Расчетный пример 8-канального шкафа сборных шин переменного тока

1.Цели и требования

Спроектируйте шкаф сумматора переменного тока с 8-входами и 1 выходом. Поскольку это автономный проект, для него требуются только функции объединителя.

Согласно приведенной выше принципиальной схеме, характеристики шкафа составляют 3000 кВА/800 В. Общий ток, поступающий в шкаф, составляет: 350кВт*8/800В/1,732 ≈ 2020А. Средний ток на ветвь составляет 253А.

2. Расчет и проектирование основного оборудования.

Входные автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB)

Количество: 8 шт., соответствующих топологии «8 дюймов». Один автоматический выключатель на каждую входную ветвь для независимой защиты, изолирующей только неисправную ветвь, не влияя на другие.

Номинальный ток: общий выходной ток ~ 2020 А. Разделив поровну между 8 ветвями, получим максимум ~253 А на ветвь. Автоматический выключатель на 400 А выбран для предотвращения отключения по перегрузке во время длительной работы. (Формула: I_total=(P_total) / (√3 * V_LL))

Полюсы: 3P (три-фазы). Ядром автономной-системы переменного тока является трехфазная силовая цепь. Нейтральная линия подключается отдельно через клеммы (не прерывается выключателем), что упрощает конструкцию и обеспечивает надежную защиту основной трехфазной цепи.

Отключающая способность: не менее 50 кА, способна быстро отключить расчетный ток одиночной -короткой- цепи (~31,5 кА) при напряжении 800 В, предотвращая повреждение дуги и обеспечивая надежную изоляцию неисправности.

Автоматический выключатель выходного фрейма (FCB)

Количество: 1 шт., соответствует топологии «1 выход». Один главный выключатель управляет объединенным выходом 8 входов.

Номинальный ток: общий ток ~ 2020 А. Выбран автоматический выключатель на 4000 А (с учетом непостоянной полной нагрузки и резервирования шин/кабелей), поддерживающий кратковременную-перегрузку и отвечающий требованиям высокой-выходной мощности.

Сброс задержки при пониженном напряжении. В выключенных-сетевых системах отсутствует поддержка сети, и они подвержены колебаниям напряжения. Функция задержки предотвращает нежелательные отключения при кратковременных провалах напряжения, обеспечивая стабильность электропитания.

Полюса: 3P, подходят для главной трехфазной комбинированной шины. Нейтраль подключается независимо, не проходя через главный выключатель, фокусируя защиту (перегрузка, короткое-замыкание) на трех-фазной главной цепи.

Отключающая способность: не менее 63 кА, эффективно прерывает расчетный общий ток короткого замыкания-шины (~40 кА) с быстрым размыканием и хорошим гашением дуги, предотвращая эскалацию неисправности.

Поворотный разъединитель (разъединитель)

Номинальный ток: соответствует максимальному току выходной стороны 2020 А для предотвращения нагрева во время изоляции.

Функция: при обслуживании в автономных-системах он обеспечивает физический разрыв-без дуги в трех-основной цепи, обеспечивая более надежную изоляцию, чем автоматический выключатель, для безопасности персонала.

Полюса: 3P, одновременное отключение всех трех фаз главной цепи в соответствии с конфигурацией выключателя. Нейтраль не требует изоляции (отключение подтверждается отдельно во время технического обслуживания), что упрощает эксплуатацию и соответствует стандартам безопасности.

Устройство защиты от перенапряжения переменного тока (SPD)

Номинальное напряжение: соответствует номинальному напряжению системы 800 В переменного тока, чтобы предотвратить выход УЗИП из строя.

Номинальный ток разряда (In): в сценариях отключения-сети отсутствует скоординированная молниезащита сети. Он должен самостоятельно выдерживать грозовые перенапряжения. Мощность 100 кА соответствует требованиям для зон с умеренной грозой, поглощая энергию молнии.

Полюсы: 4P (три-фазы + нейтраль). Несмотря на то, что выключатели являются 3-полюсными, нейтральная линия по-прежнему требует защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение оборудования из-за перенапряжения молнии на нейтрали, обеспечивая комплексную защиту цепи.

3. Выбор оборудования и спецификация материалов (BOM)

В зависимости от характеристик системы (3000 кВА/800 В переменного тока, 8 входов 1 выход, 253 А на ветвь, общий ток 2020 А) выберите подходящее оборудование.

Корпус шкафа

Размеры: Ширина 1000 мм, Глубина 1000 мм, Высота 2200 мм. Должны вмещаться 8 входных выключателей, 1 большой выходной выключатель, шины, трансформаторы тока и т. д. Ширина, глубина и высота должны обеспечивать размещение компонентов, пространство для охлаждения и прокладку кабелей.

Материал: металл, обладающий высокой механической прочностью, устойчивостью к коррозии и воздействиям окружающей среды, подходит для потенциальной наружной установки в условиях автономной-сети.

Степень защиты: IP54 для защиты от пыли и воды, предотвращения проникновения внутрь, которое может вызвать короткое замыкание-под высоким напряжением, что обеспечивает безопасность эксплуатации на открытом воздухе.

Обзор выбора оборудования (таблица)

4. Чертежи

Блок-схема проводки

Электрическая принципиальная схема