Dyskusja nad projektowaniem elektrycznym niskonapięciowych szaf rozdzielczych

Nowoczesne niskonapięciowe szafy rozdzielcze składają się głównie z dwóch części: panelu i obudowy. Podczas montażu panelu szafy należy przestrzegać zasady "porządek, estetyka, bezpieczeństwo i łatwa konserwacja". Szafy mogą być klasyfikowane według materiału (np. drewno, stal) i metody montażu (np. powierzchniowe, wmurowane). Wraz z ciągłym rozwojem chińskiego przemysłu energetycznego, wymagania dotyczące poziomu automatyzacji i niezawodności niskonapięciowych szaf rozdzielczych stale rosną.

1 Krótki opis projektowania i funkcji nowoczesnych niskonapięciowych szaf rozdzielczych

Nowoczesna niskonapięciowa szafa rozdzielcza jest kluczowym ogniwem łączącym sieć energetyczną z końcowymi użytkownikami. Jej elastyczność operacyjna i niezawodność są niezbędne do poprawy jakości dostawy energii. Te szafy efektywnie zwiększają elastyczność dostawy energii przez sieć i zmniejszają czas awarii. W odróżnieniu od tradycyjnych szaf, nowoczesne charakteryzują się coraz wyższym stopniem automatyzacji i informatyzacji. Ich cechy obejmują ogólnie zdolność do efektywnego podziału obciążeń, celowej kompensacji reaktywnej, monitorowania w czasie rzeczywistym parametrów pracy systemu energetycznego oraz oferowanie kompleksowych funkcji ochronnych, itp. Te zalety znacznie poprawiają niezawodność i jakość energii w sieci dystrybucyjnej, optymalizując parametry, takie jak napięcie i współczynnik mocy, podczas działania sieci. Ponadto dzięki zaawansowanemu projektowi systemu sterowania skutecznie chronią przed nietypowymi stanami, takimi jak przepięcia, przeciążenia prądowe i harmoniczne, a także mają doskonałe możliwości dynamicznej odpowiedzi.

2 Analiza kluczowych punktów projektowych

2.1 Projekt obwodów niskonapięciowych szaf rozdzielczych

Projekt obwodów dla nowoczesnych niskonapięciowych szaf rozdzielczych obejmuje projektowanie schematów elektrycznych i wybór przewodników. Rozważania w tej kwestii są następujące:

• Projektowanie schematów elektrycznych: Schemat elektryczny jest jednym z najbardziej podstawowych aspektów projektowania niskonapięciowych szaf rozdzielczych. W trakcie procesu projektowego projektanci powinni kompleksowo rozważyć charakterystykę, wielkość obciążeń oraz cechy obwodów zasilających. Na przykład przekrój, typ, materiał przewodników dla każdego obwodu oraz wydajność urządzeń ochronnych powinny być określone na podstawie czynników, takich jak nominalna moc obciążenia i prąd zwarciowy. Dodatkowo, ponieważ nieprawdopodobne, aby wszystkie obciążenia w szafie działały jednocześnie z nominalną mocą, maksymalne zapotrzebowanie na moc szafy powinno być określone przy użyciu parametrów, takich jak współczynnik zapotrzebowania, zgodnie z rzeczywistą charakterystyką obciążeń.

• Wybór przewodników: Na podstawie praktycznych wymagań i właściwości materiałów, szyny w nowoczesnych niskonapięciowych szafach rozdzielczych są primarily wykonane z miedzi lub aluminium. Przy wyborze przewodników projektanci muszą w pełni uwzględnić wpływ efektu skórzanego i efektu bliskości (specyficzne dla zasilania przemiennego) na nośność prądu przewodników. Równocześnie należy zwrócić uwagę na odprowadzanie ciepła i układ kablowy obwodów szafy. Ponadto należy podkreślić koordynację między obwodami a urządzeniami ochronnymi w trakcie projektowania, starannie rozważając potencjalne zakłócenia między różnymi częściami.

2.2 Konstrukcyjne projektowanie niskonapięciowych szaf rozdzielczych

Na przykładzie niskonapięciowej szafy rozdzielczej dla sieci wiejskich, podczas konstrukcyjnego projektowania należy w pełni uwzględnić właściwości odprowadzania ciepła przez obudowę. W trakcie działania, czynniki takie jak zewnętrzne światło słoneczne, wysokie temperatury latem i rosnące obciążenia elektryczne mogą łatwo prowadzić do nadmiernych temperatur wewnętrznych, co może wpływać na prawidłowe działanie wewnętrznych komponentów. Rozważania dotyczące konstrukcyjnego projektowania obejmują:

• Wzmocnienie odprowadzania ciepła poprzez konstrukcyjne projektowanie: Z jednej strony, zapewniając ocenę szczelności obudowy (IP), można poprawić wentylację poprzez zwiększenie otworów wlotowych i wylotowych powietrza. Z drugiej strony, można dodać środki, takie jak montaż siatek lub przegrod, aby zapobiec wprowadzaniu deszczu, śmieci itp. do szafy.

• Wybór komponentów o wyższych parametrach: Ponieważ działanie wewnętrznych komponentów elektrycznych jest znacznie wpływane przez temperaturę, wybieranie komponentów o parametrach przekraczających rzeczywiste parametry działania może złagodzić negatywne skutki wzrostu temperatury wewnątrz szafy.

• Zapewnienie racjonalnego rozmieszczenia wewnętrznych komponentów: Biorąc pod uwagę różne parametry i charakterystyki komponentów w szafie, komponenty generujące znaczną ilość ciepła lub mające wysokie wymagania chłodzące powinny być priorytetowo rozmieszczane.

Po określeniu rozmieszczenia wewnętrznych komponentów można rozpocząć projektowanie diagramu kablowego. W tym diagramie każdy obwód jest podzielony według jego źródła zasilania. Komponenty w każdym obwodzie są ułożone od lewej do prawej zgodnie z rzeczywistą sekwencją połączeń, a wiersze są ułożone od góry do dołu zgodnie z sekwencją działania. Ponadto, w diagramie powinny być dostarczone odpowiednie etykiety tekstowe dla każdego obwodu. Podstawowe wymagania dotyczące projektowania elektrycznego i montażu niskonapięciowych szaf rozdzielczych przedstawione są w tabeli 1.

Tabela 1 Podstawowe wymagania dotyczące projektowania elektrycznego i montażu niskonapięciowych szaf rozdzielczych

2.3 Wybór komponentów do szaf rozdzielczych

Komponenty do niskonapięciowych szaf rozdzielczych ogólne obejmują różne części, takie jak przyrządy wyświetlające parametry elektryczne, instrumenty pomiarowe drugiego stopnia i urządzenia przełączające. Na przykład, weźmy przerzutnik niskonapięciowy w praktycznej szafie: szafy powierzchniowe ogólnie mają lepsze właściwości odprowadzania ciepła, podczas gdy szafy wmurowane, ze względu na ograniczoną cyrkulację powietrza, są mniej sprzyjające odprowadzaniu ciepła. W instalacjach wmurowanych temperatura wewnętrzna może znacznie wzrosnąć pod wpływem przerzutnika. Dlatego temperatura pracy przerzutnika wewnątrz szafy wmurowanej jest zwykle wyższa niż temperatura otoczenia. W związku z tym, podczas projektowania tego typu niskonapięciowej szafy, projektanci powinni odnieść się do danych producenta dotyczących wzrostu temperatury i prądu przerzutnika, w pełni uwzględniając wpływ temperatury otoczenia i metody montażu obudowy na prąd pracy przerzutnika, i dokonać odpowiednich korekt wartości prądu nominalnego.

Ponadto, podczas montażu elementów wyświetlających i sterujących na zewnątrz szafy, powinny być przestrzegane zasady, takie jak "uporządkowane rozmieszczenie, niezawodność, bezpieczeństwo i łatwa obsługa". Równocześnie należy zapewnić ciasne połączenia i czystość we wszystkich stycznościach i punktach połączeń szyn. Dla projektowania i montażu kablowania drugiego stopnia w szafie, kluczowe jest prawidłowe identyfikowanie komponentów i przewodów. Standaryzowany i schludny montaż powinien sprawić, że funkcja, trasa i hierarchia wewnętrznych komponentów i przewodów będą jasne na pierwszy rzut oka, ułatwiając późniejszą obsługę i rutynową konserwację niskonapięciowej szafy rozdzielczej.

3 Podsumowanie

W miarę jak poziom automatyzacji nowoczesnych niskonapięciowych szaf rozdzielczych ciągle rośnie, ich funkcje i struktury stają się coraz bardziej złożone. Dlatego w rzeczywistym procesie projektowania należy zwrócić uwagę na wszystkie etapy, w tym analizę obciążeń, wybór komponentów i opracowanie środków ochronnych. Jest to niezbędne, aby dogłębnie zrozumieć powszechne problemy i ich podstawowe przyczyny w niskonapięciowych szafach rozdzielczych, aby skutecznie podnieść poziom projektowania elektrycznego.