Discussie over elektrisch ontwerp van laagspanningsverdeelkasten

Moderne lage-spanningsverdelingskasten bestaan voornamelijk uit twee delen: het paneel en de behuizing. Tijdens de installatie van het kastenpaneel moet het principe "netjes, esthetisch aangenaam, veilig en gemakkelijk te onderhouden" worden nagestreefd. Kasten kunnen worden ingedeeld op basis van materiaal (bijv. hout, staal) en installatiemethode (bijv. oppervlakgemonteerd, ingebouwd). Met de continue ontwikkeling van China's energie-industrie nemen de eisen aan het automatiseringsniveau en de betrouwbaarheid van lage-spanningsverdelingskasten voortdurend toe.

1 Korte beschrijving van moderne lage-spanningsverdelingskasten: ontwerp en functie

De moderne lage-spanningsverdelingskast is een cruciale schakel die het elektriciteitsnet verbindt met eindgebruikers. De operationele flexibiliteit en betrouwbaarheid zijn essentieel voor de verbetering van de kwaliteit van de stroomvoorziening. Deze kasten versterken effectief de flexibiliteit van de netbevoorrading en verminderen de tijd van storingen. In tegenstelling tot traditionele kasten hebben moderne exemplaren steeds hogere niveaus van automatisering en informatisering. Hun kenmerken omvatten doorgaans de mogelijkheid om de voederbelasting effectief te verdelen, gerichte reactieve vermogenscompensatie uit te voeren, de werking van het elektriciteitsnet in real-time te bewaken en omvattende beveiligingsfuncties aan te bieden, enzovoort. Deze voordelen verbeteren aanzienlijk de betrouwbaarheid en de kwaliteit van de stroom in het distributienet, waardoor parameters zoals spanning en cosinus phi tijdens het netbedrijf worden geoptimaliseerd. Bovendien bieden ze door middel van geavanceerde regelsysteemontwerpen effectieve bescherming tegen afwijkende omstandigheden zoals overspanning, overstroming en harmonische storingen, terwijl ze ook uitstekende dynamische responscapaciteiten bezitten.

2 Analyse van specifieke ontwerppunten

2.1 Schakeling van lage-spanningsverdelingskasten

Het schakelontwerp voor moderne lage-spanningsverdelingskasten omvat het ontwerp van elektrische schema's en de selectie van geleiders. Beschouwingen hierover zijn als volgt:

• Ontwerp van elektrische schema's: Het elektrische schema is een van de meest fundamentele aspecten van het ontwerp van lage-spanningsverdelingskasten. Tijdens het ontwerpproces moeten ontwerpers de belastingskenmerken, grootte en de kenmerken van de voederschakelingen alomvattend in overweging nemen. Bijvoorbeeld, de doorsnede, type, materiaal van de geleiders voor elke schakeling, en de prestaties van de beveiligingsapparaten moeten worden bepaald op basis van factoren zoals belastingswaarde en kortsluitspanning. Daarnaast is het onwaarschijnlijk dat alle belastingen in de kast tegelijkertijd op nominale vermogen zullen werken, dus de maximale vermogenseis van de kast moet worden bepaald met behulp van parameters zoals de vraagfactor, afgestemd op de werkelijke belastingskenmerken.

• Selectie van geleiders: Op basis van praktische toepassingsvereisten en materiaaleigenschappen zijn busbalken in moderne lage-spanningsverdelingskasten voornamelijk gemaakt van koper of aluminium. Tijdens de selectie van geleiders moeten ontwerpers volledig rekening houden met de invloed van de huidigeffect en nabijheideffect (specifiek voor wisselstroomvoeding) op de stroomdraagkracht van de geleiders. Tegelijkertijd moet aandacht worden besteed aan de warmteafgifte en de bedrading van de kastschakelingen. Verder moet tijdens het ontwerp de coördinatie tussen de schakelingen en de beveiligingsapparaten worden benadrukt, waarbij voorzichtig rekening moet worden gehouden met mogelijke interferentie tussen verschillende delen.

2.2 Structuurontwerp van lage-spanningsverdelingskasten

Met als voorbeeld een lage-spanningsverdelingskast voor plattelandsnetten, moet bij het structuurontwerp de warmteafgifte-eigenschap van de behuizing volledig in overweging worden genomen. Tijdens de werking kunnen factoren zoals externe zonlicht, hoge zomer temperaturen en toenemende elektrische belastingen gemakkelijk leiden tot te hoge interne temperaturen, wat de normale werking van interne componenten kan beïnvloeden. Beschouwingen voor het structuurontwerp omvatten:

• Verbetering van warmteafgifte door structuurontwerp: Enerzijds, terwijl de IP-waarde van de behuizing wordt gewaarborgd, kan de ventilatie worden verbeterd door de in- en uitlaatopeningen te vergroten. Anderzijds kunnen maatregelen zoals het installeren van mazen of afscheidingen worden toegevoegd om het binnendringen van regen, afval, enz. in de kast te voorkomen.

• Selectie van componenten met hogere waarden: Omdat de werking van interne elektrische componenten aanzienlijk wordt beïnvloed door temperatuur, kan het selecteren van componenten met waarden die de werkelijke werkingsoverwegingen overstijgen, de negatieve effecten van hoge interne temperatuurstijging verminderen.

• Zorgen voor een rationele indeling van interne componenten: Rekening houdend met de verschillende werkingsoverwegingen en kenmerken van de componenten in de kast, moeten componenten die aanzienlijke warmte genereren of hoge koelbehoeften hebben, prioriteit krijgen in de indeling.

Zodra de plaatsing van interne componenten is bepaald, kan het ontwerp van het bedradingsschema beginnen. In dit schema worden elk circuit verdeeld volgens hun stroombron. Componenten binnen elk circuit worden van links naar rechts gerangschikt volgens de werkelijke aansluitvolgorde, terwijl rijen van boven naar beneden worden gerangschikt volgens de werkingsserie. Bovendien moeten passende tekstlabels worden verstrekt voor elk circuit in het schema. De basisvereisten voor het elektrische ontwerp en de installatie van lage-spanningsverdelingskasten staan weergegeven in Tabel 1.

Tabel 1 Basisvereisten voor elektrisch ontwerp en installatie van lage-spanningsverdelingskasten

2.3 Selectie van componenten voor verdelingskasten

Componenten voor lage-spanningsverdelingskasten omvatten doorgaans verschillende onderdelen zoals elektrische parameterweergave-instrumenten, secundaire meetinstrumenten en schakelapparatuur. Als voorbeeld neemt men de lage-spanningscircuitbreker in een praktische kast: oppervlak-gemonteerd kasten hebben doorgaans betere warmteafgifte, terwijl ingebouwde kasten, vanwege beperkte luchtcirculatie, minder bevorderlijk zijn voor warmteafgifte. Bij ingebouwde installaties kan de interne temperatuur aanzienlijk stijgen door de invloed van de circuitbreker. Daarom is de werktemperatuur van de circuitbreker binnen een ingebouwde kast doorgaans hoger dan de omgevingstemperatuur. Daarom moeten ontwerpers bij het ontwerp van dit type lage-spanningskast refereren naar fabrikantengegevens over de temperatuurstijging en -stroom van de breker, waarbij volledig rekening wordt gehouden met de invloed van de omgevingstemperatuur en de installatiemethode van de behuizing op de werkstroom van de circuitbreker, en passende correcties worden aangebracht in de nominaal stroomwaarde.

Bovendien, bij het installeren van weergave- en bedieningselementen aan de buitenkant van de kast, moeten principes zoals "geordende rangschikking, betrouwbaarheid, veiligheid en gemakkelijk te bedienen" worden nagestreefd. Tegelijkertijd moet er voor worden gezorgd dat alle busbarverbindingen en aansluitpunten strak en schoon zijn. Voor het ontwerp en de installatie van secundaire bedrading binnen de kast is juiste identificatie van componenten en draden cruciaal. Een gestandaardiseerde en nette installatie moet de functie, route en hiërarchie van interne componenten en draden duidelijk maken, waardoor latere bediening en routinematig onderhoud van de lage-spanningsverdelingskast worden vereenvoudigd.

3 Samenvatting

Terwijl het automatiseringsniveau van moderne lage-spanningsverdelingskasten blijft toenemen, worden hun functies en structuren steeds complexer. Daarom moet in het daadwerkelijke ontwerpproces aandacht worden besteed aan alle fasen, inclusief belastingsanalyse, componentselectie en het formuleren van beveiligingsmaatregelen. Het is essentieel om de gangbare problemen en hun oorzaken in lage-spanningsverdelingskasten grondig te begrijpen om het niveau van elektrisch ontwerp effectief te verhogen.