Базові знання системи розподілу електроенергії та аналіз застосування розподільних шаф

У сучасних енергетичних системах обладнання для розподілу електроенергії відіграє вирішальну роль у розподілі, контролі, захисті та моніторингу електроенергії. Зі швидким розвитком промислової автоматизації, нової енергетики, силової електроніки та будівництва центрів обробки даних, системи розподілу електроенергії поступово модернізуються в напрямку інтелектуальності, модульності та високої надійності. У традиційних промислових підприємствах, центрах обробки даних, нових системах накопичення енергії чи базових станціях зв’язку розподільні електричні шафи є важливими компонентами для забезпечення стабільного електропостачання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розподільна шафа - це повний набір електричного обладнання, зібраного відповідно до певної схеми електропроводки, що поєднує основне та вторинне обладнання для виконання таких функцій, як прийом, розподіл, контроль, захист і моніторинг електроенергії. Залежно від способу монтажу їх можна розділити на стаціонарні та висувні-конструкції; залежно від рівня напруги їх можна розділити на високо{2}}розподільні шафи та низько-напругні розподільні шафи. Сучасні модульні розподільні шафи підкреслюють концепцію модульного дизайну, полегшуючи технічне обслуговування, розширення та системну інтеграцію.

 

Типова розподільна шафа зазвичай включає такі функціональні зони, як відсік шин, відсік автоматичного вимикача, відсік керування приладами та відсік живлення. Основні внутрішні компоненти включають шини, автоматичні вимикачі, трансформатори струму, трансформатори напруги, пристрої релейного захисту, роз’єднувачі, заземлювачі, вимірювальні пристрої та блоки індикації сигналу. У великих промислових системах сталеві розподільні шафи широко використовуються в високо-надійних середовищах розподілу електроенергії завдяки їхній високій структурній міцності та стабільному захисту.

 

З точки зору застосування системи розподільні шафи можна класифікувати на кілька типів. Вхідні шафи в основному отримують електроенергію від електромережі або трансформаторів, служачи точкою входу живлення для всієї системи розподілу електроенергії. Вихідні шафи відповідають за розподіл електроенергії між різними ланцюгами навантаження, і тому широко використовуються на промислових підприємствах, системах керування живленням і розподільних шафах для центрів обробки даних. Шафи з’єднання шин з’єднують різні секції шин, забезпечуючи комутацію системи та резервне джерело живлення, підвищуючи надійність електропостачання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PT шафи в основному використовуються для виявлення напруги на шинах і функцій захисту, і зазвичай містять трансформатори напруги, запобіжники та розрядники перенапруги. Ізоляційні шафи забезпечують електроізоляцію, забезпечуючи безпеку обслуговування обладнання. Оскільки самі роз’єднувачі не мають-можливостей гасіння дуги, вони не можуть працювати під навантаженням.

 

Конденсаторні компенсаційні шафи в основному використовуються для компенсації реактивної потужності та підвищення коефіцієнта потужності. Завдяки раціональному конфігуруванню батарей конденсаторів можна зменшити втрати в лінії та підвищити ефективність роботи системи. З розвитком інтелектуальних мереж інтелектуальні розподільні шафи почали інтегрувати такі функції, як автоматична компенсація, віддалений моніторинг і раннє попередження про несправності, покращуючи рівень автоматизації системи.

 

Шафи обліку використовуються для обліку електроенергії та моніторингу енергоспоживання, широко використовуються в індустріальних парках, комерційних будівлях і громадських об'єктах. Шафи ГІС – це закрите комбіноване електричне обладнання, яке використовує газ елегаз як ізоляцію та -засіб для гасіння дуги, що забезпечує високу-напругу, велику-ємність і мініатюрні конструкції систем розподілу електроенергії.

 

Автоматичні вимикачі є основними захисними пристроями в системах розподілу електроенергії. Їх основна функція полягає в тому, щоб з’єднувати, передавати та від’єднувати нормальні струми навантаження та струми короткого-замикання. Відповідно до різних засобів гасіння дуги, автоматичні вимикачі можна розділити на вакуумні, елегазові та повітряні. Сучасні розподільні шафи блоків живлення постійного струму часто використовують спеціальні автоматичні вимикачі постійного струму, щоб відповідати вимогам захисту від постійного струму систем зберігання енергії та нових енергетичних систем.

 

Роз'єднувачі в основному використовуються для створення чіткої точки відключення для забезпечення безпеки обслуговування обладнання. Через відсутність спеціального пристрою-гасіння дуги роз’єднувачі не можна використовувати для переривання струму навантаження чи короткого-замикання.

 

Запобіжники - це прості, але дуже надійні захисні компоненти. Коли струм перевищує встановлене значення і зберігається протягом певного періоду, плавкий елемент плавиться, таким чином розриваючи ланцюг. Розподільні шафи з запобіжниками зазвичай поєднують запобіжники з вимикачами навантаження, щоб зменшити витрати на систему та забезпечити основний захист від перевантаження по струму.

 

Перемикачі навантаження мають певну-можливість гасити дугу та можуть підключати та від’єднувати нормальні струми навантаження, але не можуть від’єднувати струми-замикання короткого замикання. Тому їх зазвичай використовують разом із запобіжниками в інженерних конструкціях.

 

Трансформатори є важливими пристроями для перетворення між різними рівнями напруги. Їх основний принцип полягає у використанні електромагнітної індукції для передачі енергії. Основні технічні параметри трансформатора включають номінальну потужність, номінальну напругу, втрати-без навантаження, втрати-короткого замикання та діапазон перемикання РПН. У промислових системах електропостачання правильний вибір потужності трансформатора та методу перемикання має вирішальне значення для забезпечення стабільності електропостачання.

 

PT і CT — це вимірювальні трансформатори, які використовуються для досягнення електричної ізоляції між первинною та вторинною системами керування. ТТ в основному використовуються для вимірювання струму та захисту, тоді як PT в основному використовуються для вимірювання напруги. Правильне використання вимірювальних трансформаторів має вирішальне значення для стабільної роботи систем захисту та вимірювання.

 

У сучасних інтелектуальних системах розподілу електроенергії широко використовуються конструкції ручного-типу та шухлядного-типу. Їх основні переваги полягають у полегшенні обслуговування, заміни та ремонту обладнання, що підвищує ефективність роботи системи. Особливо у великих системах розподільних електричних шаф модульні конструкції ящиків можуть значно скоротити час простою.

 

Заземлювальні вимикачі в основному використовуються для перевірки захисту від заземлення та для штучного створення коротких{0}}замикань заземлення, таким чином спонукаючи захисний пристрій діяти швидко та відключати несправну частину. Контактори в основному використовуються для частого керування навантаженнями, такими як двигуни, освітлення та батареї конденсаторів; їх характеристики включають високу робочу частоту і тривалий термін служби.

 

Реле є важливими компонентами систем керування, які в основному використовуються для перетворення сигналів, автоматичного керування та реалізації логіки захисту. Поширені типи включають реле струму, реле напруги, реле часу та теплові реле.

 

З розвитком комунікаційних мереж і волоконно-оптичних систем зовнішні волоконно-оптичні розподільні шафи, зовнішні волоконно-розподільні шафи та волоконно-розподільні шафи поступово стають важливими компонентами сучасної комунікаційної інфраструктури. Ці пристрої в основному використовуються для розподілу волоконно-оптичних ліній, управління патч-кордами та захисту зовнішніх систем зв'язку. Зовнішні розподільні кабіни з волоконно-оптичним перехресним з’єднанням мають широке застосування в комунікаціях 5G, розумних містах і будівництві центрів обробки даних.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крім того, настінні металеві розподільні конструкції широко використовуються в комерційних будівлях і невеликих промислових системах керування завдяки гнучкості встановлення та невеликій площі. Модульні оптоволоконні кабіни більше підходять для комунікаційних систем, що вимагають швидкого розширення та обслуговування.

 

У промисловій електричній сфері кабіни розподільних коробок електричного кабелю в основному використовуються для розподілу кабелю та керування лініями, і їх структурна конструкція повинна збалансувати рівні захисту, ефективність розсіювання тепла та простоту обслуговування. Зовнішні розподільчі кабіни підкреслюють адаптивність зовнішнього середовища, включаючи водонепроникність, пилонепроникність, стійкість до корозії та погодних умов.

 

З розвитком нових галузей енергетики, систем заряджання електромобілів і зберігання енергії, сценарії застосуванняКабельні розподільні шафипостійно розширюються. Сучасні системи розподілу електроенергії мають не лише задовольняти традиційні потреби електропостачання та розподілу, але й враховувати інтелектуальний моніторинг, дистанційне керування та технічне обслуговування,-керування енергозбереженням і високі вимоги безпеки.

 

У майбутньому обладнання для розподілу електроенергії продовжуватиме розвиватися в напрямку цифровізації, інтелекту та високої інтеграції. Завдяки поєднанню інтелектуального зондування, дистанційного зв’язку, систем управління енергією та автоматизованих технологій керування, системи розподілу електроенергії відіграватимуть більш важливу роль у промисловому виробництві, центрах обробки даних, новій енергетиці та будівництві розумних міст.