Дизајн на нов тип електрични распределбени шкафови

В современата електротехника, распределбените шкафови и кутии служат како „нервни центрови“ за распределба и контрол на електричната енергија. Квалитетот на нивниот дизајн директно ја определува безбедноста, надежноста и економичноста на целата систем за снабдување со електрична енергија. Со зголемување на комплексните барања за електрична енергија и повисок степен на интелигенција, дизајнот на опремата за распределба се развил од просто „складирање на електрични компоненти“ во целостна задача за системска инженеринга која интегрира структурална механика, електромагнетна компатибилност, термална управување, човек-машинско интеракција и интелигентен контрол. Овој чланак ќе истражи стратегии за оптимизација на дизајнот на високонапонски/низконапонски распределбени шкафови и кутии од гледна точка на дизајн.

I. Високонапонски/Низконапонски распределбени шкафови: Оптимизација на системскиот дизајн

Високонапонските/низконапонски распределбени шкафови се основна опрема во распределбени соби. Нивниот дизајн мора да постигне оптимална балансирање меѓу надежност, практичност и економичност.

• Структурен дизајн: Модуларност и одржување

• Дизајн со ладица/извлекувач (на пр. KYN28): Ова е моментално доминантниот дизајн со висока надежност. Поставувањето на клучни компоненти како прекинувачи на извлекувачи или „лари“ овозможува безбедно одржување под услови на деенергиране. Дизајнот мора прецизно да ги разгледа патеките и равнината на подот за да се осигура гладко движење на ларот. Гасењето на вибрацијата се постигува со слагање на изолациони гумени плочи, што покажува координација помеѓу структурниот дизајн и градежниот процес.

• Просторна распоредба и секционирање: Шкафови како KYN28 користат метални прегради за да го поделат шкафот на посебни секции (на пр. кабелска камера, камера за лар, камерата за главна магистрала, камерата за приказници), постигнувајќи функционално зонирање и електрична изолација, што ефективно го спречува ширењето на грешки. Распоредбата мора прецизно да се дизајнира според димензиите на компонентите, барањата за отстраниување на топлина и електричните безбедносни размакувања.

• Низконапонски дизајн со ладица (на пр. GCS, MNS): Овие низконапонски шкафови користат ладички единици, значително подобрувајќи ефикасноста на одржувањето. Дизајнот мора да ги разгледа механичкиот механизам на ладиците, јачината на релсовите и надежноста на конекторите за да се осигура стабилна електрична врска, иако се врши често повлакање/поставување.

• Избор на компоненти и дизајн на функцијата за заштита

• Стратегија за заштита: Јадрото на дизајнот е конфигурацијата на функциите за заштита. Предохранителите се евтини, но се соодветни само за заштита против кратко колување и потребни се замена. Вакуумски прекинувачи или SF6 прекинувачи обезбедуваат целостна заштита против прекомерна нагласа и кратко колување и можат да се повторно користат, што ги прави предочено избор за комплексни оптеретувања. Изборот на компонентите за заштита треба да се базира на карактеристиките на оптеретувањето (на пр. мотори, осветлување, електронска опрема).

• Интеграција на интелигенција: Традиционалните системи за заштита базирани на реле се комплексни и имаат висок процент на грешки. Сучасната тенденција во дизајнот е да се интегрираат интелигентни многуфункционални реле за заштита. Овие уреди комбинираат мерене, заштита, контрола и комуникација во една единица, поедноставувајќи вторичните кружници, подобрувајќи надежноста на системот и давајќи интерфејси за будуќа поврзување со системи за управување со енергијата (EMS) или системи за автоматизација на згради (BAS).

• Економски и практичен дизајн

• Трговска компромисна решенија: Домаќи vs. Извозни: Домаќите шкафови (на пр. GCS) понудуваат умерени цени и удобна послепродажна услуга, но често имаат поголем физички простор. Извозните шкафови (на пр. ABB's MNS) имаат напредна технологија и компактен размер, но доаѓаат со поголеми трошоци и потенцијално подолги циклуси за поправка. Дизајнерите треба да направат целостен избор според бюджетот на проектот, просторот на распределбената соба и капацитетите за одржување.

• Параметарски дизајн: Прецизно пресметување на максималната номинална ток на главната магистрала и краткотрајната ток на оддржливиот ток е есенцијално. На основа на овие пресметки, мора да се изберат соодветни спецификации на магистралата и степен на заштита од влага (IP) на шкафот за да се осигура безбедна работа дури и под услови на врхунски оптеретувања.

II. Распределбени кутии: Дизајн фокусиран на детали и иновации

Како крајни точки на распределба на електричната енергија, дизајнот на распределбените кутии се фокусира повеќе на удобноста на инсталацијата, адаптивноста на околината и корисничката искуство.

• Дизајн на методот на инсталација

• Настанување на површината vs. Настанување во површина: Дизајнот на распределбената кутија на површината (на пр. користење на ѕидни ракови или метални експанзионни болци) мора да го разгледа капацитетот на ѕидот за носење и прецизно позиционирање на фиксирачки точки. Распределбените кутии во површина бараат тесна координација со градежниот процес за да се осигураат точни димензии и нивоа на предформирани отвори, и да се спречи контаминацијата на кутијата во текот на последователното цементирање, барајќи високо прецизни дизајнски слики.

• Структурен и материјален дизајн на иновации

• Пример на патентски дизајн:

• Јачина и стабилност: Додавање на издигнати ребра на внатрешната страна на вратата и соодветни канали на рамката на вратата создава „гребен-дупка“ тип структура кога е затворена, значително подобрувајќи јачината на вратата и целостната стабилност, решавајќи заеднички проблеми со деформација на традиционалните врати од листови.

• Дизајн за намалување на шумот: Внатрешните зидови вклучуваат слој од алуминиев пен со кругли отвори. Алуминиевиот пен е легки, порозен материјал чијата внатрешна микропорозност конвертира звукот во топлина, ефективно го апсорбира и елиминира оперативниот шум, создавајќи по тиха околина.

• Енергетска ефикасност и прецизен контрол: Внатрешна интеграција на кружници за компензација на филтер (хармонички филтер + корекција на факторот на моќта) не само елиминира хармониите на мрежата, туку и подобрува факторот на моќта, директно намалувајќи губитоци на линијата. Едновремено, независни кружници за детекција на ток и напон даваат прецизни податоци за консумација на енергија на системот, облеснувајќи следната анализа и оптимизација на енергетската ефикасност.

• Безбедносен и одржувачки дизајн

• Изолација и тестiranje: Дизајнот мора да вклучува процедура за тестирање на изолацијата. По инсталацијата, мора да се користи 500V меггер (тестер за изолациони отпор) за да се тестира изолациониот отпор помеѓу фази, фаза-земја, фаза-нейтрал, итн., за да се осигура дека одговара на стандарди. Ова е основно за осигурување на безбедноста на личностите и опремата.

• Дизајн за отстранување на топлина: Лувери се вклучени во задната панела за отстранување на топлина, но ова мора да се координира со дизајнот за намалување на шумот. Овој патентски дизајн ефективно го користи ефикасниот алуминиев пен за апсорбиране на звук, дозволувајќи вентилациони отвори без значајна изливница на шум, интелигентно решавајќи конфликтот помеѓу отстранувањето на топлина и намалувањето на шумот.