Discussione sulla progettazione elettrica di armadi di distribuzione a bassa tensione

I modern armadietti di distribuzione a bassa tensione sono principalmente composti da due parti: il pannello e la carcassa. Durante l'installazione del pannello dell'armadio, è necessario seguire il principio di "ordine, estetica, sicurezza e facilità di manutenzione". Gli armadi possono essere classificati in base al materiale (ad esempio, legno, acciaio) e al metodo di installazione (ad esempio, a vista, incassato). Con lo sviluppo continuo dell'industria elettrica cinese, i requisiti per il livello di automazione e affidabilità degli armadietti di distribuzione a bassa tensione stanno aumentando costantemente.

1 Breve descrizione della progettazione e funzione degli armadietti di distribuzione a bassa tensione moderni

L'armadietto di distribuzione a bassa tensione moderno è un collegamento critico tra la rete elettrica e gli utenti finali. La sua flessibilità operativa e affidabilità sono essenziali per migliorare la qualità dell'energia fornita. Questi armadietti migliorano efficacemente la flessibilità dell'energia fornita dalla rete e riducono i tempi di interruzione dovuti a guasti. A differenza degli armadi tradizionali, quelli moderni presentano livelli sempre più elevati di automazione e informatizzazione. Le loro caratteristiche generalmente includono la capacità di partizionare efficacemente il carico dei feeder, effettuare compensazioni reattive mirate, monitorare in tempo reale i parametri di funzionamento del sistema elettrico e offrire funzioni di protezione complessive, tra le altre. Questi vantaggi migliorano significativamente l'affidabilità e la qualità dell'energia della rete di distribuzione, ottimizzando parametri come la tensione e il fattore di potenza durante l'operazione della rete. Inoltre, attraverso una progettazione avanzata del sistema di controllo, proteggono efficacemente contro condizioni anormali come sovratensione, sovracorrente e armoniche, possedendo anche eccellenti capacità di risposta dinamica.

2 Analisi dei punti chiave specifici di progettazione

2.1 Progettazione del circuito degli armadietti di distribuzione a bassa tensione

La progettazione del circuito per gli armadietti di distribuzione a bassa tensione moderni include la progettazione dei diagrammi elettrici e la selezione dei conduttori. Le considerazioni per questo aspetto sono le seguenti:

• Progettazione dei diagrammi elettrici: Il diagramma elettrico è uno degli aspetti più fondamentali nella progettazione degli armadietti di distribuzione a bassa tensione. Durante il processo di progettazione, i progettisti dovrebbero considerare in modo esaustivo le caratteristiche del carico, la grandezza e le caratteristiche dei circuiti di alimentazione. Ad esempio, la sezione trasversale, il tipo, il materiale dei conduttori per ogni circuito e le prestazioni dei dispositivi di protezione dovrebbero essere determinati in base a fattori come la potenza nominale e la corrente di cortocircuito. Inoltre, poiché non è probabile che tutti i carichi all'interno dell'armadio operino alla potenza nominale simultaneamente, la massima richiesta di potenza dell'armadio dovrebbe essere determinata utilizzando parametri come il fattore di richiesta, allineati con le caratteristiche reali del carico.

• Selezione dei conduttori:  In base ai requisiti pratici di applicazione e alle proprietà dei materiali, le busbar negli armadietti di distribuzione a bassa tensione moderni sono principalmente realizzate in rame o alluminio. Durante la selezione dei conduttori, i progettisti devono tenere conto pienamente dell'influenza dell'effetto di superficie e dell'effetto di prossimità (specifico per l'alimentazione a corrente alternata) sulla capacità portante dei conduttori. Simultaneamente, si deve prestare attenzione alla dissipazione del calore e all'impaginatura dei circuiti dell'armadio. Inoltre, durante la progettazione, è necessario sottolineare la coordinazione tra i circuiti e i dispositivi di protezione, prestando attenta considerazione agli eventuali interferenze tra le diverse parti.

2.2 Progettazione strutturale degli armadietti di distribuzione a bassa tensione

Prendendo come esempio un armadietto di distribuzione a bassa tensione per reti rurali, le prestazioni di dissipazione del calore della carcassa devono essere pienamente considerate durante il processo di progettazione strutturale. Durante l'operazione, fattori come la luce solare esterna, le alte temperature estive e l'aumento dei carichi elettrici possono facilmente portare a temperature interne eccessive, potenzialmente influendo sul normale funzionamento dei componenti interni. Le considerazioni per la progettazione strutturale includono:

• Miglioramento della dissipazione del calore attraverso la progettazione strutturale: Da un lato, garantendo il grado di protezione (IP) della carcassa, la ventilazione può essere migliorata aumentando le aperture d'ingresso e uscita dell'aria. Dall'altro, misure come l'installazione di griglie o deflettore possono essere aggiunte per prevenire l'ingresso di pioggia, detriti, ecc., nell'armadio.

• Selezione di componenti con valori nominali superiori: Poiché il funzionamento dei componenti elettrici interni è notevolmente influenzato dalla temperatura, la scelta di componenti con valori nominali superiori ai parametri di funzionamento effettivi può mitigare gli effetti negativi dell'aumento della temperatura interna.

• Garanzia di un layout razionale dei componenti interni: Considerando i diversi parametri e caratteristiche di funzionamento dei componenti all'interno dell'armadio, i componenti che generano calore significativo o hanno elevate esigenze di raffreddamento dovrebbero essere prioritari nel layout.

Una volta stabilita la disposizione dei componenti interni, può iniziare la progettazione del diagramma di cablaggio. In questo diagramma, ogni circuito è diviso in base alla sua fonte di alimentazione. I componenti all'interno di ogni circuito sono disposti da sinistra a destra secondo la sequenza di connessione effettiva, mentre le righe sono disposte dall'alto verso il basso in base alla sequenza di funzionamento. Inoltre, nel diagramma, dovrebbero essere fornite etichette testuali appropriate per ogni circuito. I requisiti basilari per la progettazione e l'installazione elettrica degli armadietti di distribuzione a bassa tensione sono mostrati nella Tabella 1.

Tabella 1 Requisiti basilari per la progettazione e l'installazione elettrica degli armadietti di distribuzione a bassa tensione

2.3 Selezione dei componenti per gli armadietti di distribuzione

I componenti per gli armadietti di distribuzione a bassa tensione generalmente coinvolgono varie parti come strumenti di visualizzazione dei parametri elettrici, strumenti di misura secondari e dispositivi di commutazione. Prendendo come esempio l'interruttore a bassa tensione in un armadio pratico: gli armadi a vista generalmente presentano una migliore dissipazione del calore, mentre gli armadi incassati, a causa della limitata circolazione d'aria, sono meno favorevoli alla dissipazione del calore. Nelle installazioni incassate, la temperatura interna può aumentare significativamente a causa dell'influenza dell'interruttore. Pertanto, la temperatura di funzionamento dell'interruttore all'interno di un armadio incassato è generalmente superiore alla temperatura ambiente. Di conseguenza, quando si progetta questo tipo di armadio a bassa tensione, i progettisti dovrebbero fare riferimento ai dati forniti dal produttore sull'aumento di temperatura e corrente dell'interruttore, prendendo pienamente in considerazione l'impatto della temperatura ambiente e del metodo di installazione della carcassa sulla corrente di funzionamento dell'interruttore, e apportare correzioni appropriate al suo valore di corrente nominale.

Inoltre, quando si installano elementi di visualizzazione e controllo all'esterno dell'armadio, dovrebbero essere seguiti principi come "disposizione ordinata, affidabilità, sicurezza e facilità di operazione". Simultaneamente, assicurare connessioni strette e pulizia in tutti i punti di giunzione e connessione delle busbar. Per la progettazione e l'installazione del cablaggio secondario all'interno dell'armadio, è cruciale l'identificazione appropriata dei componenti e dei cavi. Un'installazione standardizzata e ordinata dovrebbe rendere chiare a prima vista la funzione, la tracciatura e la gerarchia dei componenti e dei cavi interni, facilitando l'operazione successiva e la manutenzione ordinaria dell'armadio di distribuzione a bassa tensione.

3 Riepilogo

Con l'aumento continuo del livello di automazione degli armadietti di distribuzione a bassa tensione moderni, le loro funzioni e strutture stanno diventando sempre più complesse. Pertanto, nel processo di progettazione effettivo, è necessario prestare attenzione a tutte le fasi, inclusa l'analisi del carico, la selezione dei componenti e la formulazione di misure di protezione. È essenziale comprendere a fondo i problemi comuni e le loro cause radicate negli armadietti di distribuzione a bassa tensione per migliorare efficacemente il livello di progettazione elettrica.