Conception de nouveaux types d'armoires de distribution électrique
Dans le domaine de l'ingénierie électrique moderne, les armoires et les boîtes de distribution jouent le rôle de "centres nerveux" pour la distribution et le contrôle de l'énergie. La qualité de leur conception détermine directement la sécurité, la fiabilité et l'efficacité économique de l'ensemble du système d'alimentation en énergie. Avec des exigences de puissance de plus en plus complexes et un niveau croissant d'intelligence, la conception des équipements de distribution est passée d'un simple "logement de composants électriques" à une tâche d'ingénierie systémique intégrative, englobant la mécanique structurale, la compatibilité électromagnétique, la gestion thermique, l'interaction homme-machine et le contrôle intelligent. Cet article explorera les stratégies de conception optimisée pour les armoires de distribution haute tension/basse tension et les boîtes de distribution du point de vue de la conception.
I. Armoires de Distribution Haute Tension/Basse Tension : Optimisation de la Conception au Niveau Système
Les armoires de distribution haute tension/basse tension sont l'équipement central dans les salles de distribution. Leur conception doit atteindre un équilibre optimal entre la fiabilité, la praticité et l'économie.
Conception Structurale : Modularité et Facilité d'Entretien
Conception à Tiroirs/Amovible (par exemple, KYN28) : Il s'agit actuellement de la conception à haute fiabilité la plus répandue. En montant des composants clés comme les disjoncteurs sur des "tiroirs" ou "chariots" amovibles, elle permet un entretien en toute sécurité "sous conditions déconnectées". La conception doit prendre en compte avec précision le nivellement des rails et du sol pour assurer un mouvement fluide du chariot. L'amortissement des vibrations est réalisé par la pose de tapis en caoutchouc isolant, reflétant la coordination entre la conception structurelle et la construction civile.
Disposition Spatiale et Séparation en Compartiments : Les armoires comme la KYN28 utilisent des cloisons métalliques pour diviser l'armoire en compartiments distincts (par exemple, chambre de câbles, chambre de chariot, chambre de barres de cuivre, compartiment d'instruments), réalisant une zonation fonctionnelle et une isolation électrique, ce qui empêche efficacement la propagation des pannes. La disposition doit être conçue avec précision en fonction des dimensions des composants, des exigences de dissipation de chaleur et des distances de sécurité électrique.
Conception à Tiroirs Basse Tension (par exemple, GCS, MNS) : Ces armoires basse tension utilisent des unités à tiroirs, améliorant considérablement l'efficacité de maintenance. La conception doit prendre en compte l'interverrouillage mécanique des tiroirs, la solidité des rails et la fiabilité des connecteurs pour assurer des connexions électriques stables malgré des branchements/débranchements fréquents.
Sélection des Composants et Conception des Fonctions de Protection
Stratégie de Protection : Le cœur de la conception réside dans la configuration des fonctions de protection. Les fusibles sont peu coûteux mais ne conviennent que pour la protection contre les courts-circuits et nécessitent un remplacement. Les disjoncteurs à vide ou les disjoncteurs SF6, en revanche, offrent une protection complète contre les surcharges et les courts-circuits et sont réutilisables, ce qui en fait le choix préféré pour les charges complexes. La sélection des composants de protection doit se faire en fonction des caractéristiques de la charge (par exemple, moteurs, éclairage, équipements électroniques).
Intégration Intelligente : Les systèmes de protection basés sur des relais traditionnels sont complexes et ont un taux de défaillance élevé. La tendance moderne est d'intégrer des relais de protection multifonctionnels intelligents. Ces appareils combinent les fonctions de mesure, de protection, de commande et de communication en un seul dispositif, simplifiant les circuits secondaires, améliorant la fiabilité du système et fournissant des interfaces pour une future connexion aux systèmes de gestion de l'énergie (EMS) ou aux systèmes de gestion des bâtiments (BAS).
Conception Économique et Pratique
Compromis Entre National et Importé : Les armoires nationales (par exemple, GCS) offrent des prix modérés et un service après-vente pratique, mais ont souvent une emprise physique plus grande. Les armoires importées (par exemple, MNS d'ABB) offrent une technologie avancée et une taille compacte, mais avec des coûts plus élevés et potentiellement des cycles de réparation plus longs. Les concepteurs doivent faire un choix global en fonction du budget du projet, de l'espace de la salle de distribution et des capacités de maintenance.
Conception Paramétrique : Un calcul précis du courant nominal maximal de la barre principale et du courant de tenue court est essentiel. Sur la base de ces calculs, des spécifications appropriées de barre et de la classe de protection IP de l'armoire doivent être sélectionnées pour assurer un fonctionnement sûr même sous des conditions de charge maximale.
II. Boîtes de Distribution : Conception Axée sur le Détail et l'Innovation
En tant que points terminaux de la distribution d'énergie, la conception des boîtes de distribution se concentre davantage sur la commodité d'installation, l'adaptabilité à l'environnement et l'expérience utilisateur.
Conception de la Méthode d'Installation
Montage en Surface vs Montage Encastré : La conception des boîtes de distribution à montage en surface (par exemple, en utilisant des supports en angle ou des goujons d'expansion métalliques) doit prendre en compte la capacité portante du mur et le positionnement précis des points de fixation. Les boîtes de distribution encastrées nécessitent une coordination étroite avec la construction civile pour assurer des dimensions et des niveaux précis des ouvertures préformées, et pour éviter la contamination de la boîte lors de l'enduit ultérieur, exigeant des dessins de conception extrêmement précis.
Conception d'Innovation Structurelle et Matérielle
Exemple de Conception Brevetée :
Résistance et Stabilité : L'ajout de nervures surélevées sur l'intérieur de la porte et de rainures correspondantes sur le cadre de la porte crée une structure de type "mortaise et tenon" lorsque la porte est fermée, renforçant considérablement la rigidité de la porte et la stabilité globale, résolvant le problème courant de déformation des portes en tôle traditionnelles.
Conception de Réduction du Bruit : Les parois internes intègrent une couche de mousse d'aluminium avec des trous ronds. La mousse d'aluminium est un matériau léger et poreux dont les micropores internes convertissent les ondes sonores en chaleur, absorbant et éliminant efficacement le bruit opérationnel, créant ainsi un environnement plus silencieux.
Efficacité Énergétique et Contrôle Précis : L'intégration interne de circuits de compensation filtrée (filtrage harmonique + correction du facteur de puissance) élimine non seulement les harmoniques du réseau mais améliore également le facteur de puissance, réduisant directement les pertes de ligne. Simultanément, des circuits de détection indépendants de courant et de tension fournissent des données de consommation d'énergie précises pour le système, facilitant l'analyse et l'optimisation ultérieure de l'efficacité énergétique.
Conception de Sécurité et de Maintenance
Isolation et Essai : La conception doit inclure une procédure d'essai d'isolation. Après l'installation, un mégohmmètre de 500V doit être utilisé pour tester la résistance d'isolation entre les phases, phase-terre, phase-neutre, etc., pour s'assurer qu'elle répond aux normes. Cela est fondamental pour garantir la sécurité du personnel et de l'équipement.
Conception de Dissipation Thermique : Des persiennes sont intégrées dans le panneau arrière pour la dissipation de la chaleur, mais cela doit être coordonné avec la conception de réduction du bruit. Cette conception brevetée utilise efficacement l'absorption sonore de la mousse d'aluminium, permettant des ouvertures de ventilation sans provoquer de fuites sonores significatives, résolvant astucieusement le conflit entre la dissipation de la chaleur et la réduction du bruit.
