristölämpötilan ja kotelun asennustavan vaikutus katkaisimen toimintavirtaan, ja tehdä sopivia korjauksia sen nominaaliseen virtaarvoon.

Lisäksi, kun näyttö- ja ohjauskomponentit asennetaan luukun ulkopuolelle, periaatteita, kuten "järjestetty asettelu, luotettavuus, turvallisuus ja helppo käyttö", tulisi noudattaa. Samalla on varmistettava tiiviit yhteydet ja puhdas kaikki pääjohtimet ja yhteydessä olevat pistet. Luukun sisäisen toissijaisen johtamisen suunnittelussa ja asennuksessa komponenttien ja johtojen asianmukainen tunnistaminen on elintärkeää. Standardisoitu ja siisti asennus pitäisi tehdä sisäkomponenttien ja johtojen toiminto, reitti ja hierarkia selkeäksi yhdellä silmäyksellä, helpottaen myöhempiä operaatiota ja säännöllistä huoltoa alijännitteisestä jakoluukusta.

3 Yhteenveto

Kun nykyisten alijännitteisten jakoluukkujen automaatioaste jatkaa kasvua, niiden toiminnot ja rakenteet tulevat yhä monimutkaisemmiksi. Siksi todellisessa suunnitteluprosessissa on kiinnitettävä huomiota kaikkiin vaiheisiin, kuten latausanalyysiin, komponenttivalintaan ja suojatoimenpiteiden muodostamiseen. On olennaista ymmärtää perusteellisesti yleisiä ongelmia ja niiden syitä alijännitteisissä jakoluukissa, jotta sähkösuunnittelun taso voidaan tehokkaasti parantaa.