저압 배전반의 전기 설계에 대한 논의

현대 저압 배전반은 주로 패널과 케이싱으로 구성됩니다. 배전반 패널 설치 시 "정리정돈, 미관, 안전, 유지보수 용이"의 원칙을 준수해야 합니다. 배전반은 재료(예: 목재, 강철) 및 설치 방법(예: 표면 장착, 매립)에 따라 분류할 수 있습니다. 중국 전력 산업의 지속적인 발전에 따라 저압 배전반의 자동화 수준과 신뢰성 요구사항이 계속해서 증가하고 있습니다.

1 현대 저압 배전반 설계와 기능 개요

현대 저압 배전반은 전력망과 최종 사용자를 연결하는 중요한 연결 고리입니다. 그 운영 유연성과 신뢰성은 공급 전력 품질 향상에 필수적입니다. 이러한 배전반은 효과적으로 그리드 전력 공급의 유연성을 높이고 고장 중단 시간을 줄입니다. 전통적인 배전반과 달리 현대 배전반은 점점 더 높은 수준의 자동화와 정보화를 특징으로 합니다. 일반적인 특징으로는 피더 부하를 효과적으로 분할하고, 대상 무효전력 보상을 수행하며, 전력 시스템 작동 매개변수를 실시간으로 모니터링하고, 포괄적인 보호 기능을 제공하는 등이 포함됩니다. 이러한 장점은 배전망의 신뢰성과 전력 품질을 크게 향상시키며, 그리드 운영 중 전압과 전력 인자 등의 매개변수를 최적화합니다. 또한, 고급 제어 시스템 설계를 통해 과전압, 과전류, 고조파 등 이상 상태로부터 효과적으로 보호하며, 우수한 동적 응답 능력을 갖추고 있습니다.

2 구체적인 설계 핵심 사항 분석

2.1 저압 배전반 회로 설계

현대 저압 배전반의 회로 설계에는 전기 회로도 설계와 도체 선택이 포함됩니다. 이 부분에 대한 고려사항은 다음과 같습니다:

• 전기 회로도 설계: 전기 회로도는 저압 배전반 설계에서 가장 기본적인 요소 중 하나입니다. 설계 과정에서 설계자는 부하 특성, 크기, 공급 회로의 특징 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 예를 들어, 각 회로의 도체의 단면적, 유형, 재료, 그리고 보호 장치의 성능은 부하 등급과 단락 전류와 같은 요인에 따라 결정되어야 합니다. 또한, 배전반 내 모든 부하가 동시에 정격 전력으로 작동할 가능성은 낮으므로, 실제 부하 특성에 맞게 수요 계수와 같은 매개변수를 사용하여 배전반의 최대 전력 수요를 결정해야 합니다.

• 도체 선택: 실제 적용 요구 사항과 재료 특성에 따라, 현대 저압 배전반의 버스바는 주로 구리 또는 알루미늄으로 만들어집니다. 도체 선택 시 설계자는 피부 효과와 근접 효과(교류 전원 공급에 특정)가 도체의 전류 용량에 미치는 영향을 충분히 고려해야 합니다. 동시에, 배전반 회로의 열 방출과 배선 배치에도 주의를 기울여야 합니다. 또한, 설계 시 회로와 보호 장치 간의 조화를 강조하고, 다른 부분들 간의 잠재적인 간섭을 신중하게 고려해야 합니다.

2.2 저압 배전반 구조 설계

농촌 그리드용 저압 배전반을 예로 들면, 구조 설계 과정에서 케이싱의 열 방출 성능을 충분히 고려해야 합니다. 작동 중 외부 햇빛, 여름의 높은 온도, 증가하는 전기 부하 등으로 인해 내부 온도가 과도하게 상승하여 내부 구성 요소의 정상 작동에 영향을 미칠 수 있습니다. 구조 설계에 대한 고려사항은 다음과 같습니다:

• 구조 설계를 통한 열 방출 향상: 한편으로, 케이싱의 방진등급(IP 등급)을 유지하면서 입구와 출구 공기 구멍을 늘려 통풍을 개선할 수 있습니다. 다른 한편으로, 비, 먼지 등이 배전반으로 들어가는 것을 방지하기 위해 메쉬나 베일을 추가할 수 있습니다.

• 등급이 더 높은 구성 요소 선택: 내부 전기 구성 요소의 작동은 온도에 크게 영향을 받기 때문에, 실제 작동 매개변수를 초과하는 등급의 구성 요소를 선택하면 내부 온도 상승의 부정적인 영향을 완화할 수 있습니다.

• 내부 구성 요소의 합리적인 배치: 배전반 내 구성 요소의 다양한 작동 매개변수와 특성을 고려하여, 많은 열을 발생시키거나 냉각 요구사항이 높은 구성 요소는 우선적으로 배치해야 합니다.

내부 구성 요소의 배치가 결정되면 배선도 설계를 시작할 수 있습니다. 이 도면에서 각 회로는 전력 소스별로 분할되며, 각 회로 내 구성 요소는 실제 연결 순서에 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 배열되고, 작동 순서에 따라 위에서 아래로 행이 배열됩니다. 또한, 도면의 각 회로에 적절한 텍스트 라벨을 제공해야 합니다. 저압 배전반의 전기 설계 및 설치에 대한 기본 요구 사항은 표 1에 나와 있습니다.

표 1 저압 배전반의 전기 설계 및 설치 기본 요구 사항

2.3 배전반 구성 요소 선택

저압 배전반의 구성 요소는 전기 매개변수 표시 기기, 2차 측정 기기, 스위칭 장치 등 다양한 부품을 포함합니다. 실제 배전반의 저압 회로 차단기를 예로 들면: 표면 장착 배전반은 일반적으로 열 방출이 좋지만, 매립 배전반은 공기 순환이 제한되어 열 방출이 덜 유리합니다. 매립 설치에서는 회로 차단기의 영향으로 인해 내부 온도가 크게 상승할 수 있습니다. 따라서, 이러한 저압 배전반을 설계할 때 설계자는 제조사가 제공하는 차단기 온도 상승 및 전류 데이터를 참조하고, 주변 온도와 케이싱 설치 방법이 차단기의 작동 전류에 미치는 영향을 충분히 고려하여, 그 정격 전류 값을 적절히 수정해야 합니다.

또한, 배전반 외부에 표시 및 제어 요소를 설치할 때는 "정리정돈, 신뢰성, 안전, 운용 용이"의 원칙을 따르어야 합니다. 동시에, 모든 버스바 접점과 연결 부분에서 튼튼한 연결과 청결을 유지해야 합니다. 배전반 내 2차 배선의 설계 및 설치 시, 구성 요소와 선의 적절한 식별이 중요합니다. 표준화되고 깔끔한 설치는 내부 구성 요소와 선의 기능, 경로, 계층을 한눈에 쉽게 파악할 수 있도록 하여, 저압 배전반의 후속 운용 및 일상적인 유지 관리를 용이하게 합니다.

3 요약

현대 저압 배전반의 자동화 수준이 계속해서 증가함에 따라, 그 기능과 구조는 점점 더 복잡해지고 있습니다. 따라서 실제 설계 과정에서는 부하 분석, 구성 요소 선택, 보호 조치 수립 등 모든 단계에 주의를 기울여야 합니다. 저압 배전반에서 흔히 발생하는 문제와 그 근본 원인을 철저히 이해하여, 전기 설계 수준을 효과적으로 향상시켜야 합니다.