Optimale Auswahl von Niederspannungs- und Hochspannungsschaltanlagen in Verteilerräumen

Zusammenfassung: Basierend auf der Analyse der Haupttypen und Eigenschaften von Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränken in Verteilungsraumen diskutiert dieser Artikel die grundlegenden Prinzipien für die Auswahl dieser Schränke. Aus den Perspektiven der technischen Zuverlässigkeit, der Installationsbequemlichkeit und der Wirtschaftlichkeit werden die Optimierungsmaßnahmen für die Auswahl von Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränken analysiert, was eine gewisse Rolle bei der Verbesserung ihrer technischen und wirtschaftlichen Leistung spielt.

Schlüsselwörter: Verteilungsraum; Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränke; Optimierung; Konfiguration

0 Einführung

Mit dem ständigen Anstieg des wirtschaftlichen Entwicklungsniveaus ist elektrische Energie zu einer der wesentlichen Energien für die aktuelle Produktion und den täglichen Lebensunterhalt geworden. Um eine normale Produktion und tägliche Aktivitäten sicherzustellen, muss jedes Aspekt der Stromversorgung vernünftig kontrolliert werden, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der Netzstromversorgung zu erhöhen. Die Verteilungsschränke im Verteilungsraum stellen den letzten Verbindungsglied zur Endnutzer dar. Die Sicherstellung der Stabilität und Wirtschaftlichkeit dieser Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränke und die Erreichung ihrer optimalen Auswahl sind entscheidende Maßnahmen, um die Sicherheit und Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten.

1 Haupttypen und Eigenschaften von Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränken in Verteilungsraumen

Bevor die Auswahl der Verteilungsschränke optimiert wird, ist es notwendig, ihre Haupttypen zu verstehen, um eine konkrete Grundlage für die Auswahl bereitzustellen.

1.1 Hochspannungsverteilungsschränke

Hochspannungsverteilungsschränke existieren nicht als einzelne Einheiten im Stromsystem. Sie bestehen hauptsächlich aus mehreren miteinander verbundenen Komponenten, einschließlich Steuereinrichtungen, Hochspannungsschaltern, Überwachungseinrichtungen, Signalübertragungsvorrichtungen und Schutzeinrichtungen, die ein multifunktionales komplexes System bilden.

Seit den 1980er Jahren wurden technische Reformen an Hochspannungsverteilungsschränken in China durchgeführt. Mit der Akkumulation von Forschungs- und Entwicklungs-Technologie und Anwendungserfahrung wurden zahlreiche neue Technologien in deren Entwicklung angewendet, was zu mehreren technologisch fortschrittlichen Produkten wie dem KYN28-Schrank und dem XGN15-12-Schrank führte.

(1) Betriebscharakteristika des KYN28-Schranks

Dieser Typ von Hochspannungsschrank besteht strukturell aus zwei Hauptteilen: dem Rollwagen (Auszugsstück) und dem Schrankkörper. Der Schrankkörper besteht hauptsächlich aus gestanzten Metalltrennwänden, die in vier unabhängige Abteilungen unterteilt sind: das Kabelabteil, das Rollwagenabteil, das Busbarabteil und das Instrumentenabteil. Die Rollwagen werden in Typen wie Schaltapparat-Rollwagen, Messgeräte-Rollwagen und PT-Rollwagen unterteilt. Die primären elektrischen Komponenten umfassen Vakuumschaltapparate, Hochspannungssicherungen, Kupferbusbars, Isolierkomponenten und Hochspannungsreaktoren. Die sekundären elektrischen Komponenten umfassen hauptsächlich Luftschaltapparate, Tasten, Messgeräte, umfassende Schutzeinrichtungen und Signallampen. Durch die Nutzung eines mittig montierten Rollwagens kann er eingefahren und ausgefahren werden, wodurch ein sicheres Trennpunkt zwischen dem primären System und anderen Systemen des Hochspannungsschranks geschaffen wird.

(2) Betriebscharakteristika des XGN15-12-Schranks

Der XGN15-12 ist ein neues Hochspannungsschaltgerät, das auf nationalen Standards für 35kV AC-Metallschaltgeräte entwickelt wurde. Es zeichnet sich nicht nur durch seine geringe Größe (nur 60% des Volumens von herkömmlichen Schaltgeräten) aus, sondern auch durch die hohe Zuverlässigkeit der Schaltapparate, exzellente Leistung und eine zwingende Verriegelungsfunktion. Es kann in Anwendungen mit Spannungen von 3,5kV bis 12kV und Strömen von 630A bis 3150A verwendet werden und erreicht einen Schutzgrad von IP2X. Benutzer können zwischen Feder- oder elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen wählen.

1.2 Niederspannungsverteilungsschränke

In der Produktserie der Niederspannungsverteilungsschränke gibt es hauptsächlich zwei Kategorien: Produkte, die auf relevanten internationalen Technologien basierend entwickelt wurden und internationale Qualitätszertifizierungen bestanden haben, und ausländische Produkte. Darunter gehören Serienprodukte, die auf internationalen Technologien basierend entwickelt wurden, hauptsächlich GCK-Niederspannungsschaltgeräte, GCS-Niederspannungsschaltgeräte und GGD-Niederspannungs-Wechselstrom-Schalttafeln. Ausländische Produkte werden hauptsächlich durch die MNS-Serie-Schränke der ABB Schweiz vertreten.

(1) Betriebscharakteristika des GCS-Schranks

Der GCS-Schrank ist eine der häufigsten Produktserien von Schubladenschaltgeräten. Er verwendet 8MF-offene Stahlprofile als Hauptrahmen des Schrankkörpers, mit Seitenplatten, die Gewindebohrungen mit einem Modul von 20mm/100mm und einem Innendurchmesser von 9,2mm [3] aufweisen. Verschiedene funktionsbezogene Abteilungen sind unabhängig und getrennt, hauptsächlich umfassen das Schubladenabteil, das Kabelabteil und das Busbarabteil. Das Kabelabteil ist unabhängig getrennt angeordnet, sodass Kabel bequem von oben oder unten einge- und ausgeführt werden können. Jeder GCS-Ausgangsschrank kann 11 vollwertige Schubladen oder 22 halbwertige Schubladen aufnehmen, was die Flexibilität der Schubladenkombinationen erhöht. Darüber hinaus ist innerhalb des Schubladenabteils eine mechanische Verriegelungseinrichtung installiert, um das Ein- und Ausschalten der Ausgangsschublade zu erleichtern.

(2) Betriebscharakteristika des MNS-Schranks

Dieser Typ von Schaltgerät ist ebenfalls eine Form von Niederspannungsschubladenschaltgerät. Er verwendet eine Hülle aus gebogenen Stahlblechen, die den Innenraum in drei grundlegende Abteilungen unterteilt: das Busbarabteil, das Kabelabteil und das Schubladenabteil (für Schubladen). Da das Busbarabteil hinten liegt, kann es auch als Doppelschrank konfiguriert werden. Der Busbar-Stil ist ähnlich dem GCS-Typ. Die Höhe der Schublade beträgt 200mm und sie ist mit einer mechanischen Verriegelungseinrichtung ausgestattet.

2 Grundlegende Prinzipien für die Auswahl von Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränken

Im Auswahlprozess für Verteilungsschränke ist die primäre Anforderung, sicherzustellen, dass die ausgewählten Hoch- und Niederspannungsschränke den Nutzungsanforderungen des Projekts entsprechen und die Zuverlässigkeit und Stabilität der Geräteoperation garantieren. Gleichzeitig müssen andere relevante Leistungsaspekte des Produkts, wie die Betriebseinfachheit, analysiert werden, um Geräte auszuwählen, die relativ einfach zu bedienen sind, um die Betriebsgenauigkeit zu verbessern. Zudem ist es wichtig, die Kostenanforderungen des Projekts zu analysieren, den genauen Projektbudget festzulegen, die Baukosten während der Umsetzung vernünftig zu kontrollieren, Rohstoffe und Ressourcen vollständig zu nutzen und eine effektive Kostenkontrolle zu erreichen.

2.1 Zuverlässigkeitsprinzip

Bei der Auswahl des Typs des Hochspannungsverteilungsschranks sollte, basierend auf der tatsächlichen Betriebsweise des Verteilungsraums, das grundlegende Ziel sein, die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Produkts zu gewährleisten. Es sollte eine umfassende Berücksichtigung der tatsächlichen Betriebsbedingungen des Hochspannungsschranks erfolgen, um Produkte mit höherer Zuverlässigkeit auszuwählen.

2.2 Einfachheitsprinzip

Derzeit verwenden die meisten Hochspannungsverteilungsschränke traditionelle Schutzvorrichtungen. Aufgrund der hohen Komplexität solcher Geräte ist die Wahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen ebenfalls relativ hoch, was signifikante Herausforderungen für spätere Betrieb und Wartung aufwirft. Daher sollten im Auswahlprozess, basierend auf der bestimmten Projektinvestitionslage und den spezifischen Konfigurationsanforderungen der Geräte, und unter Beachtung der grundlegenden Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung, Produkte ausgewählt werden, die sicherstellen, dass die herausnehmbaren Komponenten im Rollwagenschrank direkt auf dem Wagen montiert werden können und den Grundsätzen der bequemen Wartung und einfacher Austauschbarkeit entsprechen.

3 Optimale Auswahl von Hoch- und Niederspannungsverteilungsschränken in Verteilungsraumen

3.1 Optimale Auswahl von Hochspannungsverteilungsschränken

(1) Gewährleistung der Betriebszuverlässigkeit von Hochspannungsschränken

Bei der Auswahl von Hochspannungsverteilungsschränken müssen Untersuchungen zu den spezifischen Bedingungen der Stromversorgungsgeräte und der Investition in das Bauvorhaben durchgeführt werden. Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung sollten vor der umfassenden Auswahl analysiert werden. Um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu gewährleisten, müssen die herausnehmbaren Montagekomponenten im Rollwagen komplett auf den Wagen abnehmbar sein und einfache Bedienung und Austausch ermöglichen, um eine bequeme und schnelle Wartung des Hochspannungsschranks zu ermöglichen. Allerdings erfordert die Verwendung von Rollwagenschränken höhere Anforderungen an die Qualität der Bauausführung, insbesondere die Bodenebenheit. Um den Wagen in und aus dem Schaltgerät einfahren zu können, sollte die Oberfläche der Schienen im Inneren des Schranks mit dem Boden außerhalb des Schranks auf gleicher Höhe liegen. Bei der Justierung können Gummiunterlagen verlegt werden, um die Schwingungshäufigkeit des Schranks zu reduzieren und die Betriebsstabilität des Schaltgeräts zu erhöhen.

(2) Praktikabilität der Gerätebetriebsweise

Auf dem chinesischen Markt für Hochspannungsverteilungsschränke machen importierte Schränke etwa 50% des Marktan