Discusión sobre o deseño eléctrico de armarios de distribución de baixa tensión

Os armarios de distribución de baixa tensión modernos constan principalmente de dúas partes: o panel e a carcasa. Durante a instalación do panel do armario, debe seguirse o principio de "ordeado, estético, seguro e fácil de manter". Os armarios poden clasificarse segundo o material (por exemplo, madeira, acero) e o método de instalación (por exemplo, superficie, empotrado). Con o desenvolvemento continuo da industria eléctrica en China, os requisitos para o nivel de automatización e a fiabilidade dos armarios de distribución de baixa tensión están aumentando constantemente.

1 Breve descrición do deseño e función dos armarios de distribución de baixa tensión modernos

O armario de distribución de baixa tensión moderno é un elo crítico que conecta a rede eléctrica coos usuarios finais. A súa flexibilidade operativa e fiabilidade son esenciais para mellorar a calidade do suministro eléctrico. Estes armarios aumentan eficazmente a flexibilidade do suministro de enerxía da rede e reducen os tempos de interrupción por fallos. A diferenza dos armarios tradicionais, os modernos presentan niveis cada vez máis altos de automatización e informatización. As súas características xeralmente inclúen a capacidade de particionar eficazmente a carga de alimentación, realizar compensación reactiva orientada, monitorizar en tempo real os parámetros de funcionamento do sistema eléctrico e ofrecer funcións de protección completas, entre outras. Estas ventaxes melloran significativamente a fiabilidade e a calidade do suministro eléctrico da rede de distribución, optimizando parámetros como a tensión e o factor de potencia durante a operación da rede. Ademais, a través do deseño de sistemas de control avanzados, protexen eficazmente contra condicións anómalas como sobretensión, sobrecorrente e harmónicos, mentres posúen excelentes capacidades de resposta dinámica.

2 Análise dos puntos clave específicos do deseño

2.1 Deseño de circuitos de armarios de distribución de baixa tensión

O deseño de circuitos para armarios de distribución de baixa tensión modernos inclúe o deseño de diagramas esquemáticos eléctricos e a selección de conductores. As consideracións neste aspecto son as seguintes:

• Deseño de diagramas esquemáticos eléctricos: O diagrama esquemático eléctrico é un dos aspectos máis fundamentais no deseño de armarios de distribución de baixa tensión. Durante o proceso de deseño, os deseñadores deben considerar comprehensivamente as características da carga, a magnitude e as características das liñas de alimentación. Por exemplo, a sección transversal, tipo, material dos conductores para cada circuito e o rendemento dos dispositivos protectores deben determinarse en función de factores como a potencia nominal e a corrente de cortocircuito. Ademais, xa que non é probable que todas as cargas dentro do armario funcionen simultaneamente a potencia nominal, a demanda máxima de potencia do armario debe determinarse usando parámetros como o factor de demanda, alineado con as características reais da carga.

• Selección de conductores:  Basándose nos requisitos de aplicación práctica e nas propiedades do material, as barras de bus en armarios de distribución de baixa tensión modernos están principalmente feitas de cobre ou aluminio. Durante a selección de conductores, os deseñadores deben ter en conta plenamente a influencia do efecto de superficie e o efecto de proximidade (específico para a alimentación AC) na capacidade de conducción de corrente dos conductores.  Ao mesmo tempo, debe prestar atención á dissipación de calor e ao deseño de cableado dos circuitos do armario. Ademais, debe enfatizarse a coordinación entre os circuitos e os dispositivos protectores durante o deseño, considerando cuidadosamente a posible interferencia entre diferentes partes.

2.2 Deseño estrutural de armarios de distribución de baixa tensión

Tomando como exemplo un armario de distribución de baixa tensión para redes rurais, o rendemento de dissipación de calor da carcasa debe ser plenamente considerado durante o proceso de deseño estrutural. Durante a operación, factores como a luz solar externa, as altas temperaturas do verán e o aumento da carga eléctrica poden levar facilmente a temperaturas internas excesivas, afectando a operación normal dos componentes internos. As consideracións para o deseño estrutural inclúen:

• Melhorar a dissipación de calor a través do deseño estrutural: Por un lado, asegurando a clasificación de protección contra ingreso (IP) da carcasa, pode mellorarse a ventilación aumentando as aberturas de entrada e saída de aire. Por outro lado, poden engadirse medidas como a instalación de mallas ou deflectores para evitar que a auga, escombros, etc., entren no armario.

• Seleccionar componentes con clasificaciones superiores: Xa que a operación dos componentes eléctricos internos está significativamente afectada pola temperatura, seleccionar componentes con clasificaciones que superen os parámetros de operación reais pode mitigar os efectos adversos do aumento de temperatura interna.

• Asegurar un deseño racional da disposición dos componentes internos: Considerando os diferentes parámetros e características de operación dos componentes dentro do armario, os componentes que xeren cantidade significativa de calor ou teñen altos requisitos de refrigeración deben priorizarse no deseño de disposición.

Unha vez determinada a disposición dos componentes internos, pode comezar o deseño do diagrama de cableado. Neste diagrama, cada circuito está dividido segundo a súa fonte de enerxía. Os componentes dentro de cada circuito están dispostos de esquerda a dereita segundo a secuencia de conexión real, mentres que as filas están dispostas de arriba a abaixo segundo a secuencia de operación. Ademais, debe proporcionarse unha etiqueta de texto adecuada para cada circuito no diagrama. Os requisitos básicos para o deseño e instalación eléctrica de armarios de distribución de baixa tensión amósanse na Táboa 1.

Táboa 1 Requisitos básicos para o deseño e instalación eléctrica de armarios de distribución de baixa tensión

2.3 Selección de componentes para armarios de distribución

Os componentes para armarios de distribución de baixa tensión xeralmente implican varias partes como instrumentos de visualización de parámetros eléctricos, instrumentos de medida secundaria e dispositivos de conmutación. Tomando como exemplo o interruptor automático de baixa tensión nun armario práctico: os armarios de superficie xeralmente teñen unha mellor dissipación de calor, mentres que os armarios empotrados, debido á limitada circulación de aire, son menos favorables para a dissipación de calor. Nas instalacións empotradas, a temperatura interna pode aumentar significativamente debido á influencia do interruptor automático. Polo tanto, a temperatura de funcionamento do interruptor automático dentro dun armario empotrado é xeralmente maior que a temperatura ambiente. En consecuencia, ao deseñar este tipo de armario de baixa tensión, os deseñadores deben remitirse aos datos fornecidos polo fabricante sobre o aumento de temperatura e corrente do interruptor, considerando plenamente o impacto da temperatura ambiente e o método de instalación da carcasa na corrente de funcionamento do interruptor, e facer correccións apropiadas no seu valor de corrente nominal.

Ademais, ao instalar elementos de visualización e control no exterior do armario, deben seguirse principios como "disposición ordenada, fiabilidade, seguridade e facilidade de operación". Ao mesmo tempo, asegurar conexións apertadas e limpeza en todas as unions de barras de bus e puntos de conexión. Para o deseño e instalación do cableado secundario dentro do armario, é crucial a identificación adecuada dos componentes e cables. A instalación estandarizada e ordeada debe facer que a función, roteiro e jerarquía dos componentes e cables internos sexan claros a primeira vista, facilitando a operación subsecuente e a mantemento rutinario do armario de distribución de baixa tensión.

3 Resumo

A medida que o nivel de automatización dos armarios de distribución de baixa tensión modernos continúa aumentando, as súas funcións e estruturas están volvendo cada vez máis complexas. Polo tanto, no proceso de deseño real, debe prestar atención a todas as etapas, incluíndo a análise de carga, a selección de componentes e a formulación de medidas de protección. É esencial entender completamente as cuestións comúns e as súas causas raíz nos armarios de distribución de baixa tensión para mellorar eficazmente o nivel de deseño eléctrico.