공기 절연 지능형 진공 링 메인 유닛
기술 분야
본 실용 신안은 링 메인 유닛의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 공기 절연 지능형 진공 링 메인 유닛에 관한 것이다.
배경 기술
링 메인 유닛은 고압 스위치 기어를 금속 케이스에 통합하거나 구간형 링 메인 전원 공급 유닛으로 조립하는 전기 장치이다. 이는 다양한 송전 캐비닛의 버스바를 연결하여 시스템을 형성하며, 그 핵심 구성 요소는 부하 스위치와 퓨즈로 이루어져 있다. 간단한 구조, 작은 크기, 낮은 비용, 뛰어난 전력 공급 매개변수, 높은 안전성을 특징으로 한다.
공기 절연 링 메인 유닛(반절연 링 메인 유닛이라고도 함)은 건조한 공기를 절연 및 소멸 매체로 사용한다. 이들의 성능은 SF6 가스보다 우수하면서 환경 오염을 일으키지 않는다. 고압 생활 스위치는 환경 영향을 받지 않는 일정 압력의 밀폐된 공기 실에 수용되어 있어 고원, 염기 지역, 습도가 높은 지역과 같은 특수 지역에 적합하다.
기존 기술에서 공기 절연 링 메인 유닛은 종종 부하 스위치-분리기, 부하 스위치-고압 퓨즈, 진공 회로 차단기-분리기 등의 조합 형태를 채택한다. 유닛 캐비닛은 개별적으로 또는 자유롭게 조합하여 사용할 수 있지만, 다음과 같은 단점이 존재한다:
결합될 때 작동 상태는 중계 및 계측실을 통해만 표시되므로 정기적인 수동 점검 및 문제 해결이 필요하고, 이로 인해 비용이 많이 든다.
캐비닛 내부의 열 방출은 효과적으로 해결하기 어렵다: 내부 공기 순환만으로는 효율적으로 열을 방출할 수 없으며, 간단한 통풍구 구조는 과도한 습기를 유입하여 전기 안전에 영향을 미칠 수 있다. 개선이 시급하다.
실용 신안 내용
목적
기존 기술의 결함을 목표로, 본 실용 신안은 공기 절연 지능형 진공 링 메인 유닛을 제공하며, 다음을 달성하기 위해 노력한다:
합리적인 배치를 통해 버스바 조합 기능을 확장한다.
작동 상태의 실시간 모니터링, 지능형 관리 수준의 향상, 유지 보수 비용의 감소.
열 방출 성능의 최적화와 습기 유입 방지를 통해 전기 안전과 에너지 효율성을 균형있게 맞춘다.
기술적 해결 방법
공기 절연 지능형 진공 링 메인 유닛은 다음과 같은 내부 구조를 갖는 캐비닛 본체로 구성된다:
핵심 기능 영역 및 구성 요소
캐비닛 본체에는 버스바 실, 중계 및 계측실, 스위치 실, 케이블 실이 포함된다:
버스바 실: 버스바, 첫 번째 온도 센서, PLC 컨트롤러에 전기적으로 연결된 팬 세트가 포함되어 있다.
중계 및 계측실: 버스바 실의 한쪽에 위치하며, 중계기를 수용한다.
스위치 실: 버스바 실의 하단에 위치하며, 부하 스위치 세트, 두 번째 온도 센서, 습도 센서(첫 번째 파티션 플레이트의 한쪽에 위치하며 데이터 저장 모듈에 연결됨)를 수용한다. 부하 스위치 세트는 세 개의 간격 절연체로 구성된 절연 세트를 통해 버스바 실에 연결되며, 퓨즈, 작동 기구, 전류 변환기에 연결된다. 전류 변환기와 캐비닛 본체 사이에는 프레임이 제공된다.
제어실과 공기 실은 스위치 실의 한쪽에 위치한다:
제어실: 중계 및 계측실과 공기 실 사이에 위치하며, 회로판과 PLC 컨트롤러를 수용한다. 회로판은 데이터 저장 모듈, 무선 전송 모듈, 무선 수신 모듈을 통합한다. 데이터 저장 모듈은 중계기, 첫 번째 온도 센서, 두 번째 온도 센서, 그리고 무선 전송 모듈에 연결된다. 무선 수신 모듈은 PLC 컨트롤러에 연결된다.
공기 실: 한쪽은 첫 번째 파티션 플레이트를 통해 스위치 실에 연결되고, 다른 쪽은 캐비닛 본체를 향해 공기 입구 메쉬가 있다. 첫 번째 파티션 플레이트에는 재순환 공기 출구와 공급 공기 출구가 있으며, 각각 첫 번째 팬과 두 번째 팬(둘 다 PLC 컨트롤러에 전기적으로 연결됨)이 장착되어 있다. 첫 번째 팬은 습기 흡수 판에 연결되며, 이는 두 번째 팬과 공기 입구 메쉬 사이에 위치한다.
케이블 실: 상호 연결된 접지 스위치, 피뢰기, 케이블을 수용한다.
캐비닛 본체 및 프로파일 구조
두 번째 파티션 플레이트는 버스바 실과 중계 및 계측실/스위치 실, 그리고 스위치 실과 제어실/케이블 실 사이에 설치된다.
캐비닛 본체는 여러 리벳으로 고정된 프레임 플레이트로 구성된다. 프레임 플레이트와 프레임은 프로파일 본체를 사용한다:
프로파일 본체의 네 모서리는 플러그-인 블록이 장착되어 있다. 플러그-인 블록의 외벽은 프로파일 본체에 대해 기울어져 있으며, 내부에는 첫 번째 관통 구멍이 있고 양쪽에 제한 판이 있다.
프로파일 본체의 중심에는 두 번째 관통 구멍이 있다. 그 상단과 하단의 단면은 등변 사다리꼴이며, 양쪽은 오목한 아크 형태이다.
프로파일 본체의 양쪽에는 오목한 아크 플레이트가 장착되어 있으며, 여러 개의 허리형 마운팅 구멍이 있다.
유익한 효과
구조적 장점: 플러그-인 블록과 오목한 아크 플레이트, 첫 번째 관통 구멍, 특수한 형태의 두 번째 관통 구멍을 갖춘 프로파일 본체는 벽 두께를 줄이면서 높은 강성과 안정성을 보장한다. 허리형 마운팅 구멍은 빠른 조립과 후속 센서 임베딩/배선을 용이하게 한다. 전체 구조는 혁신적이며 컴팩트하며 조립이 쉽다.
배치 최적화: 중계 및 계측실, 제어실, 공기 실이 동일한 측면에 분포되어 스위치 실과 버스바 실과 결합 및 연결되므로, 버스바 기능을 효과적으로 확장하고 배선 혼란을 피하며 높은 공간 활용성을 제공한다.
지능형 제어:
데이터 저장 모듈은 중계기, 온도 센서(첫 번째 및 두 번째), 습도 센서가 수집한 회로 상태 및 환경 데이터를 무선 전송 모듈을 통해 실시간으로 전송하여 연결된 캐비닛의 통합 모니터링을 가능하게 하여 지능형 관리를 개선하고 유지 보수 비용을 줄인다.
무선 수신 모듈이 제어 신호를 수신한 후, PLC 컨트롤러는 필요에 따라 활성화된다: 내부 순환 열 방출을 위한 팬 세트, 또는 습기 흡수 판을 통해 외부 공기를 도입하여 외부 순환 냉각을 위한 두 번째 팬. 온도가 낮을 때는 첫 번째 팬만 활성화하여 스위치 실의 따뜻한 공기를 사용하여 습기 흡수 판을 건조시킨다. 이를 통해 에너지 효율성을 향상시키고 습기 유입을 방지하며 전기 안전과 에너지 절약 사이의 균형을 맞춘다.
세부 구현 방법
I. 캐비닛 구조 및 핵심 구성 요소
기능 영역 분할
캐비닛 내부에는 버스바 실, 중계 및 계측실, 스위치 실, 케이블 실, 제어실, 공기 실이 포함된다. 각 영역은 파티션 플레이트로 분리되어 명확한 기능을 가지며 서로 간섭하지 않는다.
버스바 실은 상단에 위치하며, 중계 및 계측실은 한쪽에 위치하고 스위치 실은 하단에 위치한다. 스위치 실의 한쪽에는 제어실과 공기 실이 순차적으로 위치하고, 다른 쪽에는 케이블 실이 위치한다.
각 영역의 핵심 구성 요소
버스바 실: 버스바, 첫 번째 온도 센서, PLC 컨트롤러에 전기적으로 연결된 팬 세트가 포함되어 있다.
중계 및 계측실: 장비 작동 상태(예: 전류, 전압, 전력)를 수집하는 중계기를 수용한다.
스위치 실: 부하 스위치 세트, 두 번째 온도 센서, 습도 센서를 장착한다. 부하 스위치 세트는 세 개의 간격 절연체로 구성된 절연 세트를 통해 버스바 실에 연결되며, 퓨즈, 작동 기구, 전류 변환기에 연결된다. 전류 변환기와 캐비닛 본체 사이에는 프레임이 제공된다.
제어실: 회로판과 PLC 컨트롤러를 수용한다. 회로판은 데이터 저장 모듈, 무선 전송 모듈, 무선 수신 모듈을 통합한다. 데이터 저장 모듈은 중계기, 첫 번째 온도 센서, 두 번째 온도 센서, 습도 센서에 연결된다. 무선 수신 모듈은 PLC 컨트롤러에 연결된다.
공기 실: 한쪽은 첫 번째 파티션 플레이트를 통해 스위치 실에 연결되고, 다른 쪽은 공기 입구 메쉬가 있다. 첫 번째 파티션 플레이트에는 재순환 공기 출구와 공급 공기 출구가 있으며, 각각 첫 번째 팬과 두 번째 팬(둘 다 PLC 컨트롤러에 전기적으로 연결됨)이 장착되어 있다. 첫 번째 팬은 습기 흡수 판에 연결되며, 이는 두 번째 팬과 공기 입구 메쉬 사이에 위치한다.
케이블 실: 상호 연결된 접지 스위치, 피뢰기, 케이블을 수용한다.
캐비닛 본체 및 프로파일 구조
캐비닛 본체는 여러 프레임 플레이트를 리벳으로 고정하여 형성된다. 프레임 플레이트와 프레임은 프로파일 본체를 사용한다.
프로파일 본체의 네 모서리는 플러그-인 블록이 장착되어 있다. 플러그-인 블록의 외벽은 프로파일 본체에 대해 기울어져 있으며, 내부에는 첫 번째 관통 구멍이 있고 양쪽에 제한 판이 있다. 중심에는 두 번째 관통 구멍이 있으며, 그 상단과 하단의 단면은 등변 사다리꼴이고 양쪽은 오목한 아크 형태이다. 프로파일 본체의 양쪽에도 여러 개의 허리형 마운팅 구멍이 있는 오목한 아크 플레이트가 장착되어 있다.
II. 작동 원리 및 장점
조립 방법
프로파일 본체는 제한 판이 있는 플러그-인 블록을 통해 빠른 연결을 달성하고, 오목한 아크 플레이트의 허리형 마운팅 구멍을 통해 코너 연결 부품을 사용하여 리벳으로 고정한다. 조립 과정은 편리하고 안정적이며 충격 저항, 낮은 비용과 무게, 운송의 용이성을 제공한다.
작동 및 지능형 제어 과정
버스바 실은 여러 링 메인 유닛을 연결한다. 부하 스위치 세트는 절연 세트를 통해 버스바 실에 연결된다. 퓨즈는 전류가 제한을 초과할 때 그 요소가 녹아 회로를 차단한다. 작동 기구는 폐쇄 및 개방 작업을 수행한다. 전류 변환기는 큰 일차 전류를 작은 이차 전류로 비례적으로 변환하여 측정 회로를 보호하고, 케이블 실의 접지 스위치, 피뢰기, 케이블에 신호를 전송한다.
중계기는 장비 작동 상태를 수집하여 회로판의 데이터 저장 모듈에 전송한다. 이 모듈은 또한 첫 번째 및 두 번째 온도 센서로부터 온도 신호와 습도 센서로부터 습도 신호를 저장한다. 이러한 정보는 무선 전송 모듈을 통해 실시간으로 기지국이나 제어 단말기로 전송되어 원격 모니터링이 가능하다.
제어 단말기는 무선 수신 모듈을 통해 PLC 컨트롤러에게 명령을 보내거나, PLC 컨트롤러가 자동으로 판단할 수 있다: 열 방출이 필요할 때, 내부 순환 열 방출을 위한 팬 세트를 활성화하거나, 공기 입구 메쉬를 통해 외부 공기를 도입하여 습기 흡수 판을 통해 습기를 제거하고 캐비닛으로 공급하여 외부 순환 열 방출을 수행한다. 두 번째 팬을 시작하기에 충분한 온도 조건이 충족되지 않을 때는 첫 번째 팬만 활성화하여 습기 흡수 판을 건조시켜 에너지 소비를 줄이며 습기 유입을 방지한다.
핵심 장점
캐비닛의 온도, 습도, 장비 작동 상태를 실시간으로 모니터링하고 지능적으로 제어하여 전기 안전을 보장하며 필요한 경우에만 장비를 활성화하여 에너지 소비를 줄이고 실용성과 에너지 효율성을 균형있게 맞춘다.
