Optimal na Piliin ng High at Low Voltage Distribution Cabinets sa Distribution Rooms

Abstract: Batay sa pagsusuri ng pangunahing uri at katangian ng mga high at low voltage distribution cabinets sa distribution rooms, ang papel na ito ay nagtalakay tungkol sa mga pangunahing prinsipyo para sa pagpili nito. Mula sa perspektibo ng teknikal na kapani-paniwalan, kadaliang pag-install, at ekonomiya, inaanalisa ang mga pamamaraan ng optimisasyon para sa pagpili ng mga high at low voltage distribution cabinets, na naglalaro ng isang tiyak na papel sa pagpapabuti ng kanilang teknikal at ekonomiko na performance.

Keywords: Distribution Room; High at Low Voltage Distribution Cabinets; Optimisasyon; Konfigurasyon

0 Introduction

Sa patuloy na pagtaas ng antas ng ekonomiko, ang elektrikong enerhiya ay naging isa sa mga mahalagang pinagkukunan ng enerhiya para sa kasalukuyang produksyon at pang-araw-araw na buhay. Upang matiyak ang normal na produksyon at araw-araw na gawain, kailangan ng maayos na kontrol sa bawat aspeto ng power supply upang mapataas ang estabilidad at kapani-paniwalan ng grid power supply. Ang mga distribution cabinets sa distribution room ay kumakatawan sa huling link na nagbibigay ng elektrikong enerhiya sa mga end-users. Ang pagtiyak sa estabilidad at ekonomiya ng mga high at low voltage distribution cabinets, at ang pagkamit ng kanilang optimal na pagpili, ay mga mahalagang hakbang para matiyak ang seguridad at estabilidad ng power grid.

1 Pangunahing Uri at Katangian ng High at Low Voltage Distribution Cabinets sa Distribution Rooms

Bago magsimula ang proseso ng optimisasyon ng pagpili ng distribution cabinets, kinakailangang maintindihan ang kanilang pangunahing uri upang magbigay ng konkretong batayan para sa pagpili.

1.1 High Voltage Distribution Cabinets

Ang high voltage distribution cabinets ay hindi umiiral bilang individual na yunit sa power system. Sila ay pangunahin na binubuo ng ilang interconected na komponente kabilang ang control equipment, high voltage switches, monitoring equipment, signal transmission devices, at protection equipment, na bumubuo ng multi-functional complex system.

Simula noong 1980s, ang teknikal na reporma ay ginawa para sa high voltage distribution cabinets sa Tsina. Sa pag-accumulate ng R&D technology at application experience, maraming bagong teknolohiya ang na-apply sa kanilang pag-unlad, na nagresulta sa ilang teknikal na advanced na produkto tulad ng KYN28 cabinet at XGN15-12 cabinet.

(1) Operating Characteristics of the KYN28 Cabinet

Ang uri ng high voltage cabinet na ito ay struktural na binubuo ng dalawang pangunahing bahagi: ang handcart (withdrawable part) at ang cabinet body. Ang cabinet body ay pangunahin na nakakabit mula sa stamped metal partitions, na nahahati sa apat na independent compartments: ang cable compartment, handcart compartment, busbar compartment, at instrument compartment. Ang handcarts ay nakaklasi sa mga uri tulad ng circuit breaker handcarts, metering handcarts, at PT handcarts. Ang primary electrical components ay kasama ang vacuum circuit breakers, high-voltage fuses, copper busbars, insulating components, at high-voltage reactors. Ang secondary electrical components ay pangunahin ang air circuit breakers, buttons, meters, comprehensive protection devices, at signal lights. Ang paggamit ng middle-mounted withdrawable handcart nagbibigay-daan sa ito na maided sa loob at labas, na lumilikha ng ligtas na disconnection point sa pagitan ng primary system at iba pang sistema ng high voltage cabinet.

(2) Operating Characteristics of the XGN15-12 Cabinet

Ang XGN15-12 ay isang bagong uri ng high-voltage complete switchgear product na inihanda batay sa pambansang pamantayan para sa 35kV AC metal-enclosed switchgear. Ito ay may small size (only 60% of the volume of ordinary switchgear) at mataas na circuit breaker reliability, excellent performance, at forced interlocking function. Ito ay maaaring gamitin sa aplikasyon na may rated voltages from 3.5kV to 12kV at rated currents from 630A to 3150A, achieving a protection class of IP2X. Ang mga user ay maaaring pumili sa spring-operated o electromagnetic operating mechanisms.

1.2 Low Voltage Distribution Cabinets

Sa serye ng produkto ng low voltage distribution cabinets, mayroong pangunahing dalawang kategorya: mga produkto na inihanda batay sa relevant international technology na naka-pass ng international quality certification, at mga foreign products. Sa kanila, ang serye ng produkto na inihanda batay sa international technology pangunahin ang GCK low-voltage switchgear, GCS low-voltage switchgear, at GGD low-voltage AC switchboards. Ang mga foreign products ay pangunahin ang MNS series distribution cabinets na inilabas ng ABB Switzerland.

(1) Operating Characteristics of the GCS Cabinet

Ang GCS cabinet ay isa sa mga pinakakaraniwang serye ng produkto ng drawer-type switchgear. Ito ay gumagamit ng 8MF open-section steel bilang pangunahing frame ng cabinet body, na may side plates na may threaded holes na may modulus ng 20mm/100mm at internal diameter ng 9.2mm [3]. Ang iba't ibang functional compartments ay independent at separated, pangunahin ang drawer unit compartment, cable compartment, at busbar compartment. Ang cable compartment ay may independent separation, na nagbibigay-daan sa convenient entry at exit ng cables mula sa itaas o ilalim. Bawat GCS feeder cabinet ay maaaring i-accommodate 11 full-unit drawers o 22 half-unit drawers, na nagpapataas ng flexibility ng drawer combinations. Bukod dito, may mechanical interlock device na nakalagay sa drawer unit para sa madaling disconnection at closing ng output drawer.

(2) Operating Characteristics of the MNS Cabinet

Ang uri ng switchgear na ito ay isang anyo rin ng low-voltage withdrawable switchgear. Ito ay gumagamit ng shell na gawa sa bent steel plates, na nahahati ang internal space sa tatlong basic compartments: ang busbar compartment, cable compartment, at unit compartment (para sa drawers). Dahil ang busbar compartment ay nasa likuran, ito ay maaari ring ikonfigure bilang double-sided cabinet. Ang busbar style na ginagamit ay katulad ng GCS type. Ang taas ng unit drawer ay 200mm, at ito ay equipped ng mechanical interlocking device.

2 Basic Principles for Selecting High at Low Voltage Distribution Cabinets

Sa proseso ng pagpili ng distribution cabinets, ang pangunahing requirement ay tiyakin na ang napiling high at low voltage cabinets ay sumasaklaw sa pangangailangan ng project at nagtitiyak ng reliabilidad at estabilidad ng operasyon ng equipment. Samantalang, iba pang related performance aspects ng produkto, tulad ng kadaliang operasyon, ay dapat analisin upang piliin ang equipment na mas madali na gamitin, na nagpapataas ng operational accuracy. Bukod dito, mahalaga rin ang analisis ng cost requirements ng project, tukuyin ang accurate project budget, maayos na kontrolin ang construction costs sa panahon ng implementation, fully utilize raw materials at resources, at makamit ang effective cost control.

2.1 Reliability Principle

Kapag pumili ng uri ng high voltage distribution cabinet, batay sa aktwal na operasyon ng distribution room, ang pangunahing layunin ay tiyakin ang seguridad at reliabilidad ng produkto. Komprehensibong pagtingin ay dapat ibigay sa aktwal na operasyon ng high voltage cabinet upang piliin ang mga produkto na may mas mataas na reliabilidad.

2.2 Simplicity Principle

Kasalukuyan, ang karamihan ng high voltage distribution cabinets ay gumagamit ng tradisyonal na protection devices. Dahil sa mataas na complexity ng ganitong equipment, ang probability ng failure ay relatibong mataas din, na nagbibigay ng malaking hamon sa subsequent operation and maintenance. Dahil dito, sa proseso ng pagpili, batay sa tiyak na project investment situation at specific configuration requirements ng equipment, at sumunod sa basic requirements para sa power supply reliability, dapat piliin ang mga produkto na nagbibigay-daan sa withdrawable components sa handcart cabinet na maaaring direkta na i-install sa trolley at sumunod sa principles ng convenient maintenance at easy replacement.

3 Optimal Selection of High at Low Voltage Distribution Cabinets in Distribution Rooms

3.1 Optimal Selection of High Voltage Distribution Cabinets

(1) Ensuring Operational Reliability of High Voltage Cabinets

Kapag pumili ng high voltage distribution cabinets, kinakailangang mag-conduct ng imbestigasyon sa spesipikong kondisyon ng power supply equipment at construction project investment. Ang requirements para sa power supply reliability ay dapat analisin bago gawin ang komprehensibong pagpili. Upang matiyak ang power supply reliability, ang withdrawable assembly components sa handcart ay dapat totally removable sa trolley at nagbibigay-daan sa simple operation at replacement, na nagpapadali at mabilis na maintenance ng high voltage cabinet. Gayunpaman, kapag gumagamit ng handcart cabinets, ang requirements para sa civil construction quality, lalo na ang floor levelness, ay mas mataas. Upang madali ang trolley na makapunta pabalik sa switchgear, ang top surface ng rails sa loob ng cabinet ay dapat pantay sa floor sa labas ng cabinet. Ang rubber pads ay maaaring gamitin sa adjustment upang mabawasan ang frequency ng vibration ng cabinet at mapataas ang operational stability ng switchgear.

(2) Practicality of Equipment Operation

Sa Chinese high voltage distribution cabinet market, ang imported cabinets ay nangangamkam ng halos 50% ng market share, na katumbas ng domestic products. Batay sa operational stability at iba pang related conditions, ang dalawang uri ng cabinets ay may kanilang respective advantages at disadvantages. Sa practical application, ang selection ay dapat gawin nang maayos batay sa actual situation.

Bagama't ang domestic high voltage cabinets ay may advantages tulad ng moderate price, high reliability, at comprehensive after-sales service, ang kanilang volume ay kadalasang malaki, na nangangailangan ng substantial installation space. Kapag ang installation space sa distribution room ay limitado, kinakailangan ang imported high voltage cabinets. Relatively, ang imported high voltage cabinets ay hindi lamang may reasonable component layout, small size, at high reliability, ngunit may wide range of applications din. Gayunpaman, ang kanilang presyo ay significantly mas mataas kaysa sa domestic equipment, at ang after-sales support ay maaaring hindi responsive. Sa proseso ng optimization selection, kinakailangan ang comprehensive trade-off batay sa mga strengths at weaknesses na ito.

(3) Simple Operation and Maintenance

Ang low maintenance requirements at simplified maintenance ay mahalagang future development directions para sa distribution cabinets. Kasalukuyan, ang karamihan ng high voltage distribution cabinets sa China ay gumagamit ng traditional electrical control at protection relay technology. Ang teknolohiya na ito ay hindi lamang nagdudulot ng mataas na probability ng failure, ngunit nagdudulot rin ng complexity ng equipment, na nagdudulot ng increased maintenance workload sa subsequent use. Batay dito, dapat piliin ang distribution cabinets na equipped ng advanced intelligent protection devices upang mabawasan ang maintenance workload at save labor costs. Mula sa economic perspective, ang intelligent high voltage distribution cabinets ay isang mahusay na choice sa proseso ng pagpili.

3.2 Optimal Selection of Low Voltage Distribution Cabinets

(1) Reasonably Determining Technical Parameters of Low Voltage Cabinets

Bago pumili ng modelo ng low voltage distribution cabinet, kailangang matukoy ang teknikal na parameters nito, at ang pagpili ay dapat gawin ayon sa mga pre-determined parameters. Sa base nito, kailangang linawin ang rated voltage, rated current, rated frequency, installation space, at iba pang parameters ng low voltage cabinet. Ang parameters tulad ng withstand current na dapat tanggapin ng cabinet sa panahon ng power supply peaks at peak current ng main busbar ay dapat analisin. Bukod dito, ang functional unit type, maximum rated current, at enclosure protection rating (IP code) ng distribution cabinet ay dapat ikumpirma.

(2) Optimizing Functional Requirements for Components in Low Voltage Cabinets

Sa proseso ng optimal selection para sa low voltage distribution cabinets, ang analysis ng component requirements ay dapat gawin, pangunahin ang installation method, functional modules ng cabinet, simplicity ng installation, operating ambient temperature, at cabinet dimensions. Samantalang, dapat bigyan ng pansin ang pagpili ng circuit breakers, tiyakin na ang main breaker ay may functions tulad ng memory, ground fault protection, alarm, fault indication, at three-stage protection (LSI). Dapat suportahan ito ng iba't ibang levels ng interlocking operations tulad ng zone-selective interlocking, striving to achieve modularization of various functional accessories.

3.3 Optimal Selection of Protection Components in Distribution Cabinets

Ang suitable distribution cabinet ay dapat maaaring adapt sa iba't ibang usage environments at may corresponding functional protection capabilities. Karaniwan, ang high at low voltage distribution cabinets ay gumagamit ng fuses o circuit breakers bilang protection components. Kapag ang current ay lumampas sa set value, ang fuse link ay natutunaw dahil sa init, o ang circuit breaker ay trip, na nagdudulot ng disconnection ng circuit at proteksyon ng distribution system. Ang protection components ay dapat optimized mula sa iba't ibang perspectives.

(1) Cost Perspective

Mula sa perspektibo ng component cost, ang market price ng fuses ay mababa, samantalang ang market price ng Molded Case Circuit Breakers (MCCBs) o Miniature Circuit Breakers (MCBs) ay maaaring ilang beses hanggang sa sampung beses mas mataas kaysa sa fuses. Kung ang overall project budget ay mababa, maaaring piliin ang fuses bilang protection component.

(2) Maintenance Convenience Perspective

Kapag ang short-circuit fault ay nangyari at nag-cause ng trip, ang contacts ng MCB/MCCB ay maaaring magkaroon ng damage. Sa huli, ito ay maaaring magresulta sa failure ng breaker na tama na operasyon. Dahil dito, pagkatapos ng short-circuit fault trip sa fuse, ang fuse link ay dapat palitan agad upang matiyak ang restoration ng protection function. Pagkatapos ng short-circuit trip ng MCB/MCCB, recommended ang inspection, at maaaring kailangan ng replacement kung damaged.

(3) Circuit Protection Requirements Perspective

Dahil ang fuses ay may relatively low sensitivity sa line overloads, sila ay karaniwang ginagamit lamang para sa short-circuit protection, maliban sa common lighting circuits. Sa kabilang banda, ang MCBs/MCCBs ay may mataas na sensitivity sa overload at overcurrent. Kapag nagprotekta ng mga circuit tulad ng heating loops, socket outlets, at control circuits, ang MCBs/MCCBs ay dapat gamitin bilang protection components.

4 Conclusion

Sa patuloy na pagtaas ng demand para sa elektrikong enerhiya sa residential production at pang-araw-araw na buhay, ang ekonomiya at estabilidad ng power supply ay naging mahalagang layunin para sa optimization ng distribution systems. Ang distribution cabinets sa distribution room ay kumakatawan sa huling link na nagbibigay ng power sa end-users, at ginagamit nang malawak. Upang matiyak na nasasakop ang electricity demands ng produksyon at pang-araw-araw na buhay habang nakakamit ng economic benefits sa construction ng distribution room cabinets, ang selection scheme para sa distribution cabinets ay dapat optimized mula sa teknikal at ekonomiko na perspektibo, na nagtitiyak na parehong teknikal na reliabilidad at ekonomiya ay nasasakop nang sabay-sabay.