Optimális kiválasztás a mag- és alacsony feszültségű elosztóskápek esetén az elosztótermekben

Kivonat: A dokumentum a teremtőházakban használt magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények fő típusainak és jellemzőinek elemzésén alapul, és megbeszéli ezek kiválasztásának alapelveit. Műszaki megbízhatóság, telepítési kényelmi és gazdasági szempontból vizsgálja a magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények kiválasztásának optimalizálási intézkedéseit, amelyek bizonyos mértékben hozzájárulnak a technikai és gazdasági teljesítményük javításához.

Kulcsszavak: Teremtőház; Magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények; Optimalizálás; Konfiguráció

0 Bevezetés

A folyamatosan növekvő gazdasági fejlettséggel a villamos energia vált az egyik legfontosabb energiaforrássá a jelenlegi termelésben és mindennapi életben. A normális termelés és mindennapi tevékenységek biztosítása érdekében a tápellátás minden aspektusát megfelelően kell ellenőrizni, hogy növelje a hálózat áramellátásának stabilitását és megbízhatóságát. A teremtőházakban található elosztó szekrények képviselik az elektronszolgáltatás végleges csomópontját a végső felhasználókhoz. Ezek magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények stabilitásának és gazdaságosságának biztosítása, valamint optimális kiválasztása létfontosságú intézkedés a hálózat biztonságának és stabilitásának garantálása szempontjából.

1 A teremtőházakban található magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények fő típusai és jellemzői

Az elosztó szekrények optimalizált kiválasztása előtt ismerni kell a fő típusokat, hogy konkrét alapot nyújtson a kiválasztáshoz.

1.1 Magas feszültségű elosztó szekrények

A magas feszültségű elosztó szekrények nem léteznek önálló egységekként a tápellátási rendszerben. Főleg olyan összekapcsolt komponensekből állnak, mint a vezérlő eszközök, magas feszültségű kapcsolók, figyelő eszközök, jelátviteli eszközök és védelmi berendezések, több funkciójú összetett rendszert formálva.

A 1980-es évektől kezdve Kínában technikai reformok történtek a magas feszültségű elosztó szekrényekkel kapcsolatban. Az R&D technológia és alkalmazási tapasztalatok gyűjtésével számos új technológia került bevezetésre, ami technológiai előrehaladást jelentett, mint például a KYN28 és az XGN15-12 szekrények fejlesztése.

(1) A KYN28 szekrény működési jellemzői

Ez a magas feszültségű szekrény szerkezetileg két fő részből áll: a dolly (kiveszhető rész) és a szekrénytest. A szekrénytest főleg dúsított fémmel készített osztóperekből van összeállítva, négy független szektorra osztva: a kábelek szektor, a dolly szektor, a buszsáv szektor és a műszer szektor. A dollies kategóriákba sorolhatók, mint például a környezeti dollies, mérő dollies és PT dollies. Az elsődleges elektromos komponensek közé tartoznak a vakuum környezeti kapcsolók, magas feszültségű biztosítékok, réz buszsávok, izoláló komponensek és magas feszültségű reaktorok. A másodlagos elektromos komponensek főleg levegő környezeti kapcsolók, gombok, műszerek, átfogó védelmi eszközök és jelzőfények. A közepén helyezkedő kiveszhető dolly lehetővé teszi a behúzását és kihúzását, így biztonságos leválasztási pontot hoz létre a magas feszültségű szekrény elsődleges rendszerének és más rendszereinek között.

(2) Az XGN15-12 szekrény működési jellemzői

Az XGN15-12 egy új típusú teljes körű magas feszültségű kapcsoló berendezés, amely országos szabványok alapján készült 35kV AC fémbevonatú kapcsoló berendezésre. Nem csak kis méretű (csak 60%-a a hagyományos kapcsoló berendezések térfogatának), de nagy megbízhatóságú, kiváló teljesítményű, és erős kötelező zárórendszere van. Használható 3.5kV-tól 12kV-ig terjedő nominális feszültségnél, és 630A-tól 3150A-ig terjedő nominális áramnál, IP2X védelmi osztályt ér el. A felhasználók választhatnak rugó-hajtású vagy elektromos hajtású működtetési mechanizmus között.

1.2 Alacsony feszültségű elosztó szekrények

Az alacsony feszültségű elosztó szekrények termékcsaládjában két fő kategória van: a nemzetközi technológiák alapján fejlesztett, nemzetközileg minősített termékek, és a külföldi termékek. A nemzetközi technológiák alapján fejlesztett sorozatok között főleg a GCK alacsony feszültségű kapcsoló berendezés, a GCS alacsony feszültségű kapcsoló berendezés, és a GGD alacsony feszültségű AC kapcsoló panel. A külföldi termékek főleg az ABB Svájc MNS sorozatú elosztó szekrényeket jelentik.

(1) A GCS szekrény működési jellemzői

A GCS szekrény a leggyakrabban használt termékcsalád a dobozos kapcsoló berendezések között. 8MF nyílt szekció acélt használ a szekrénytest fő keretének, ahol a szélső lemezeken 20mm/100mm modulusú, 9.2mm belső átmérőjű rosca lyukak vannak [3]. A különböző funkcionális szektorok függetlenek és elkülönültek, főleg a dobozegység szektor, a kábel szektor, és a buszsáv szektor. A kábel szektor függetlenül van elkülönítve, így a kábelek egyszerűen be- és kimenhetnek a tetejéről vagy az aljáról. Minden GCS adagoló szekrény 11 teljes egységű vagy 22 fél egységű dobozt tud elfogadni, növelve a doboz kombinációk rugalmasságát. Továbbá a dobozegységben mechanikai zárórendszer található, amely segít a kimeneti doboz kinyitásában és bezárásában.

(2) Az MNS szekrény működési jellemzői

Ez a kapcsoló berendezés egy másik alacsony feszültségű dobozos kapcsoló berendezés. Hajtogatott acélból készült fedéllel rendelkezik, amely a belső térét három alapvető szektorra osztja: a buszsáv szektor, a kábel szektor, és a dobozegység szektor (dobozok számára). Mivel a buszsáv szektor a háttérben található, ezért kétképpen is konfigurálható. A buszsáv stílusa hasonló a GCS típushoz. A dobozegység magassága 200mm, és mechanikai zárórendszerrel van ellátva.

2 Alapelvek a magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények kiválasztásához

Az elosztó szekrények kiválasztási folyamatában az elsődleges követelmény, hogy a kiválasztott magas- és alacsony feszültségű szekrények megfeleljenek a projekt használati igényeinek, és garantálják a berendezések működésének megbízhatóságát és stabilitását. Ugyanakkor a termék más, kapcsolódó teljesítményei, mint például a működés egyszerűsége, is analizálni kell, hogy kiválaszthassunk relatív egyszerűen működő berendezéseket, ezzel javítva a működési pontosságot. Ezenfelül fontos a projekt költségalapjainak elemzése, a pontos projekt költségvetésének meghatározása, a telepítési költségek megfelelő ellenőrzése, a nyersanyagok és erőforrások teljes kihasználása, és a hatékony költségkontroll elérése.

2.1 Megbízhatósági elv

A magas feszültségű elosztó szekrény típusának kiválasztásakor, a teremtőház tényleges működésének alapján, az alapvető cél a termék biztonságának és megbízhatóságának garantálása. Teljes körűen figyelembe kell venni a magas feszültségű szekrény tényleges működési feltételeit, hogy megbízhatóbb termékeket válasszunk.

2.2 Egyszerűségi elv

Jelenleg a legtöbb magas feszültségű elosztó szekrény hagyományos védelmi berendezéseket használ. Ez a felszerelés nagy összetettsége miatt a hibaelőfordulás valószínűsége is magas, ami jelentős kihívást jelent a későbbi üzemeltetés és karbantartás szempontjából. Ezért a kiválasztási folyamat során, a meghatározott projektköltségek és a berendezések konkrét konfigurációs követelményeinek alapján, a tápellátás megbízhatóságának alapvető követelményeire építve, olyan termékeket kell kiválasztani, amelyek biztosítják, hogy a dobozban található kiveszhető komponensek közvetlenül a dollyra telepíthetőek legyenek, és megfeleljenek a karbantartás és cserének egyszerűségének elvének.

3 A teremtőházakban található magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények optimális kiválasztása

3.1 A magas feszültségű elosztó szekrények optimális kiválasztása

(1) A magas feszültségű szekrények működési megbízhatóságának biztosítása

A magas feszültségű elosztó szekrények kiválasztásakor, a tápellátási berendezések és a projektköltségek konkrét feltételeit kell megvizsgálni. A tápellátás megbízhatóságának követelményeit meg kell vizsgálni, mielőtt komplex kiválasztást hozunk. A tápellátás megbízhatóságának biztosítása érdekében a dobozon belüli kiveszhető komponensek teljesen kiveszhetőek kell, hogy legyenek a dollyra, és egyszerű műveletekkel és cserével, hogy a magas feszültségű szekrény gyors és kényelmes karbantartása lehessen. Viszont, ha dobozos szekrényeket használunk, a civilműszaki minőségi követelmények, különösen a padló egyenletessége, magasabbak. A dolly könnyű be- és kihúzásához a szekrény belsejében található rillerek felülete egyenlő legyen a szekrényen kívüli padlóval. A finomhangoláskor gumipadakat lehet használni, hogy csökkentsük a szekrény rezgései frekvenciáját, és javítsuk a kapcsoló berendezés működési stabilitását.

(2) A berendezések működésének praktikussága

A kínai magas feszültségű elosztó szekrény-piacán az importált szekrények körülbelül 50%-át teszik ki a piaci részesedést, ami a hazai termékekkel hasonló. A működési stabilitás és más kapcsolódó feltételek alapján ez a két típusú szekrénynek saját előnyei és hátrányai vannak. A gyakorlati alkalmazás során a tényleges helyzetek alapján kell megfelelően kiválasztani.

Bár a hazai magas feszültségű szekrényeknek, mint például a mérsékelt ár, a nagy megbízhatóság és a teljes körű utánpéldájárvizsgálat, előnyei vannak, a méreteink nagyobbak, ami jelentősebb telepítési területet igényel. Ha a teremtőházban korlátozott a telepítési tér, akkor importált magas feszültségű szekrényeket kell kiválasztani. Relatív tekintettel, az importált magas feszültségű szekrények nem csak megfelelő komponens-elrendezés, kis méret és nagy megbízhatósággal rendelkeznek, de széles alkalmazási skálájuk is van. Azonban áruk jelentősen drágábbak, mint a hazai berendezések, és az utánpéldájárvizsgálat nem olyan gyorsan reagál. Az optimalizált kiválasztási folyamat során ezek erősségeinek és gyengeségeinek alapján szükséges teljes körű egyensúlyozást végrehajtani.

(3) Egyszerű működés és karbantartás

Alacsony karbantartási követelmények és egyszerűsített karbantartás a jövőbeni fontos fejlesztési irányok az elosztó szekrényeknél. Jelenleg Kínában a legtöbb magas feszültségű elosztó szekrény hagyományos elektromos irányítási és védelmi relé technológiát használ. Ez a technológia nem csak növeli a hiba előfordulási valószínűségét, de növeli a felszerelés összetettségét is, ami növeli a későbbi használat során a karbantartási munkaterhelést. Ez alapján olyan elosztó szekrényeket kell kiválasztani, amelyek haladó intelligens védelmi berendezésekkel rendelkeznek, hogy csökkentsék a karbantartási munkaterhelést, és takarítsanak meg munkaerő költségeket. Gazdasági szempontból az intelligens magas feszültségű elosztó szekrények a kiválasztási folyamat során jó választások.

3.2 Az alacsony feszültségű elosztó szekrények optimális kiválasztása

(1) Az alacsony feszültségű szekrények technikai paramétereinek megfelelő meghatározása

Az alacsony feszültségű elosztó szekrény modelljének kiválasztása előtt meghatároznunk kell a technikai paramétereit, és ezek előre meghatározott paraméterei alapján kell kiválasztani. Ezen alapján, az alacsony feszültségű szekrény nominális feszültségét, nominális áramát, nominális frekvenciáját, telepítési területét, valamint más paramétereit, mint például a szekrénynek a tápellátás csúcspontján elviselnie kellene a feszültség, és a főbusz áramának csúcspontját, valamint a szekrény funkcionális egység típusát, a maximális nominális áramát, és a burkolat védelmi besorolását (IP kód) kell meghatározni.

(2) Az alacsony feszültségű szekrények komponenseinek funkcionális követelményeinek optimalizálása

Az alacsony feszültségű elosztó szekrények optimális kiválasztási folyamat során a komponensek követelményeinek elemzése szükséges, főleg a telepítési módszer, a szekrény funkcionális moduljai, a telepítés egyszerűsége, a működési környezeti hőmérséklet, és a szekrény mérete. Ugyanakkor a környezeti kapcsolók kiválasztására is figyelemmel kell lenni, hogy a főkapcsolónak emlékeztető, földhíz-kapcsoló, riasztó, hiba-jelző, és háromfázisú védelem (LSI) funkciói legyenek. Továbbá támogatnia kell különböző szintű interlock műveleteket, mint például a zóna-szelektív interlock, hogy a különböző funkcionális kiegészítők modularizálását elérjük.

3.3 Az elosztó szekrények védelmi komponenseinek optimális kiválasztása

Egy alkalmas elosztó szekrénynek képesnek kell lennie arra, hogy különböző használati környezetekhez alkalmazkodjon, és megfelelő funkcionális védelmi képességeket rendelkezzen. Általában a magas- és alacsony feszültségű elosztó szekrények védelmi komponenseiként használják a biztosítókat vagy a környezeti kapcsolókat. Amikor az áram meghaladja a beállított értéket, a biztosító hajtása melegítés miatt olvad, vagy a környezeti kapcsoló kitilt, így a körzetet és a disztribúciós rendszert leválasztva védi. A védelmi komponensek különböző szempontokból optimálisan kiválaszthatók.

(1) A költségi szempontból

A komponensek költségi szempontjából a biztosítók piaci ára alacsony, míg a Formált Hullú Környezeti Kapcsolók (MCCB) vagy Mini Környezeti Kapcsolók (MCB) piaci ára többszörös vagy többszöröse lehet a biztosítóknak. Ha az összes projektköltség alacsony, akkor a biztosítókat lehet kiválasztani a védelmi komponensként.

(2) A karbantartás kényelmi szempontjából

Amikor rövidzárlat történik, és a környezeti kapcsoló (MCB/MCCB) kitilt, a kapcsoló érintkezői sérülhetnek. Idővel ez a környezeti kapcsoló helytelen működéséhez vezethet. Ezért, amikor a biztosító kitilt, a biztosító hajtását gyorsan cserélni kell, hogy a védelmi funkció visszaálljon. A környezeti kapcsoló (MCB/MCCB) rövidzárlat után, ajánlott ellenőrizni, és ha sérült, cserélni kell.

(3) A körzet védelmi követelményeinek szempontjából

Mivel a biztosítók viszonylag alacsony érzékenységgel bírnak a vonal túlzott terhelésére, ezért általában csak rövidzárlat-védelemre használják őket, kivéve a közönséges világítási körzeteket. Ellenben a környezeti kapcsolók (MCB/MCCB) nagy érzékenységgel bírnak a túlzott terhelésre és túlmenő áramra. Amikor fűtési körzetek, fűtőkábel kimenetek, illetve vezérlő körzetek védelme szükséges, a környezeti kapcsolók (MCB/MCCB) kell, hogy a védelmi komponensek legyenek.

4 Következtetés

A lakossági termelésben és mindennapi életben a villamos energia igényének növekedésével a tápellátás gazdaságossága és stabilitása fontos célok lettek a disztribúciós rendszerek optimalizálásában. A teremtőházakban található elosztó szekrények a végső csomópontot képezi a tápellátás végfelhasználókhoz való továbbításában, és nagy mennyiségben használják őket. Ahhoz, hogy a termelés és a mindennapi élet villamos energiájának igényeit biztosítsák, és gazdaságosságot érjenek el a teremtőházak elosztó szekrényeinek építésében, a disztribúciós szekrények kiválasztási tervét technikai és gazdasági szempontból optimalizálni kell, hogy a technikai megbízhatóság és a gazdaságosság is egyidejűleg biztosított legyen.