Coneixements bàsics del sistema de distribució d'energia i anàlisi d'aplicacions d'armaris de distribució

En els sistemes d'alimentació moderns, els equips de distribució d'energia tenen un paper crucial en la distribució, el control, la protecció i el seguiment de l'energia. Amb el ràpid desenvolupament de l'automatització industrial, la nova energia, l'electrònica de potència i la construcció de centres de dades, els sistemes de distribució d'energia s'estan actualitzant gradualment cap a la intel·ligència, la modularitat i l'alta fiabilitat. Ja sigui en plantes industrials tradicionals, centres de dades, nous sistemes d'emmagatzematge d'energia o estacions base de comunicació, els armaris elèctrics de distribució són components essencials per garantir una font d'alimentació estable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un armari de distribució és un conjunt complet d'equips elèctrics muntats segons un esquema de cablejat elèctric específic, que combina equips primaris i secundaris per realitzar funcions com la recepció, la distribució, el control, la protecció i el monitoratge d'energia. Segons el mètode d'instal·lació, es pot dividir en estructures fixes i de tipus calaix-; en funció del nivell de tensió, es pot dividir en armaris de distribució d'alta-tensió i armaris de distribució de baixa-tensió. Els armaris de distribució modulars moderns posen l'accent en els conceptes de disseny modular, facilitant el manteniment, l'expansió i la integració del sistema.

 

Un armari de distribució típic normalment inclou àrees funcionals com ara un compartiment de barres, un compartiment d'interruptors, un compartiment de control d'instruments i un compartiment d'alimentació. Els principals components interns inclouen barres colectores, interruptors de circuit, transformadors de corrent, transformadors de tensió, dispositius de protecció de relés, interruptors de desconnexió, interruptors de posada a terra, dispositius de mesura i unitats indicadores de senyal. Per als grans sistemes industrials, els armaris de distribució d'acer s'utilitzen àmpliament en entorns de distribució d'energia d'alta-fiabilitat a causa de la seva gran resistència estructural i el seu rendiment de protecció estable.

 

Des de la perspectiva de l'aplicació del sistema, els armaris de distribució es poden classificar en diversos tipus. Els armaris d'entrada reben principalment l'entrada d'energia de la xarxa elèctrica o dels transformadors, i serveixen com a punt d'entrada d'energia per a tot el sistema de distribució d'energia. Els armaris de sortida s'encarreguen de distribuir l'energia a diversos circuits de càrrega i, per tant, s'utilitzen àmpliament en plantes industrials, sistemes de control de potència i armaris de distribució per a centres de dades. Els armaris de connexió de barres connecten diferents seccions de barres, permetent la commutació del sistema i la font d'alimentació redundant, millorant la fiabilitat de la font d'alimentació.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Els armaris PT s'utilitzen principalment per a funcions de detecció i protecció de tensió de barres, i normalment contenen transformadors de tensió, fusibles i descargadors de sobretensions. Els armaris d'aïllament proporcionen aïllament elèctric, garantint la seguretat del manteniment dels equips. Com que els interruptors de desconnexió en si no tenen capacitat d'extinció d'arc-, no es poden operar sota càrrega.

 

Els armaris de compensació de condensadors s'utilitzen principalment per a la compensació de potència reactiva i la millora del factor de potència. En configurar racionalment els bancs de condensadors, es poden reduir les pèrdues de línia i millorar l'eficiència operativa del sistema. Amb el desenvolupament de les xarxes intel·ligents, els gabinets de distribució intel·ligents han començat a integrar funcions com la compensació automàtica, la supervisió remota i l'avís precoç d'errors, millorant el nivell d'automatització del sistema.

 

Els armaris de mesura s'utilitzen per a la mesura de l'electricitat i el control del consum d'energia, i s'utilitzen àmpliament en parcs industrials, edificis comercials i instal·lacions públiques. Els armaris GIS són equips elèctrics tancats i combinats que utilitzen gas SF6 com a aïllament i mitjà d'extinció d'arc-, que permeten dissenys de sistemes de distribució d'energia d'alta-tensió, gran{-capacitat i miniaturitzats.

 

Els interruptors de circuit són els dispositius de protecció bàsics dels sistemes de distribució d'energia. La seva funció principal és connectar, transportar i desconnectar corrents de càrrega normals i corrents de curt{1}}circuits de falla. Segons els diferents mitjans d'extinció d'arc-, els interruptors automàtics es poden dividir en interruptors automàtics de buit, interruptors automàtics SF6 i interruptors automàtics d'aire. Els armaris moderns de distribució de fonts d'alimentació de CC sovint utilitzen interruptors de CC dedicats per complir els requisits de protecció de CC dels sistemes d'emmagatzematge d'energia i els nous sistemes d'energia.

 

Els interruptors de desconnexió s'utilitzen principalment per crear un punt de desconnexió clar per garantir la seguretat del manteniment dels equips. A causa de la manca d'un dispositiu d'extinció d'arc-dedicat, els interruptors de desconnexió no es poden utilitzar per interrompre el corrent de càrrega o el corrent de curt-circuit.

 

Els fusibles són components de protecció senzills però molt fiables. Quan el corrent supera un valor establert i persisteix durant un període determinat, l'element fusible es fon, trencant així el circuit. Els armaris de distribució amb fusibles solen combinar fusibles amb interruptors de càrrega per reduir els costos del sistema i proporcionar protecció bàsica contra sobreintensitat.

 

Els interruptors de càrrega tenen una certa capacitat-d'extinció d'arcs i poden connectar i desconnectar corrents de càrrega normals, però no poden desconnectar corrents de falla de curt-circuits. Per tant, normalment s'utilitzen conjuntament amb fusibles en dissenys d'enginyeria.

 

Els transformadors són dispositius crucials per convertir entre diferents nivells de tensió. El seu principi bàsic és l'ús de la inducció electromagnètica per transferir energia. Els principals paràmetres tècnics d'un transformador inclouen la capacitat nominal, la tensió nominal, la pèrdua de-càrrega, la pèrdua de curt-circuit i l'interval de canvi de presa. En els sistemes d'alimentació industrial, la selecció adequada de la capacitat del transformador i el mètode de canvi de presa és crucial per garantir l'estabilitat de la font d'alimentació.

 

Els PT i els TC són dispositius de transformació d'instruments utilitzats per aconseguir l'aïllament elèctric entre els sistemes de control primari i secundari. Els TC s'utilitzen principalment per mesurar i protegir el corrent, mentre que els PT s'utilitzen principalment per mesurar la tensió. L'ús correcte dels transformadors d'instrument és crucial per al funcionament estable dels sistemes de protecció i mesura.

 

En els sistemes moderns de distribució d'energia intel·ligent, s'utilitzen àmpliament els dissenys de tipus carretó-i calaix-. Els seus principals avantatges rau en facilitar el manteniment, substitució i reparació d'equips, millorant així l'eficiència operativa del sistema. Especialment en sistemes d'armaris elèctrics de gran distribució, els dissenys de calaixos modulars poden reduir significativament el temps d'inactivitat.

 

Els interruptors de connexió a terra s'utilitzen principalment per inspeccionar la protecció de la connexió a terra i per crear artificialment errors de curt{0}}circuits de connexió a terra, de manera que el dispositiu de protecció actuï ràpidament i desconnecti la part defectuosa. Els contactors s'utilitzen principalment per controlar amb freqüència càrregues com ara motors, il·luminació i bancs de condensadors; les seves característiques inclouen una alta freqüència de funcionament i una llarga vida útil.

 

Els relés són components importants en els sistemes de control, utilitzats principalment per a la conversió de senyal, el control automàtic i la implementació de la lògica de protecció. Els tipus comuns inclouen relés de corrent, relés de tensió, relés de temps i relés tèrmics.

 

Amb el desenvolupament de xarxes de comunicació i sistemes de fibra òptica, els armaris de distribució de fibra òptica a l'aire lliure, els armaris de distribució de fibra a l'aire lliure i els armaris de concentració de distribució de fibra s'han convertit gradualment en components importants de la infraestructura de comunicació moderna. Aquests dispositius s'utilitzen principalment per a la distribució de línies de fibra òptica, la gestió de cables de connexió i la protecció de sistemes de comunicació exteriors. Les cabines de distribució exterior de connexió creuada de fibra òptica tenen àmplies aplicacions en comunicacions 5G, ciutats intel·ligents i construcció de centres de dades.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A més, les estructures de distribució metàl·liques de paret-s'utilitzen àmpliament en edificis comercials i petits sistemes de control industrials a causa de la seva instal·lació flexible i la seva petita superfície. Les cabines de fibra modulars són més adequades per als entorns de sistemes de comunicació que requereixen una ràpida expansió i manteniment.

 

En el camp elèctric industrial, les cabines de distribució de cables elèctrics s'utilitzen principalment per a la distribució de cables i el control de la línia, i el seu disseny estructural ha d'equilibrar els nivells de protecció, el rendiment de dissipació de calor i la facilitat de manteniment. Les cabines de distribució exterior posen l'accent en l'adaptabilitat ambiental a l'aire lliure, inclosa la impermeabilització, la protecció contra la pols, la resistència a la corrosió i la resistència a la intempèrie.

 

Amb el desenvolupament de noves energies, sistemes de càrrega de vehicles elèctrics i indústries d'emmagatzematge d'energia, els escenaris d'aplicació deArmaris de distribució de cablesestan en constant expansió. Els sistemes moderns de distribució d'energia no només han de satisfer les necessitats tradicionals de subministrament i distribució d'energia, sinó que també han de tenir en compte la supervisió intel·ligent, l'operació i el manteniment remots, la gestió d'estalvi d'energia-i requisits de seguretat elevats.

 

En el futur, els equips de distribució d'energia continuaran desenvolupant-se cap a la digitalització, la intel·ligència i l'alta integració. En combinar la detecció intel·ligent, la comunicació remota, els sistemes de gestió d'energia i les tecnologies de control automatitzat, els sistemes de distribució d'energia tindran un paper més important en la fabricació industrial, els centres de dades, les noves energies i la construcció de ciutats intel·ligents.