Обговорення електричного проектування низьковольтних розподільчих шаф

Сучасні низьковольтові розподільні шафи в основному складаються з двох частин: панелі та корпусу. Під час встановлення панелі шафи слід дотримуватися принципу "порядок, естетичність, безпека та легкість обслуговування". Шафи можна класифікувати за матеріалом (наприклад, дерев'яний, металевий) та способом встановлення (наприклад, поверхневе, утапливане). З постійним розвитком електроенергетичної галузі Китаю вимоги до рівня автоматизації та надійності низьковольтових розподільних шаф постійно зростають.

1 Короткий опис дизайну та функціональності сучасних низьковольтових розподільних шаф

Сучасна низьковольтова розподільна шафа є важливим зв'язком між електромережею та кінцевими користувачами. Її оперативна гнучкість та надійність є ключовими для покращення якості електропостачання. Ці шафи ефективно підвищують гнучкість постачання електроенергії мережею та зменшують тривалість відмов через аварії. На відміну від традиційних шаф, сучасні мають все більший рівень автоматизації та інформатизації. Їхні характеристики загалом включають здатність ефективно розділяти навантаження живлення, проводити цілеспрямовану реактивну компенсацію, вести реальний моніторинг параметрів роботи електроенергетичної системи та надавати комплексні функції захисту тощо. Ці переваги значно підвищують надійність та якість електропостачання розподільної мережі, оптимізуючи такі параметри, як напруга та коефіцієнт потужності під час роботи мережі. Крім того, завдяки передовому проектуванню систем контролю, вони ефективно захищають від аномальних станів, таких як перенапруга, перепад струму та гармоніки, а також мають відмінні динамічні відповідальні здібності.

2 Аналіз конкретних ключових моментів проектування

2.1 Проектування електричних схем низьковольтових розподільних шаф

Проектування електричних схем сучасних низьковольтових розподільних шаф включає проектування електричних принципових схем та вибір провідників. Розглянемо наступні аспекти:

• Проектування електричних принципових схем: Електрична принципова схема є одним з найбільш фундаментальних аспектів проектування низьковольтових розподільних шаф. Під час процесу проектування, проектировці повинні комплексно враховувати характеристики навантаження, величину та особливості живильних ліній. Наприклад, площу поперечного перерізу, тип, матеріал провідників для кожного контуру, а також характеристики захисних пристроїв повинні визначатися залежно від таких факторів, як номінальна потужність навантаження та струм короткого замикання. Крім того, оскільки малоймовірно, що всі навантаження в шафі одночасно будуть працювати на номінальній потужності, максимальне енергоспоживання шафи повинно визначатися за параметрами, такими як фактор вимог, враховуючи фактичні характеристики навантаження.

• Вибір провідників: Виходячи з практичних вимог та властивостей матеріалів, шини в сучасних низьковольтових розподільних шафах в основному виготовляються з міді або алюмінію. Під час вибору провідників, проектировці повинні повністю враховувати вплив ефектів шкірного ефекту та близького ефекту (спеціфічно для живлення постійним струмом) на струмопровідну здатність провідників. Одночасно, необхідно звернути увагу на теплообмін та розташування проводів в контурах шафи. Крім того, при проектуванні необхідно підкреслити координацію між контурами та захисними пристроями, ретельно враховуючи можливі взаємопоміхи між різними частинами.

2.2 Конструктивне проектування низьковольтових розподільних шаф

Наприклад, при проектуванні низьковольтової розподільної шафи для сільських мереж, в процесі конструктивного проектування повинна бути повністю врахована тепловіддача корпусу. Під час роботи, фактори, такі як зовнішнє сонячне освітлення, високі температури літа та збільшення електричних навантажень, легко можуть призвести до надмірно високих внутрішніх температур, що може вплинути на нормальне функціонування внутрішніх компонентів. Аспекти конструктивного проектування включають:

• Покращення тепловіддачі за допомогою конструктивного проектування: З одного боку, забезпечуючи ступінь захисту від проникнення (IP) корпусу, можна поліпшити вентиляцію, збільшивши входні та вихідні відвори для повітря. З іншого боку, можна додати заходи, такі як встановлення сіток або перегородок, щоб запобігти проникненню дошка, бруду тощо.

• Вибір компонентів з більш високими характеристиками: Оскільки робота внутрішніх електричних компонентів значно залежить від температури, вибір компонентів з характеристиками, що перевищують фактичні параметри роботи, може знизити небажані наслідки від підвищення внутрішньої температури.

• Забезпечення раціонального розташування внутрішніх компонентів: Враховуючи різні параметри та характеристики компонентів в шафі, компоненти, які генерують значні кількості тепла або мають високі вимоги до охолодження, повинні бути пріоритетно розташовані.

Після визначення розташування внутрішніх компонентів можна почати проектування електричної схеми. У цій схемі кожен контур розподіляється згідно з його джерелом живлення. Компоненти в рамках кожного контуру розташовуються зліва направо відповідно до фактичної послідовності з'єднання, а ряди розташовуються зверху вниз відповідно до послідовності роботи. Крім того, для кожного контуру в схемі повинні бути надані відповідні текстові позначення. Базові вимоги до електричного проектування та встановлення низьковольтових розподільних шаф показані в таблиці 1.

Таблиця 1 Базові вимоги до електричного проектування та встановлення низьковольтових розподільних шаф

2.3 Вибір компонентів для розподільних шаф

Компоненти для низьковольтових розподільних шаф зазвичай включають різні частини, такі як прилади для відображення електричних параметрів, вторинні вимірювальні прилади та комутаційні пристрої. Наприклад, низьковольтовий автоматичний вимикач в практичній шафі: поверхневі шафи зазвичай мають кращу тепловіддачу, тоді як утапливані шафи, через обмежену циркуляцію повітря, менш сприятливі для тепловіддачі. При утапливаних встановленнях внутрішня температура може значно зростати через вплив вимикача. Тому, температура роботи вимикача всередині утапливаної шафи зазвичай вища за довколишню температуру. Відповідно, при проектуванні такого типу низьковольтової шафи, проектировці повинні звертатися до даних виробника щодо підвищення температури та струму вимикача, повністю враховуючи вплив довколишньої температури та методу встановлення корпусу на робочий струм вимикача, та робити відповідні корективи до його номінального струму.

Крім того, при встановленні дисплеїв та елементів керування на зовнішній стороні шафи, слід дотримуватися принципів, таких як "порядок, надійність, безпека та простота управління". Одночасно, забезпечте надійні з'єднання та чистоту всіх з'єднань шин та точок з'єднання. Для проектування та встановлення вторинних проводів всередині шафи, правильне ідентифікування компонентів та проводів є ключовим. Стандартизований та чистий монтаж повинен робити функції, маршрут та ієрархію внутрішніх компонентів та проводів очевидними, що сприяє подальшій роботі та плановому обслуговуванню низьковольтової розподільної шафи.

3 Підсумок

З постійним зростанням рівня автоматизації сучасних низьковольтових розподільних шаф, їх функції та структури стають все більш складними. Тому, в процесі фактичного проектування, необхідно звертати увагу на всі етапи, включаючи аналіз навантаження, вибір компонентів та формулювання захисних заходів. Необхідно глибоко зрозуміти типові проблеми та їх причини в низьковольтових розподільних шафах, щоб ефективно підвищити рівень електричного проектування.