Βασικές Γνώσεις Συστήματος Διανομής Ισχύος και Ανάλυση Εφαρμογών Ντουλάνων Διανομής

Στα σύγχρονα συστήματα ισχύος, ο εξοπλισμός διανομής ισχύος διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διανομή, τον έλεγχο, την προστασία και την παρακολούθηση ισχύος. Με την ταχεία ανάπτυξη του βιομηχανικού αυτοματισμού, της νέας ενέργειας, των ηλεκτρονικών ισχύος και της κατασκευής κέντρων δεδομένων, τα συστήματα διανομής ενέργειας αναβαθμίζονται σταδιακά προς την ευφυΐα, την αρθρωτή και υψηλή αξιοπιστία. Είτε σε παραδοσιακές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, κέντρα δεδομένων, νέα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας ή σταθμούς βάσης επικοινωνίας, τα ηλεκτρικά ερμάρια διανομής είναι απαραίτητα στοιχεία για τη διασφάλιση σταθερής παροχής ρεύματος.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ένα ντουλάπι διανομής είναι ένα πλήρες σύνολο ηλεκτρικού εξοπλισμού που συναρμολογείται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο ηλεκτρικής καλωδίωσης, που συνδυάζει πρωτεύοντα και δευτερεύοντα εξοπλισμό για την εκτέλεση λειτουργιών όπως λήψη, διανομή, έλεγχος, προστασία και παρακολούθηση ισχύος. Ανάλογα με τη μέθοδο εγκατάστασης, μπορεί να χωριστεί σε δομές σταθερού και συρταριού-τύπου. ανάλογα με το επίπεδο τάσης, μπορεί να χωριστεί σε ερμάρια διανομής υψηλής-τάσης και ερμάρια διανομής χαμηλής-τάσης. Τα σύγχρονα αρθρωτά ντουλάπια διανομής δίνουν έμφαση στις έννοιες του αρθρωτού σχεδιασμού, διευκολύνοντας τη συντήρηση, την επέκταση και την ενοποίηση του συστήματος.

 

Ένας τυπικός πίνακας διανομής περιλαμβάνει συνήθως λειτουργικές περιοχές όπως ένα διαμέρισμα ράβδου ζυγού, το διαμέρισμα του διακόπτη κυκλώματος, το διαμέρισμα ελέγχου οργάνων και το διαμέρισμα τροφοδοσίας. Τα κύρια εσωτερικά εξαρτήματα περιλαμβάνουν ζυγούς, διακόπτες κυκλώματος, μετασχηματιστές ρεύματος, μετασχηματιστές τάσης, συσκευές προστασίας ρελέ, διακόπτες αποσύνδεσης, διακόπτες γείωσης, συσκευές μέτρησης και μονάδες ένδειξης σήματος. Για μεγάλα βιομηχανικά συστήματα, τα ερμάρια διανομής χάλυβα χρησιμοποιούνται ευρέως σε περιβάλλοντα διανομής ισχύος υψηλής-αξιοπιστίας λόγω της υψηλής δομικής αντοχής και της σταθερής απόδοσης προστασίας.

 

Από την άποψη της εφαρμογής συστήματος, τα ντουλάπια διανομής μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορους τύπους. Τα εισερχόμενα ερμάρια λαμβάνουν κατά κύριο λόγο την ισχύ εισόδου από το ηλεκτρικό δίκτυο ή τους μετασχηματιστές, χρησιμεύοντας ως σημείο εισόδου ισχύος για ολόκληρο το σύστημα διανομής ισχύος. Τα εξερχόμενα ερμάρια είναι υπεύθυνα για τη διανομή ισχύος σε διάφορα κυκλώματα φορτίου και επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, συστήματα ελέγχου ισχύος και ερμάρια διανομής για κέντρα δεδομένων. Τα ντουλάπια δέσμης ζυγών συνδέουν διαφορετικά τμήματα ράβδου ζυγού, επιτρέποντας την εναλλαγή συστήματος και την πλεονάζουσα τροφοδοσία ρεύματος, βελτιώνοντας την αξιοπιστία του τροφοδοτικού.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Τα ερμάρια PT χρησιμοποιούνται κυρίως για λειτουργίες ανίχνευσης και προστασίας τάσης ράβδου ζυγού και συνήθως περιέχουν μετασχηματιστές τάσης, ασφάλειες και απαγωγείς υπέρτασης. Τα ντουλάπια απομόνωσης παρέχουν ηλεκτρική μόνωση, διασφαλίζοντας την ασφάλεια συντήρησης του εξοπλισμού. Επειδή οι ίδιοι οι διακόπτες αποσύνδεσης δεν έχουν δυνατότητες κατάσβεσης τόξου-, δεν μπορούν να λειτουργήσουν υπό φορτίο.

 

Τα ερμάρια αντιστάθμισης πυκνωτών χρησιμοποιούνται κυρίως για την αντιστάθμιση άεργου ισχύος και τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος. Με την ορθολογική διαμόρφωση των συστοιχιών πυκνωτών, οι απώλειες γραμμής μπορούν να μειωθούν και να βελτιωθεί η λειτουργική απόδοση του συστήματος. Με την ανάπτυξη των έξυπνων δικτύων, τα Intelligent Distribution Cabinets έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν λειτουργίες όπως η αυτόματη αντιστάθμιση, η απομακρυσμένη παρακολούθηση και η έγκαιρη προειδοποίηση σφαλμάτων, βελτιώνοντας το επίπεδο αυτοματισμού του συστήματος.

 

Τα ντουλάπια μέτρησης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ηλεκτρικής ενέργειας και την παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας και χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικά πάρκα, εμπορικά κτίρια και δημόσιες εγκαταστάσεις. Τα ερμάρια GIS είναι κλειστοί, συνδυασμένος ηλεκτρικός εξοπλισμός που χρησιμοποιεί αέριο SF6 ως μόνωση και μέσο πυρόσβεσης τόξου-, επιτρέποντας σχέδια υψηλής-τάσης, μεγάλης-χωρητικότητας και μικροσκοπικού συστήματος διανομής ισχύος.

 

Οι διακόπτες κυκλώματος είναι οι συσκευές πυρήνα προστασίας στα συστήματα διανομής ισχύος. Η κύρια λειτουργία τους είναι να συνδέουν, να μεταφέρουν και να αποσυνδέουν τα κανονικά ρεύματα φορτίου και τα ρεύματα βραχυκυκλώματος- σφάλματος. Σύμφωνα με τα διαφορετικά μέσα πυρόσβεσης τόξου-, οι διακόπτες κυκλώματος μπορούν να χωριστούν σε διακόπτες κυκλώματος κενού, διακόπτες κυκλώματος SF6 και διακόπτες κυκλώματος αέρα. Τα σύγχρονα ντουλάπια διανομής τροφοδοτικού DC χρησιμοποιούν συχνά αποκλειστικούς διακόπτες κυκλώματος DC για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις προστασίας DC των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και των νέων ενεργειακών συστημάτων.

 

Οι διακόπτες αποσύνδεσης χρησιμοποιούνται κυρίως για τη δημιουργία ενός σαφούς σημείου αποσύνδεσης για τη διασφάλιση της ασφάλειας συντήρησης του εξοπλισμού. Λόγω της έλλειψης ειδικής συσκευής πυρόσβεσης τόξου-, οι διακόπτες αποσύνδεσης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διακοπή ρεύματος φορτίου ή ρεύματος βραχυκυκλώματος.

 

Οι ασφάλειες είναι απλά αλλά εξαιρετικά αξιόπιστα προστατευτικά εξαρτήματα. Όταν το ρεύμα υπερβεί μια καθορισμένη τιμή και παραμείνει για μια ορισμένη περίοδο, το εύτηκτο στοιχείο λιώνει, σπάζοντας έτσι το κύκλωμα. Τα ντουλάπια διανομής με ασφάλεια συνδυάζουν συνήθως ασφάλειες με διακόπτες φορτίου για να μειώσουν το κόστος του συστήματος και να παρέχουν βασική προστασία από υπερένταση.

 

Οι διακόπτες φόρτωσης έχουν κάποια ικανότητα κατάσβεσης τόξου-και μπορούν να συνδέουν και να αποσυνδέουν κανονικά ρεύματα φορτίου, αλλά δεν μπορούν να αποσυνδέσουν τα ρεύματα σφάλματος βραχυκυκλώματος-. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται συνήθως σε συνδυασμό με ασφάλειες σε μηχανολογικά σχέδια.

 

Οι μετασχηματιστές είναι κρίσιμες συσκευές για τη μετατροπή μεταξύ διαφορετικών επιπέδων τάσης. Η βασική αρχή τους είναι η χρήση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για τη μεταφορά ενέργειας. Οι κύριες τεχνικές παράμετροι ενός μετασχηματιστή περιλαμβάνουν την ονομαστική χωρητικότητα, την ονομαστική τάση, την απουσία-απώλειας φορτίου, την απώλεια βραχυκυκλώματος-και το εύρος αλλαγής κρουνών. Στα βιομηχανικά συστήματα τροφοδοσίας, η κατάλληλη επιλογή της χωρητικότητας του μετασχηματιστή και της μεθόδου αλλαγής βρύσης είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της σταθερότητας του τροφοδοτικού.

 

Τα PT και τα CT είναι συσκευές μετασχηματιστή οργάνων που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη ηλεκτρικής απομόνωσης μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος συστήματος ελέγχου. Τα CT χρησιμοποιούνται κυρίως για μέτρηση ρεύματος και προστασία, ενώ τα PT χρησιμοποιούνται κυρίως για μέτρηση τάσης. Η σωστή χρήση των μετασχηματιστών οργάνων είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερή λειτουργία των συστημάτων προστασίας και μέτρησης.

 

Στα σύγχρονα έξυπνα συστήματα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιούνται ευρέως τα σχέδια-τύπου χειρός και συρταριού-. Τα κύρια πλεονεκτήματά τους έγκεινται στη διευκόλυνση της συντήρησης, αντικατάστασης και επισκευής του εξοπλισμού, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση λειτουργίας του συστήματος. Ειδικά σε μεγάλα συστήματα ηλεκτρικών ντουλαπιών διανομής, τα αρθρωτά σχέδια συρταριών μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον χρόνο διακοπής λειτουργίας.

 

Οι διακόπτες γείωσης χρησιμοποιούνται κυρίως για επιθεώρηση προστασίας γείωσης και για τεχνητή δημιουργία σφαλμάτων βραχυκυκλώματος-γείωσης, προτρέποντας έτσι τη συσκευή προστασίας να ενεργήσει γρήγορα και να αποσυνδέσει το ελαττωματικό τμήμα. Οι επαφές χρησιμοποιούνται κυρίως για τον συχνό έλεγχο φορτίων όπως κινητήρες, φωτιστικά και συστοιχίες πυκνωτών. Τα χαρακτηριστικά τους περιλαμβάνουν υψηλή συχνότητα λειτουργίας και μεγάλη διάρκεια ζωής.

 

Τα ρελέ είναι σημαντικά εξαρτήματα στα συστήματα ελέγχου, που χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μετατροπή σήματος, τον αυτόματο έλεγχο και την εφαρμογή λογικής προστασίας. Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν ρελέ ρεύματος, ρελέ τάσης, ρελέ χρόνου και θερμικούς ηλεκτρονόμους.

 

Με την ανάπτυξη των δικτύων επικοινωνίας και των συστημάτων οπτικών ινών, τα ντουλάπια διανομής οπτικών ινών εξωτερικού χώρου, τα ντουλάπια διανομής εξωτερικών ινών και τα ερμάρια διανομέων ινών έχουν γίνει σταδιακά σημαντικά στοιχεία της σύγχρονης υποδομής επικοινωνίας. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διανομή γραμμών οπτικών ινών, τη διαχείριση του καλωδίου ενημέρωσης και την προστασία εξωτερικών συστημάτων επικοινωνίας. Οι καμπίνες εξωτερικής διανομής Cross Connection οπτικών ινών έχουν ευρείες εφαρμογές στις επικοινωνίες 5G, στις έξυπνες πόλεις και στην κατασκευή κέντρων δεδομένων.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Επιπλέον, οι επιτοίχιες μεταλλικές κατασκευές διανομής{0}}χρησιμοποιούνται ευρέως σε εμπορικά κτίρια και μικρά βιομηχανικά συστήματα ελέγχου λόγω της ευέλικτης εγκατάστασης και του μικρού τους αποτυπώματος. Οι καμπίνες αρθρωτών ινών είναι πιο κατάλληλες για περιβάλλοντα συστημάτων επικοινωνίας που απαιτούν ταχεία επέκταση και συντήρηση.

 

Στον βιομηχανικό ηλεκτρικό τομέα, οι καμπίνες Electrical Cable Distribution Box χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διανομή καλωδίων και τον έλεγχο γραμμής και ο δομικός σχεδιασμός τους χρειάζεται να εξισορροπεί τα επίπεδα προστασίας, την απόδοση απαγωγής θερμότητας και την ευκολία συντήρησης. Οι εξωτερικές καμπίνες διανομής δίνουν έμφαση στην προσαρμοστικότητα του εξωτερικού περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένης της αδιαβροχοποίησης, της σκόνης, της αντοχής στη διάβρωση και της αντοχής στις καιρικές συνθήκες.

 

Με την ανάπτυξη νέας ενέργειας, συστημάτων φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων και βιομηχανιών αποθήκευσης ενέργειας, τα σενάρια εφαρμογής τουΝτουλάπια διανομής καλωδίωνεπεκτείνονται συνεχώς. Τα σύγχρονα συστήματα διανομής ενέργειας όχι μόνο πρέπει να ανταποκρίνονται στις παραδοσιακές ανάγκες τροφοδοσίας και διανομής ρεύματος, αλλά πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη την έξυπνη παρακολούθηση, την απομακρυσμένη λειτουργία και συντήρηση, τη διαχείριση{1}}εξοικονόμησης ενέργειας και τις υψηλές απαιτήσεις ασφάλειας.

 

Στο μέλλον, ο εξοπλισμός διανομής ηλεκτρικής ενέργειας θα συνεχίσει να αναπτύσσεται προς την ψηφιοποίηση, την ευφυΐα και την υψηλή ολοκλήρωση. Συνδυάζοντας την έξυπνη ανίχνευση, την τηλεπικοινωνία, τα συστήματα διαχείρισης ενέργειας και τις τεχνολογίες αυτοματοποιημένου ελέγχου, τα συστήματα διανομής ενέργειας θα διαδραματίσουν σημαντικότερο ρόλο στη βιομηχανική παραγωγή, στα κέντρα δεδομένων, στη νέα ενέργεια και στην έξυπνη κατασκευή πόλεων.