Базовые знания системы распределения электроэнергии и анализ применения распределительных шкафов

В современных энергосистемах оборудование для распределения электроэнергии играет решающую роль в распределении, контроле, защите и мониторинге электроэнергии. С быстрым развитием промышленной автоматизации, новой энергетики, силовой электроники и строительства центров обработки данных системы распределения электроэнергии постепенно совершенствуются в сторону интеллектуальности, модульности и высокой надежности. Будь то традиционные промышленные предприятия, центры обработки данных, новые системы хранения энергии или базовые станции связи, распределительные электрические шкафы являются важными компонентами для обеспечения стабильного электроснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Распределительный шкаф – это полный комплект электрооборудования, собранный по определенной схеме электропроводки, объединяющий первичное и вторичное оборудование для выполнения таких функций, как прием, распределение, управление, защита и контроль электроэнергии. В зависимости от способа установки их можно разделить на конструкции фиксированного и выдвижного-типа; в зависимости от уровня напряжения его можно разделить на распределительные шкафы высокого-напряжения и распределительные шкафы низкого-напряжения. Современные модульные распределительные шкафы подчеркивают концепции модульной конструкции, облегчающие обслуживание, расширение и системную интеграцию.

 

Типичный распределительный шкаф обычно включает в себя такие функциональные зоны, как отсек шин, отсек выключателя, отсек управления приборами и отсек фидеров. К основным внутренним компонентам относятся шины, автоматические выключатели, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, устройства релейной защиты, разъединители, заземлители, приборы учета и блоки индикации сигналов. В крупных промышленных системах стальные распределительные шкафы широко используются в средах распределения электроэнергии с высокой-надежностью благодаря их высокой структурной прочности и стабильным защитным характеристикам.

 

С точки зрения системного применения распределительные шкафы можно разделить на несколько типов. Входящие шкафы в основном получают электроэнергию от электросети или трансформаторов, служа точкой ввода мощности для всей системы распределения электроэнергии. Выходящие шкафы отвечают за распределение мощности по различным цепям нагрузки, поэтому широко используются на промышленных предприятиях, в системах управления электропитанием и распределительных шкафах центров обработки данных. Шкафы для соединения шин соединяют различные секции шин, обеспечивая коммутацию системы и резервное питание, повышая надежность электроснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шкафы PT в основном используются для обнаружения и защиты напряжения на шинах и обычно содержат трансформаторы напряжения, предохранители и ограничители перенапряжения. Изоляционные шкафы обеспечивают электрическую изоляцию, обеспечивая безопасность эксплуатации оборудования. Поскольку сами разъединители не имеют возможности гашения дуги, они не могут работать под нагрузкой.

 

Шкафы компенсации конденсаторов в основном используются для компенсации реактивной мощности и повышения коэффициента мощности. Рационально сконфигурировав батареи конденсаторов, можно уменьшить потери в линии и повысить эффективность работы системы. С развитием интеллектуальных сетей интеллектуальные распределительные шкафы начали интегрировать такие функции, как автоматическая компенсация, удаленный мониторинг и раннее предупреждение о неисправностях, что повышает уровень автоматизации системы.

 

Шкафы учета используются для учета электроэнергии и контроля энергопотребления и широко используются в промышленных парках, коммерческих зданиях и общественных объектах. Шкафы КРУЭ представляют собой закрытое комбинированное электрооборудование, в котором в качестве изоляции и дугогасительной среды используется элегаз -, что позволяет создавать системы распределения электроэнергии высокого-напряжения, большой{4}}мощности и миниатюризации.

 

Автоматические выключатели являются основными устройствами защиты в системах распределения электроэнергии. Их основная функция — соединять, проводить и отключать нормальные токи нагрузки и токи короткого-замыкания. В зависимости от различных средств пожаротушения дуги-автоматические выключатели можно разделить на вакуумные выключатели, элегазовые выключатели и воздушные автоматические выключатели. В современных распределительных шкафах источников постоянного тока часто используются специальные автоматические выключатели постоянного тока для удовлетворения требований защиты постоянного тока систем хранения энергии и новых энергетических систем.

 

Разъединители в основном используются для создания четкой точки отключения для обеспечения безопасности обслуживания оборудования. Из-за отсутствия специального дугогасительного устройства-разъединители нельзя использовать для прерывания тока нагрузки или тока короткого-замыкания.

 

Предохранители представляют собой простые, но очень надежные защитные компоненты. Когда ток превышает заданное значение и сохраняется в течение определенного периода, плавкий элемент плавится, тем самым разрывая цепь. Распределительные шкафы с предохранителями обычно сочетают предохранители с выключателями нагрузки, чтобы снизить затраты на систему и обеспечить базовую защиту от перегрузки по току.

 

Выключатели нагрузки обладают некоторой способностью-гасить дугу и могут подключать и отключать нормальные токи нагрузки, но не могут отключать токи короткого-замыкания. Поэтому их обычно используют вместе с предохранителями в инженерных конструкциях.

 

Трансформаторы являются важными устройствами для преобразования между различными уровнями напряжения. Их основной принцип — использование электромагнитной индукции для передачи энергии. К основным техническим параметрам трансформатора относятся номинальная мощность, номинальное напряжение, потери холостого хода, потери при коротком-замыкании и диапазон переключения ответвлений. В промышленных системах электроснабжения правильный выбор мощности трансформатора и метода переключения ответвлений имеет решающее значение для обеспечения стабильности электропитания.

 

PT и CT — это измерительные преобразователи, используемые для обеспечения электрической изоляции между первичной и вторичной системами управления. Трансформаторы в основном используются для измерения тока и защиты, а трансформаторы тока в основном используются для измерения напряжения. Правильное использование измерительных трансформаторов имеет решающее значение для стабильной работы систем защиты и измерения.

 

В современных интеллектуальных системах распределения электроэнергии широко используются конструкции типа ручной тележки-и выдвижного-типа. Их основные преимущества заключаются в облегчении обслуживания, замены и ремонта оборудования, что повышает эффективность работы системы. Модульная конструкция выдвижных ящиков может значительно сократить время простоев, особенно в крупных распределительных электрических шкафах.

 

Заземлители в основном используются для проверки защиты заземления и для искусственного создания коротких замыканий-заземления, тем самым побуждая устройство защиты сработать быстро и отсоединить неисправную часть. Контакторы в основном используются для частого управления нагрузками, такими как двигатели, освещение и батареи конденсаторов; их характеристики включают высокую рабочую частоту и длительный срок службы.

 

Реле являются важными компонентами систем управления и в основном используются для преобразования сигналов, автоматического управления и реализации логики защиты. Общие типы включают реле тока, реле напряжения, реле времени и тепловые реле.

 

С развитием сетей связи и оптоволоконных систем наружные оптоволоконные распределительные шкафы, наружные оптоволоконные распределительные шкафы и оптоволоконные распределительные шкафы постепенно стали важными компонентами современной инфраструктуры связи. Эти устройства в основном используются для распределения оптоволоконных линий, управления патч-кордами и защиты наружных систем связи. Наружные распределительные шкафы с перекрестным оптоволоконным соединением широко применяются в сфере связи 5G, умных городах и строительстве центров обработки данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, настенные-металлические распределительные конструкции широко используются в коммерческих зданиях и небольших промышленных системах управления благодаря гибкости установки и небольшой занимаемой площади. Модульные оптоволоконные кабины больше подходят для систем связи, требующих быстрого расширения и обслуживания.

 

В области промышленной электротехники распределительные шкафы для электрических кабелей в основном используются для распределения кабелей и управления линиями, а их структурная конструкция должна обеспечивать баланс между уровнями защиты, эффективностью рассеивания тепла и простотой обслуживания. Внешние распределительные кабины подчеркивают адаптируемость к внешним условиям, включая гидроизоляцию, пылезащиту, устойчивость к коррозии и атмосферным воздействиям.

 

С развитием новой энергетики, систем зарядки электромобилей и отраслей хранения энергии сценарии примененияКабельные распределительные шкафыпостоянно расширяются. Современные системы распределения электроэнергии должны не только удовлетворять традиционные потребности в электроснабжении и распределении, но также должны учитывать интеллектуальный мониторинг, удаленное управление и обслуживание,-управление энергосбережением и высокие требования безопасности.

 

В будущем оборудование для распределения электроэнергии будет продолжать развиваться в направлении цифровизации, интеллекта и высокой интеграции. Объединив интеллектуальное зондирование, удаленную связь, системы управления энергопотреблением и технологии автоматического управления, системы распределения электроэнергии будут играть более важную роль в промышленном производстве, центрах обработки данных, новой энергетике и строительстве умных городов.