Diskussion om eldesign av lågspänningsfördelningskabinett

Moderna lågspänningsdistributionsskåp består huvudsakligen av två delar: panelen och kabinetten. Vid installation av skåppanelen bör principen "snygg, estetiskt tilltalande, säker och enkel att underhålla" följas. Skåp kan klassificeras baserat på material (t.ex. trä, stål) och installationsmetod (t.ex. ytmontage, inbäddning). Med den kontinuerliga utvecklingen av Kinas elindustri ökar kraven på automatiseringsnivå och tillförlitlighet för lågspänningsdistributionsskåp konstant.

1 En kort beskrivning av modern design och funktion hos lågspänningsdistributionsskåp

Det moderna lågspänningsdistributionsskåpet är en viktig länk som ansluter elnätet med slutanvändare. Dess driftflexibilitet och tillförlitlighet är avgörande för att förbättra kvaliteten på strömförsörjningen. Dessa skåp effektiviserar flexibiliteten i nätströmförsörjningen och minskar tiden för felstopp. I motsats till traditionella skåp har de moderna allt högre nivåer av automatisering och informatisering. Deras egenskaper inkluderar generellt förmågan att effektivt partitionera matningsbelastning, utföra målinriktad reaktiv effektkompensation, genomföra realtidsövervakning av driftparametrar i elkraftsystemet, samt erbjuda omfattande skyddsfunger, bland annat. Dessa fördelar förbättrar signifikant tillförlitligheten och strömavlastningskvaliteten i distributionsnätet, optimerar parametrar som spänning och effektfaktor under driften av nätet. Dessutom skyddar de effektivt mot ovanliga tillstånd som överspänning, överströmning och harmoniska genom avancerad systemdesign, samtidigt som de har utmärkta dynamiska responsförmågor.

2 Analys av specifika designnyckelpunkter

2.1 Kretsdesign för lågspänningsdistributionsskåp

Kretsdesignen för moderna lågspänningsdistributionsskåp inkluderar design av elektriska schaltningar och val av ledare. Överväganden för denna aspekt är följande:

• Design av elektriska schaltningar: Den elektriska schaltningen är en av de mest grundläggande aspekterna i designen av lågspänningsdistributionsskåp. Under designprocessen bör designer komplettera överväga belastningskarakteristika, storlek och egenskaper hos matningskretsarna. Till exempel bör tvärsnittsarea, typ, material för ledare för varje krets, samt prestanda för skyddsenheter fastställas baserat på faktorer som belastningsklass och kortslutningsström. Dessutom eftersom det är osannolikt att alla belastningar i skåpet kommer att fungera vid nominell effekt samtidigt, bör det maximala effektleken för skåpet fastställas med hjälp av parametrar som efterfrågefaktor, i linje med de faktiska belastningskarakteristika.

• Val av ledare:  Baserat på praktiska tillämpningskrav och materialens egenskaper, görs busbar i moderna lågspänningsdistributionsskåp främst av koppar eller aluminium. Vid val av ledare måste designer fullt hänsyn tas till inflytandet av skin-effekt och närhetseffekt (specifikt för växelströmsförsörjning) på strömledningskapaciteten hos ledare.  Samtidigt bör uppmärksamhet ägnas åt värmeavledning och kablage av skåpkretsarna. Dessutom bör samordning mellan kretsarna och skyddsenheter betonas under design, noggrant överväga potentiell interferens mellan olika delar.

2.2 Strukturdesign av lågspänningsdistributionsskåp

Med ett lågspänningsdistributionsskåp för landsbygdsnät som exempel, måste värmeavledningsprestandan för kabinetten fullt beaktas under strukturdesignprocessen. Under drift kan faktorer som yttre solsken, höga sommartemperaturer och ökande elbelastningar lätt leda till för höga interna temperaturer, vilket kan påverka den normala driften av interna komponenter. Överväganden för strukturdesignen inkluderar:

• Förbättring av värmeavledning genom strukturdesign: Å ena sidan, medan man ser till att kabinettens ingressskydd (IP) klass bibehålls, kan ventilation förbättras genom att öka intag- och uttagshål. Å andra sidan kan åtgärder som installation av nät eller skyddsväggar läggas till för att förhindra regn, skräp, etc., från att tränga in i skåpet.

• Val av komponenter med högre klass: Eftersom drift av interna elektriska komponenter påverkas betydligt av temperatur, kan val av komponenter med klasser som överstiger de faktiska driftsparametrarna mildra de negativa effekterna av hög intern temperaturökning.

• Säkerställa rationell layout av interna komponenter: Med tanke på de olika driftsparametrar och karaktäristikerna hos komponenterna i skåpet, bör komponenter som genererar betydande värme eller har höga kylbehov prioriteras i layouten.

När placeringen av interna komponenter är fastställd kan designen av kablingsdiagrammet börja. I detta diagram delas varje krets enligt sin strömkälla. Komponenter inom varje krets ordnas från vänster till höger enligt den faktiska anslutningssekvensen, medan rader ordnas från topp till botten baserat på driftsekvens. Dessutom bör lämpliga textetiketter ges för varje krets i diagrammet. De grundläggande kraven för elektrisk design och installation av lågspänningsdistributionsskåp visas i Tabell 1.

Tabell 1 Grundläggande krav för elektrisk design och installation av lågspänningsdistributionsskåp

2.3 Val av komponenter för distributionsskåp

Komponenter för lågspänningsdistributionsskåp innefattar generellt olika delar som elektriska parametervisningsinstrument, sekundära mätinstrument och växlingsenheter. Som ett exempel tagit från en praktisk skåp, lågspänningsbrytaren: ytmontagekabinetter har generellt bättre värmeavledning, medan inbäddade kabinetter, på grund av begränsad luftcirkulation, är mindre gynnsamma för värmeavledning. Vid inbäddade installationer kan den interna temperaturen öka betydligt på grund av brytarens påverkan. Därför är driftstemperaturen för brytaren inuti en inbäddad kabinett vanligtvis högre än omgivningslufttemperatur. Därför bör designer vid design av denna typ av lågspänningskabinett referera till tillverkarens data om brytarens temperaturökning och ström, fullt hänsyn tas till påverkan av omgivningstemperatur och kabinettinstallationsmetod på driftström för brytaren, och göra lämpliga korrigeringar av dess nominella strömvärde.

Vidare, vid installation av visnings- och styrande element på ytan av skåpet, bör principer som "ordnad disposition, tillförlitlighet, säkerhet och enkelhet i drift" följas. Samtidigt se till att anslutningar och renhet vid alla busbaranslutningar och anslutningspunkter är tätt. För design och installation av sekundära kablar inuti skåpet är korrekt identifiering av komponenter och kablar avgörande. Standardiserad och snygg installation bör göra funktion, routning och hierarki av interna komponenter och kablar tydliga vid en överblick, vilket underlättar senare drift och rutinunderhåll av lågspänningsdistributionsskåpet.

3 Sammanfattning

Medan automatiseringsnivån för moderna lågspänningsdistributionsskåp fortsätter att öka, blir deras funktioner och strukturer allt mer komplexa. Därför måste uppmärksamhet ägnas åt alla steg, inklusive belastningsanalys, komponentval och formulering av skyddsåtgärder, under den faktiska designprocessen. Det är nödvändigt att fullt förstå vanliga problem och deras orsaker i lågspänningsdistributionsskåp för att effektivt förbättra nivån av elektrisk design.