Fiind un echipament cheie de distribuție a energiei în sistemul de alimentare, aparatul de comutare de joasă tensiune este în principal responsabil pentru sarcinile de gestionare și control al puterii ale nivelurilor de tensiune sub 1000V AC sau 1500V DC. Designul și aplicarea acestuia afectează în mod direct eficiența de funcționare și siguranța sistemului de alimentare. Următoarele analizează caracteristicile echipamentului din mai multe dimensiuni:
I. Analiza arhitecturii functionale
1. Centru de gestionare a energiei
Echipamentul primește putere de joasă-tensiune de la transformator prin magistrala principală (de obicei tri-380 V sau mono- 220 V) și transmite putere către diferite sarcini de putere prin unități de distribuție cu mai multe-niveluri. Configurația tipică include un întrerupător principal de intrare și mai multe circuite de ramură. În comparație cu cutia de distribuție civilă, curentul său de transport poate atinge mii de amperi și are capacitatea de a gestiona sarcini industriale la scară mare-.
2. Sistem de protecție de siguranță
Dispozitive de protecție multiple integrate: întreruptoarele cadru sunt responsabile pentru controlul circuitului principal de pornire-oprit, întrerupătoarele miniaturale gestionează circuitele de ramură, iar siguranțele asigură protecție rapidă la scurt-circuit. Luând ca exemplu atelierul de producție de automobile, atunci când apare o defecțiune la pământ în robotul de sudură, dispozitivul de protecție din dulap poate întrerupe circuitul de defecțiune în 0,1 secunde pentru a evita întreruperea producției.
3. Modul inteligent de monitorizare
Dulapurile moderne de -joasă tensiune sunt în general echipate cu instrumente digitale și module de comunicație, care pot colecta 18 parametri de putere, cum ar fi armonicile de tensiune și factorul de putere în timp real. Un caz de centru de date arată că dulapul inteligent de joasă-tensiune încarcă date în sistemul de management al energiei prin protocolul Modbus, realizând un control anual al ratei de fluctuație a consumului de energie cu 3%.
2. Componente fizice
1. Combinație de unități funcționale
- Unitate de intrare: echipată cu întrerupător de circuit de aer 6300A, mecanism de acționare electric integrat
- Unitate de distribuție: adoptă un design de structură de tip sertar-, un singur dulap poate găzdui până la 36 de circuite de alimentare
- Unitate de compensare: dispozitiv de compensare reactivă dinamică (TSC) cu reactor, precizie de ajustare a factorului de putere mai mare de 0,95
- Sistem de bare: bara de cupru de tip TMY adoptă un proces de cositorire, cu o durată de scurtă durată de 100kA/1s.
2. Configurarea sistemului auxiliar
- Sistem de răcire: dispozitiv de răcire cu aer forțat cu modul de monitorizare a creșterii temperaturii
- Mecanism de interblocare: blocare mecanică pentru a preveni funcționarea sub tensiune a comutatorului de izolare
- Sistem de iluminat: lămpile cu LED-antiexplozive îndeplinesc nevoile de întreținere din dulap
3. Caracteristici de aplicare în industrie
1. Domeniul producției industriale
Cazul de aplicare al fabricii de automobile: 10 dulapuri de joasă-tensiune formează o rețea de alimentare inelară pentru alimentarea servomotoarelor de 12 250kW în atelierul de ștanțare, iar protecția diferențială este configurată pentru a asigura continuitatea sursei de alimentare. Datele de funcționare arată că timpul anual de nefuncționare a sistemului este mai mic de 8 ore.
2. Aplicație complexă comercială
Schema de distribuție a energiei unui hotel de cinci-stele: dulapurile cu dublă-linie de joasă-tensiune sunt echipate cu dispozitive de comutare automată ATS și cooperează cu transformatoare de tip uscat-de 1250 kVA pentru a se asigura că timpul de comutare al sarcinilor importante este mai mic de 100 ms. Sistemul integrează protecția împotriva defectelor de arc pentru a reduce eficient riscul de incendii electrice.
3. Infrastructură critică
Arhitectura de distribuție a energiei centrului de date: dulapurile redundante de joasă-tensiune sunt echipate cu comutatoare de transfer statice (STS) pentru a realiza conversia sursei de alimentare cu interval zero-. Datele măsurate reale arată că această configurație poate crește fiabilitatea alimentării cu energie la sarcini critice la 99,9999%.
IV. Compararea diferențelor dintre echipamentele de înaltă și joasă tensiune
1. Diferențele în mediile de izolare
Dulapurile de joasă-tensiune utilizează în principal tehnologia de izolație cu aer sau de turnare cu rășini epoxidice, în timp ce dulapurile de-înaltă tensiune de 35kV trebuie să utilizeze tehnologia de izolație cu gaz SF6. De exemplu, măsurătorile unui proiect de substație arată că distanța de izolație faz-la-fază a unui dulap de distribuție de 10 kV trebuie menținută la mai mult de 125 mm, care este de 6 ori mai mare decât a unui dulap de joasă-tensiune de 400 V.
2. Cerințe de funcționare și întreținere
Echipamentele de joasă-tensiune pot fi operate sub tensiune în anumite condiții, cum ar fi înlocuirea unei unități de sertar prin simpla deconectare a circuitului de ramificație. Cu toate acestea, operațiunile cu echipamente de înaltă-tensiune trebuie să urmeze cu strictețe sistemul de bilete de lucru. Reglementările unei anumite companii electrice impun ca întreținerea echipamentelor de 10 kV să mențină o distanță de siguranță de 0,7 metri.
V. Puncte tehnice pentru selecție
1. Calculul parametrilor electrici
- Calculul curentului de sarcină: folosind metoda coeficientului necesar, un exemplu de calcul al unei instalații de prelucrare mecanică arată că puterea nominală totală a echipamentului este de 1800 kW, curentul calculat real este de 2280 A și este selectat un întrerupător principal de 2500 A.
- Verificarea capacității de scurt-circuit: în combinație cu curentul de scurt-circuit de 25 kA furnizat de departamentul de alimentare, este selectat un întrerupător cu o capacitate de întrerupere de 35 kA
2. Considerații de proiectare structurală
- Selectarea nivelului de protecție: atelierul de turnătorie folosește un dulap de nivel de protecție IP54 pentru a preveni în mod eficient pătrunderea prafului metalic
- Performanță seismică: proiectele de coastă trebuie să treacă testul seismic al standardului IEC 61439-2
3. Configurare inteligentă
- Protocol de comunicație: acceptă protocoale industriale, cum ar fi Profinet și Ethernet
- Înregistrare defecțiuni: configurați funcția de înregistrare a formei de undă cu 128 de cicluri
- Managementul eficienței energetice: integrați modulul standard de analiză a consumului de energie ISO50001
VI. Verificarea conformității standard
1. Cerințe de testare de tip
- Test de creștere a temperaturii: circuitul principal este trecut cu de 1,1 ori curentul nominal, iar creșterea temperaturii fiecărui punct de conectare nu depășește 65K
- Test de stabilitate termică dinamică: se aplică curentul de rezistență nominal-de scurtă durată și nu există niciun fenomen de sudare pe contacte
- Verificarea protecției: testul IP utilizează un instrument de testare cu diametrul de 12,5 mm care nu poate atinge părțile sub tensiune
2. Sistem de certificare
- Certificare obligatorie: certificarea CCC include 28 de teste, cum ar fi rezistența la scurt-circuit și nivelul de protecție
- Certificare internațională: certificarea UL508A asigură conformitatea cu cerințele de acces pe piața din America de Nord
Rezumat tehnic:
Ca nod de control terminal al rețelei de alimentare, proiectarea și selectarea dulapurilor de joasă{0}}tensiune trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător caracteristicile de sarcină, factorii de mediu și cerințele inteligente. Se recomandă adoptarea unui concept de design modular, rezervarea unei capacități de expansiune de 15%-20% și echiparea cu un sistem de monitorizare a stării. Pentru scenarii de aplicații speciale, se recomandă efectuarea unor teste speciale de compatibilitate electromagnetică (EMC) pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului într-un mediu electromagnetic complex.