Optimal selección de armarios de distribución de alta e baixa tensión en salas de distribución
Resumo: Com base na análise dos principais tipos e características dos armarios de distribución de alta e baixa tensión nas salas de distribución, este artigo discute os principios básicos para a selección destes armarios. Desde as perspectivas da fiabilidade técnica, facilidade de instalación e economía, analizanse as medidas de optimización para a selección de armarios de distribución de alta e baixa tensión, o que xoga un certo papel na mellora do seu rendemento técnico e económico.
Palabras clave: Sala de Distribución; Armarios de Distribución de Alta e Baixa Tensión; Optimización; Configuración
0 Introdución
Con o continuo aumento nos niveis de desenvolvemento económico, a enerxía eléctrica converteuse nunha das fuentes de enerxía esenciais para a produción e a vida diaria actuais. Para garantir a produción e as actividades diarias normais, todos os aspectos do suministro de enerxía deben ser controlados de maneira razonable para aumentar a estabilidade e a fiabilidade da rede de suministro de enerxía. Os armarios de distribución na sala de distribución representan o último elo que entrega a enerxía eléctrica aos usuarios finais. Garantir a estabilidade e a economía destes armarios de distribución de alta e baixa tensión, e lograr a súa selección óptima, son medidas cruciais para garantir a seguridade e a estabilidade da rede de suministro de enerxía.
1 Principais Tipos e Características dos Armarios de Distribución de Alta e Baixa Tensión nas Salas de Distribución
Antes de optimizar a selección de armarios de distribución, é necesario comprender os seus principais tipos para proporcionar unha base concreta para a selección.
1.1 Armarios de Distribución de Alta Tensión
Os armarios de distribución de alta tensión non existen como unidades individuais no sistema de enerxía. Eles consisten principalmente en varios componentes interconectados, incluíndo equipos de control, interruptores de alta tensión, equipos de monitorización, dispositivos de transmisión de sinais e equipos de protección, formando un sistema multifuncional complexo.
Desde a década de 1980, se levaron a cabo reformas técnicas nos armarios de distribución de alta tensión en China. Con a acumulación de tecnoloxía de I+D e experiencia de aplicación, numerosas novas tecnoloxías foron aplicadas no seu desenvolvemento, levando a produtos tecnológicamente avanzados como o armario KYN28 e o armario XGN15-12.
(1) Características de Operación do Armario KYN28
Este tipo de armario de alta tensión estruturalmente consta de dúas partes principais: o carretón (parte extraíble) e o corpo do armario. O corpo do armario está principalmente ensamblado a partir de particións metálicas estampadas, dividido en catro compartimentos independentes: o compartimento de cabos, o compartimento de carretón, o compartimento de barras colectoras e o compartimento de instrumentos. Os carretóns están categorizados en tipos como carretóns de interruptor, carretóns de medida e carretóns PT. Os componentes eléctricos primarios inclúen interruptores de vacío, fusibles de alta tensión, barras colectoras de cobre, componentes aislantes e reactores de alta tensión. Os componentes eléctricos secundarios inclúen principalmente interruptores de aire, botóns, medidores, dispositivos de protección integral e lumes de sinal. Utilizando un carretón extraíble montado no medio, permite que sexa introducido e sacado, creando un punto de desconexión seguro entre o sistema primario e outros sistemas do armario de alta tensión.
(2) Características de Operación do Armario XGN15-12
O XGN15-12 é un novo produto de equipo de conmutación completo de alta tensión desenvolvido baseándose en estándares nacionais para equipos de conmutación metálicos de 35kV AC. Non só ten un tamaño pequeno (apenas o 60% do volume do equipamento de conmutación común), senón que tamén ten unha alta fiabilidade de interruptor, un rendemento excelente e unha función de interbloqueo forzoso. Pode utilizarse en aplicacións con voltaxes nominais de 3,5kV a 12kV e correntes nominais de 630A a 3150A, logrando unha clase de protección IP2X. Os usuarios poden escoller entre mecanismos operativos de molla ou electromagnéticos.
1.2 Armarios de Distribución de Baixa Tensión
Na serie de produtos de armarios de distribución de baixa tensión, hai principalmente dúas categorías: produtos desenvolvidos baseándose en tecnoloxías internacionais relevantes que pasaron a certificación de calidade internacional e produtos estranxeiros. Entre eles, os produtos en série desenvolvidos baseándose en tecnoloxía internacional inclúen principalmente o quadro de conmutación de baixa tensión GCK, o quadro de conmutación de baixa tensión GCS e o tablero de conmutación de corrente alternada de baixa tensión GGD. Os produtos estranxeiros están principalmente representados polo armario de distribución da serie MNS producido por ABB Suiza.
(1) Características de Operación do Armario GCS
O armario GCS é unha das series de produtos máis comúns de equipos de conmutación de cajón. Emprega acero de sección aberta 8MF como o marco principal do corpo do armario, con placas laterais que presentan orificios roscados con un módulo de 20mm/100mm e un diámetro interno de 9,2mm [3]. Os diversos compartimentos funcionais son independentes e separados, principalmente incluíndo o compartimento de unidades de cajón, o compartimento de cabos e o compartimento de barras colectoras. O compartimento de cabos está disposto con separación independente, permitindo que os cabos entren e saian convenientemente pola parte superior ou inferior. Cada armario alimentador GCS pode acomodar 11 cajones de unidade completa ou 22 cajones de media unidade, aumentando a flexibilidade das combinacións de cajones. Ademais, está instalado un dispositivo de interbloqueo mecánico dentro da unidade de cajón para facilitar a desconexión e o pechado do cajón de salida.
(2) Características de Operación do Armario MNS
Este tipo de equipo de conmutación tamén é unha forma de equipo de conmutación extraíbel de baixa tensión. Emprega unha carcasa feita de chapas de acero dobradas, dividindo o espazo interno en tres compartimentos básicos: o compartimento de barras colectoras, o compartimento de cabos e o compartimento de unidades (para cajóns). Como o compartimento de barras colectoras está situado na parte traseira, tamén pode configurarse como un armario de dous lados. O estilo de barras colectoras usado é semellante ao tipo GCS. A altura do cajón de unidade é de 200mm, e está equipado con un dispositivo de interbloqueo mecánico.
2 Principios Básicos para a Selección de Armarios de Distribución de Alta e Baixa Tensión
No proceso de selección de armarios de distribución, o requisito principal é asegurar que os armarios de alta e baixa tensión seleccionados cumpran as necesidades de uso do proxecto e garanticen a fiabilidade e a estabilidade do funcionamento do equipo. Ao mesmo tempo, deben analizarse outras características relacionadas do produto, como a simplicidade de operación, para seleccionar equipos relativamente fáciles de operar, mellorando así a precisión operativa. Ademais, é esencial analizar os requisitos de custo do proxecto, determinar o presuposto de proxecto exacto, controlar razoablemente os custos de construción durante a implementación, aproveitar plenamente as materias primas e recursos, e lograr un control de custos eficaz.
2.1 Principio de Fiabilidade
Ao seleccionar o tipo de armario de distribución de alta tensión, baseándose na operación real da sala de distribución, o obxectivo fundamental é garantir a seguridade e a fiabilidade do produto. Debe darlle unha consideración comprehensiva ás condicións reais de operación do armario de alta tensión para seleccionar produtos con maior fiabilidade.
2.2 Principio de Simplicidade
Actualmente, a maioría dos armarios de distribución de alta tensión utilizan dispositivos de protección tradicionais. Debido á alta complexidade deste equipo, a probabilidade de fallo tamén é relativamente alta, o que supón un desafío significativo para a operación e manutención posteriores. Polo tanto, durante o proceso de selección, baseándose na situación de investimento do proxecto determinada e nos requisitos específicos de configuración do equipo, e aderindo aos requisitos básicos de fiabilidade do suministro de enerxía, deben seleccionarse produtos que aseguren que os componentes extraíveis no armario de carretón poidan instalarse directamente no carretón e satisfacer os principios de manutención conveniente e substitución fácil.
3 Selección Óptima de Armarios de Distribución de Alta e Baixa Tensión nas Salas de Distribución
3.1 Selección Óptima de Armarios de Distribución de Alta Tensión
(1) Asegurar a Fiabilidade Operativa dos Armarios de Alta Tensión
Ao seleccionar armarios de distribución de alta tensión, deben realizarse investigacions sobre as condicións específicas do equipo de suministro de enerxía e a investimento do proxecto de construción. Os requisitos de fiabilidade do suministro de enerxía deben analizarse antes de facer unha selección comprehensiva. Para garantir a fiabilidade do suministro de enerxía, os componentes de montaxe extraíbel no carretón deben poder ser completamente removidos ao carretón e permitir unha operación e substitución simples, facilitando a manutención conveniente e rápida do armario de alta tensión. No entanto, cando se usan armarios de carretón, os requisitos de calidade da construción civil, especialmente o nivel do chan, son máis altos. Para facilitar o movemento do carretón para dentro e para fóra do equipo de conmutación, a superficie superior das raíls dentro do armario debe estar nivelada co chan exterior do armario. Poden usarse almofadas de borracha durante o axuste para reducir a frecuencia de vibración do armario e aumentar a estabilidade operativa do equipo de conmutación.
(2) Praticidade da Operación do Equipo
No mercado chino de armarios de distribución de alta tensión, os armarios importados ocupan aproximadamente o 50% do mercado, comparables aos produtos nacionais. Xudgando polo nivel de estabilidade operativa e outras condicións relacionadas, estes dous tipos de armarios teñen as súas vantaxes e desvantaxes respectivas. Na aplicación práctica, a selección debe facerse de maneira razonable segundo a situación real.
Aínda que os armarios de alta tensión nacionais teñen ventaxes como prezos moderados, alta fiabilidade e servizo posventa comprehensivo, o seu volume é en xeral grande, requirendo un espazo de instalación substancial. Cando o espazo de instalación na sala de distribución é limitado, deben seleccionarse armarios de alta tensión importados. Relativamente, os armarios de alta tensión importados non só teñen unha disposición de componentes razonable, un tamaño pequeno e alta fiabilidade, senón que tamén teñen un rango de aplicación relativamente amplo. No entanto, o seu prezo é significativamente máis alto que o dos equipos nacionais, e o soporte posventa pode non ser tan rápido. Durante o proceso de selección optimizada, é necesario un compromiso comprehensivo baseado nestas vantaxes e desvantaxes.
(3) Operación e Manutención Simples
Baixos requisitos de manutención e manutención simplificada son importantes direccións de desenvolvemento futuras para os armarios de distribución. Actualmente, a maioría dos armarios de distribución de alta tensión en China usan tecnoloxía de control eléctrico tradicional e relés de protección. Esta tecnoloxía non só aumenta a probabilidade de fallos, senón que tamén engade a complexidade do equipo, levando a un aumento do traballo de manutención durante o uso posterior. Basándose nisto, deben seleccionarse armarios de distribución equipados con dispositivos de protección inteligentes avanzados para reducir o traballo de manutención e ahorrar costos de man de obra. Desde unha perspectiva económica, os armarios de distribución de alta tensión inteligentes son unha boa opción durante o proceso de selección.
3.2 Selección Óptima de Armarios de Distribución de Baixa Tensión
(1) Determinar Razonablemente os Parámetros Técnicos dos Armarios de Baixa Tensión
Antes de seleccionar o modelo do armario de distribución de baixa tensión, deben determinarse os seus parámetros técnicos, e a selección debe facerse segundo estes parámetros predeterminados. Sobre esta base, deben clarificar o voltaxe nominal, a corrente nominal, a frecuencia nominal, o espazo de instalación e outros parámetros do armario de baixa tensión. Deben analizarse parámetros como a corrente de resistencia que o armario debe sufrir durante picos de suministro de enerxía e a corrente máxima da barra colectora principal. Ademais, deben confirmarse o tipo de unidade funcional, a corrente nominal máxima e a clasificación de protección da carcasa (código IP) do armario de distribución.
(2) Optimizar os Requisitos Funcionais dos Componentes nos Armarios de Baixa Tensión
Durante o proceso de selección óptima de armarios de distribución de baixa tensión, debe realizarse unha análise dos requisitos de componentes, principalmente incluíndo o método de instalación, os módulos funcionais do armario, a simplicidade de instalación, a temperatura ambiente de operación e as dimensións do armario. Ao mesmo tempo, debe prestar atención á selección de interruptores, asegurando que o interruptor principal teña funcións como memoria, protección contra fallos a terra, alarma, indicación de fallos e protección en tres etapas (LSI). Tamén debe admitir diferentes niveis de operacións de interbloqueo, como o interbloqueo selectivo por zonas, esforzándose por lograr a modularización de varios accesorios funcionais.
3.3 Selección Óptima de Componentes de Protección nos Armarios de Distribución
Un armario de distribución adecuado debe poder adaptarse a diferentes entornos de uso e ter capacidades de protección funcional correspondientes. Xeralmente, os armarios de distribución de alta e baixa tensión usan fusibles ou interruptores como componentes de protección. Cando a corrente excede un valor establecido, o elemento fusible se derrete debido ao calor, ou o interruptor salta, interrompendo así o circuito e protexendo o sistema de distribución. Os componentes de protección poden seleccionarse de maneira óptima desde diferentes perspectivas.
(1) Perspectiva de Custo
Desde a perspectiva do custo de componentes, o prezo de merc
