Optimalna selekcija niskonaponskih i visokonaponskih raspodelnih ormara u raspodelnim sobama

Apstrakt: Na osnovu analize glavnih tipova i karakteristika visokonaponskih i niskonaponskih raspodelnih ormara u raspodelnim sobama, ovaj rad diskutuje osnovne principa za izbor ovih ormara. Sa aspekta tehničke pouzdanosti, lakšeg montaža i ekonomije, analizirane su optimizacione mere za izbor visokonaponskih i niskonaponskih raspodelnih ormara, što igra određenu ulogu u poboljšanju njihovih tehničkih i ekonomskih performansi.

Ključne reči: Raspodelna soba; Visokonaponski i niskonaponski raspodelni ormar; Optimizacija; Konfiguracija

0 Uvod

Sa stalnim porastom nivoa ekonomskog razvoja, električna energija postala je jedan od ključnih izvora energije za trenutnu proizvodnju i svakodnevni život. Da bi se osigurala normalna proizvodnja i svakodnevne aktivnosti, svaki aspekt snabdevanja strujom mora biti razumno kontrolisan kako bi se povećala stabilnost i pouzdanost mreže. Raspodelni ormari u raspodelnim sobama predstavljaju krajnji članac koji dostavlja električnu energiju koncovim korisnicima. Osiguranje stabilnosti i ekonomije ovih visokonaponskih i niskonaponskih raspodelnih ormara, kao i postizanje optimalnog izbora, su ključne mere za osiguranje bezbednosti i stabilnosti strujne mreže.

1 Glavni Tipovi i Karakteristike Visokonaponskih i Niskonaponskih Raspodelnih Ormara u Raspodelnim Sobama

Pre optimizacije izbora raspodelnih ormara, potrebno je razumeti njihove glavne tipove kako bi se pružila konkretan osnov za izbor.

1.1 Visokonaponski Raspodelni Ormari

Visokonaponski raspodelni ormari ne postoje kao pojedinačni elementi unutar sistema snabdevanja strujom. Oni uglavnom sastoje se od nekoliko međusobno povezanih komponenti, uključujući kontrolnu opremu, visokonaponske prekidače, nadzornu opremu, uređaje za prijenos signala i zaštitnu opremu, formirajući multifunkcionalni kompleksni sistem.

Od 1980-ih godina, tehnološke reforme su poduzezane za visokonaponske raspodelne ormare u Kini. Sa akumulacijom tehnologije istraživanja i razvoja i iskustva u primeni, mnoge nove tehnologije su primenjene u njihovom razvoju, doveli do nekoliko naprednih proizvoda sa tehnološkim napretkom, kao što su KYN28 ormar i XGN15-12 ormar.

(1) Radne karakteristike KYN28 ormara

Ovaj tip visokonaponskog ormara strukturno sastoji se od dva glavna dela: vagoneta (izvlačivog dela) i tela ormara. Telo ormara uglavnom se sastoji od štampanih metalnih particija, podeljeno na četiri nezavisna odseka: odsek za kablove, odsek za vagonete, odsek za bus bar i odsek za instrumente. Vagoneti su klasifikovani u tipove poput vagoneta prekidača, vagoneta za merenje i vagoneta PT. Primarni električni komponenti uključuju vakuumski prekidače, visokonaponske prekidnike, bakrene bus bare, izolacione komponente i visokonaponske reaktore. Sekundarni električni komponenti uglavnom uključuju vazdušne prekidače, dugmiće, mere, kompleksne zaštitne uređaje i signalne svetle. Koristeći srednji izvlačivi vagonet, omogućava se njegovo izvlačenje i ubacivanje, stvarajući sigurnu tačku odsečenja između primarnog sistema i drugih sistema visokonaponskog ormara.

(2) Radne karakteristike XGN15-12 ormara

XGN15-12 je novi tip kompletnog visokonaponskog prekidača razvijen na osnovu nacionalnih standarda za 35kV AC metalne zatvorene prekidačne opreme. Osim malog obima (samo 60% zapremine obične prekidačne opreme), ima i visoku pouzdanost prekidača, odlične performanse i funkciju prisilne interlokiranosti. Može se koristiti u aplikacijama sa nominalnim naponetima od 3.5kV do 12kV i nominalnim strujama od 630A do 3150A, ostvarujući stupanj zaštite IP2X. Korisnici mogu izabrati mehanizam sa oprugama ili elektromagnetski operativni mehanizam.

1.2 Niskonaponski Raspodelni Ormari

U seriji proizvoda niskonaponskih raspodelnih ormara, postoje uglavnom dve kategorije: proizvodi razvijeni na osnovu relevantnih internacionalnih tehnologija koji su prošli internacionalnu kvalitetnu certifikaciju, i inozemni proizvodi. Među njima, serije proizvoda razvijene na osnovu internacionalnih tehnologija uglavnom uključuju GCK niskonaponske prekidačne ormare, GCS niskonaponske prekidačne ormare i GGD niskonaponske AC prekidačne ploče. Inozemni proizvodi su uglavnom predstavljeni MNS serijom raspodelnih ormara proizvedenih od strane ABB Švicarska.

(1) Radne karakteristike GCS ormara

GCS ormar je jedna od najčešćih serija proizvoda niskonaponskih prekidačnih ormara. Koristi otvorene profilne čelikove profilke 8MF kao glavni okvir tela ormara, sa bočnim pločama koje imaju navojne otvorke sa modulom 20mm/100mm i unutrašnjim prečnikom 9.2mm [3]. Različiti funkcioni odseci su nezavisni i razdvojeni, uglavnom uključuju odsek za vagonete, odsek za kablove i odsek za bus bar. Odsek za kable je organizovan sa nezavisnom segregacijom, omogućavajući lako ulazak i izlazak kabela odozgo ili odozdo. Svaki GCS isporučni ormar može smestiti 11 punih vagoneta ili 22 poluvagoneta, povećavajući fleksibilnost kombinacija vagoneta. Takođe, unutar vagoneta je instaliran mehanički interlokiranje da bi omogućilo isključivanje i zatvaranje izlaznog vagoneta.

(2) Radne karakteristike MNS ormara

Ovaj tip prekidača je takođe forma niskonaponskog izvlačivog sklopovinskog ormara. Koristi ogrtač iz savijenih čelikovih ploča, deli unutrašnji prostor na tri osnovna odseka: odsek za bus bar, odsek za kable i odsek za jedinice (za vagonete). Pošto je odsek za bus bar smešten u zadnjem delu, može biti konfigurisan kao dvostranani ormar. Stil bus bara koji se koristi je sličan GCS tipu. Visina jedinice vagoneta je 200mm, i opremljen je mehaničkim interlokiranjem.

2 Osnovni Principi za Izbor Visokonaponskih i Niskonaponskih Raspodelnih Ormara

U procesu izbora raspodelnih ormara, osnovni zahtev je da se osigura da izabrani visokonaponski i niskonaponski ormari ispunjavaju potrebe projekta i garantuju pouzdanost i stabilnost rada opreme. Istovremeno, moraju se analizirati i druge povezane performanse proizvoda, kao što je jednostavnost upravljanja, kako bi se izabrao oprema koja je relativno laka za upotrebu, time unapređujući preciznost rada. Takođe, važno je analizirati zahteve projekta u pogledu troškova, odrediti tačan budžet projekta, razumno kontrolisati troškove izgradnje tokom implementacije, potpuno iskoristiti sirovine i resurse, i postići efektivnu kontrolu troškova.

2.1 Princip Pouzdanosti

Pri izboru tipa visokonaponskog raspodelnog ormara, na osnovu stvarne operacije raspodelne sobe, osnovni cilj je da se osigura bezbednost i pouzdanost proizvoda. Treba dati kompleksnu pažnju stvarnim uslovima rada visokonaponskog ormara kako bi se izabrali proizvodi sa većom pouzdanosti.

2.2 Princip Jednostavnosti

Trenutno, većina visokonaponskih raspodelnih ormara koristi tradicionalne zaštitne uređaje. Zbog visoke složenosti takve opreme, verovatnoća greške je takođe relativno visoka, što predstavlja veliki izazov za kasnije održavanje i servisiranje. Stoga, u procesu izbora, na osnovu utvrđene situacije investicija u projekt i specifičnih zahteva za konfiguraciju opreme, i poštovanju osnovnih zahteva za pouzdanost snabdevanja strujom, treba izabrati proizvode koji osiguravaju da se izvlačivi komponenti u vagonetu mogu direktno instalirati na vagonet i zadovoljavaju principi lako održavanja i jednostavne zamene.

3 Optimalan Izbor Visokonaponskih i Niskonaponskih Raspodelnih Ormara u Raspodelnim Sobama

3.1 Optimalan Izbor Visokonaponskih Raspodelnih Ormara

(1) Osiguranje Radne Pouzdanosti Visokonaponskih Ormara

Pri izboru visokonaponskih raspodelnih ormara, moraju se provesti istraživanja o specifičnim uslovima opreme za snabdevanje strujom i investicijama u projekt. Zahtevi za pouzdanost snabdevanja strujom treba biti analizirani pre nego što se donese kompleksan izbor. Da bi se osigurala pouzdanost snabdevanja strujom, izvlačivi sklopovinski komponenti u vagonetu moraju biti potpuno izvlačivi na vagonet i omogućiti jednostavno upravljanje i zamenu, olakšavajući brzo i lako održavanje visokonaponskog ormara. Međutim, kada se koriste vagoneti, zahtevi za kvalitetom građevinskih radova, posebno ravnotom poda, su viši. Da bi se omogućilo lako izvlačenje i ubacivanje vagoneta u prekidač, gornja površina relsa unutar ormara treba biti ravna sa podom van ormara. Prilikom podešavanja, mogu se koristiti gume kako bi se smanjila frekvencija vibracija ormara i poboljšala operativna stabilnost prekidača.

(2) Praktičnost Radne Opste

Na tržištu visokonaponskih raspodelnih ormara u Kini, uvezeni ormari zauzimaju oko 50% tržišne kvote, što je slično domaćim proizvodima. Sudjevši po operativnoj stabilnosti i drugim povezanim uslovima, ova dva tipa ormara imaju svoje prednosti i mane. U praktičnoj primeni, izbor mora biti razuman i u skladu sa stvarnim situacijom.

Iako domaći visokonaponski ormari imaju prednosti kao što su umjerena cijena, visoka pouzdanost i kompletna poslijeprodajna podrška, njihov volumen je uglavnom velik, zahtijevajući značajan prostor za instalaciju. Kada je prostor za instalaciju u raspodelnoj sobi ograničen, moraju se izabrati uvezeni visokonaponski ormari. Relativno gledano, uvezeni visokonaponski ormari nemaju samo razumnu raspodjelu komponenata, manji volumen i visoku pouzdanost, već imaju i relativno širok spektar primene. Međutim, njihova cijena je značajno veća od domaće opreme, a poslijeprodajna podrška može biti manje responsivna. U procesu optimizacije izbora, potrebno je uraditi kompleksnu kompromisnu procjenu na osnovu ovih prednosti i mana.

(3) Jednostavno Upotrebljivanje i Održavanje

Niska zahtjevanja za održavanjem i pojednostavljeno održavanje su važne smerove budućeg razvoja raspodelnih ormara. Trenutno, većina visokonaponskih raspodelnih ormara u Kini koristi tradicionalne električne kontrole i zaštitne releje. Ova tehnologija ne samo povećava verovatnoću greške, već i povećava složenost opreme, što dovodi do povećanja opterećenja održavanja tijekom kasnijeg korišćenja. Na osnovu toga, treba izabrati raspodelne ormare opremljene naprednim inteligentnim zaštitnim uređajima kako bi se smanjilo opterećenje održavanja i sprovedene su uštede na radnoj snazi. S ekonomskog stajališta, inteligentni visokonaponski raspodelni ormari predstavljaju dobar izbor u procesu izbora.

3.2 Optimalan Izbor Niskonaponskih Raspodelnih Ormara

(1) Razumno Određivanje Tehničkih Parametara Niskonaponskih Ormara

Prije izbora modela niskonaponskog raspodelnog ormara, njegovi tehnološki parametri moraju biti određeni, i izbor treba biti izvršen prema tim unaprijed određenim parametrima. Na osnovu toga, moraju biti definisani nominalni napon, nominalna struja, nominalna frekvencija, prostor za instalaciju i drugi parametri niskonaponskog ormara. Parametri kao što su struja koju ormar mora izdržati tokom vrhunskih perioda snabdevanja strujom i vrhunska struja glavnog bus bara treba biti analizirani. Takođe, potrebno je potvrditi tip funkcionalne jedinice, maksimalnu nominalnu struju i stupanj zaštite kućišta (IP kod) raspodelnog ormara.

(2) Optimizacija Funkcionalnih Zahtjeva Komponenti u Niskonaponskim Ormarima

U procesu optimalnog izbora niskonaponskih raspodelnih ormara, treba izvršiti analizu zahtjeva za komponentama, uključujući način instalacije, funkcionalne module ormara, lakoću instalacije, radnu temperaturu okruženja i dimenzije ormara. Istovremeno, potrebno je obratiti pažnju na izbor prekidača, osiguravajući da glavni prekidač ima funkcije poput memorije, zaštite od zemljišta, alarm, indikacije greške i tri-nivo zaštite (LSI). Takođe, treba podržavati različite nivoje interlokiranja kao što je selektivno interlokiranje, teći modularizaciji različitih funkcionalnih dodataka.

3.3 Optimalan Izbor Komponenti Zaštite u Raspodelnim Ormari

Pogodan raspodelni ormar mora biti sposoban da se prilagodi različitim uslovima korišćenja i poseduje odgovarajuće funkcionalne kapacitete zaštitnih komponenti. Obično, visokonaponski i niskonaponski raspodelni ormari koriste prekidnike ili prekidače kao komponente zaštitu. Kada struja premaši određenu vrednost, prekidnički most topi se zbog zagrijavanja, ili prekidač isključuje, time prekidajući krug i zaštitivši raspodelni sistem. Komponente zaštite mogu biti optimalno izabrane sa različitih aspekata.

(1) Aspekt Troškova

Sa aspekta troškova komponenti, tržišna cijena prekidnika je niska, dok tržišna cijena Formiranih Plastičnih Prekidača (MCCB) ili Miniature Prekidača (MCB) može biti nekoliko puta do desetina puta veća od cijene prekidnika. Ako je ukupni budžet projekta nizak, prekidnici mogu biti izabrani kao komponente zaštite.

(2) Aspekt Lakšeg Održavanja

Kada dođe do greške kratkog spoja i dogodi se isključenje, kontakti MCB/MCCB mogu patiti oštećenja. Sa vremenom, to može dovesti do nepravilnog funkcionisanja prekidača. Stoga, nakon isključenja prekidnika zbog kratkog spoja, prekidnički most mora biti promenjen pravo vreme kako bi se osigurala funkcija zaštite. Nakon isključenja MCB/MCCB zbog kratkog spoja, preporučuje se inspekcija, a može biti potrebna zamena ako su oštećeni.

(3) Aspekt Zahtjeva za Zaštitom Kruga

Zbog relativno niske osjetljivosti prekidnika na preopterećenje linija, oni se obično koriste samo za zaštitu od kratkog spoja, osim u običnim svetlosnim krugovima. U suprotnom, MCB/MCCB imaju visoku osjetljivost na preopterećenje i prekomjernu struju. Kada se zaštitavaju krugovi poput zagrijavanja petlji, utičnice i kontrolni krugovi, MCB/MCCB moraju biti korišteni kao komponente zaštite.

4 Zaključak

Sa porastom potrebe za električnom energijom u stanovničkoj proizvodnji i svakodnevnog života, ekonomija i stabilnost snabdevanja strujom postale su važni ciljevi optimizacije raspodelnih sistema. Raspodelni ormari u raspodelnim sobama predstavljaju krajnji članac koji dostavlja struju koncovim korisnicima, i koriste se u velikim količinama. Da bi se osigurala ispunjava potreba za strujom u proizvodnji i svakodnevnim životom, uz postizanje ekonomskih koristi u izgradnji ormara u raspodelnim sobama, shema izbora raspodelnih ormara mora biti optimizirana sa aspekta tehnologije i ekonomije, osiguravajući da su istovremeno zadovoljeni i tehnička pouzdanost i ekonomija.