Arozdzielnica niskiego napięciaogólnie odnosi się do sprzętu dystrybucyjnego stosowanego w systemach elektroenergetycznych o napięciu przemiennym do 1000 V. Jego główną funkcją jest przesyłanie energii elektrycznej z transformatora do różnych urządzeń końcowych, takich jak oprawy oświetleniowe, silniki i systemy sterowania. W powszechnie używanych w Chinach systemach dystrybucji prądu przemiennego 50 Hz napięcie znamionowe szaf rozdzielczych niskiego napięcia wynosi zazwyczaj 380 V, a prądy znamionowe dochodzą do kilku tysięcy amperów.
Mówiąc najprościej, jeśli porównać cały system elektroenergetyczny do układu krwionośnego człowieka, wówczas elektrownia jest sercem, linie przesyłowe wysokiego napięcia to tętnice, a szafy rozdzielcze niskiego napięcia to kapilary docierające do każdego użytkownika końcowego. Są odpowiedzialni za rozsądne rozdzielenie obniżonej mocy do każdej jednostki elektrycznej, zapewniając, że różne urządzenia elektryczne – oświetlenie, silniki itp. – mogą bezpiecznie i stabilnie odbierać wymaganą energię elektryczną. Nasze rozdzielnice spełniają odpowiednie normy krajowe i międzynarodowe IEC 61439 i GB/T 7251.
Podstawowe funkcje szafy rozdzielczej niskiego napięcia można podsumować jako trzy zadania: odbiór, dystrybucja i ochrona.
Najpierw otrzymuje energię elektryczną z poprzedzającej sieci energetycznej (na przykład strony niskiego napięcia transformatora) poprzez szafę zasilającą (szafę odbiorczą). Następnie rozprowadza energię do obwodów odgałęzionych poprzez szynę główną (system szyn miedzianych), a poprzez szafy odpływowe dostarcza ją do urządzeń takich jak silniki i systemy oświetleniowe. Przez cały ten proces urządzenia zabezpieczające – wyłączniki, bezpieczniki, rozłączniki itp. – w sposób ciągły monitorują stan obwodu. W przypadku przeciążenia, zwarcia lub wycieku mogą szybko odłączyć uszkodzony obwód, skutecznie chroniąc zarówno sprzęt, jak i personel.
Ponadto szafy rozdzielcze niskiego napięcia służą również do kompensacji mocy biernej. Baterie kondensatorów (szafy kompensacyjne) poprawiają współczynnik mocy sieci poprzez automatyczne przełączanie baterii kondensatorów, zmniejszając straty liniowe i zwiększając efektywność energetyczną.
W oparciu o metody montażu rozdzielnice niskiego napięcia dzieli się ogólnie na dwa typy konstrukcyjne: rozdzielnice niskiego napięcia typu stacjonarnego i rozdzielnice niskiego napięcia typu wysuwnego.
Rozdzielnica typu stacjonarnego, taka jak rozdzielnica GGD, ma konstrukcję ze stałego panelu, w którym wszystkie elementy elektryczne są zamontowane na stałe. Charakteryzuje się solidną konstrukcją, niższym kosztem i łatwością konserwacji. Nadaje się do systemów dystrybucyjnych w elektrowniach, podstacjach oraz przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych o prądach znamionowych do 3150A. W obudowie zastosowano naturalną wentylację do odprowadzania ciepła, a szczeliny wentylacyjne na górze i na dole tworzą naturalną ścieżkę przepływu powietrza.
Rozdzielnica wysuwna(zwana także rozdzielnicą szufladową) reprezentowana jest przez modele takie jak GCK, GCS i MNS. Cechą wyróżniającą jest to, że każdy moduł wyjściowy zaprojektowany jest jako niezależna szuflada. Rozdzielnice wysuwne zajmują mniej miejsca, są łatwiejsze w utrzymaniu i zapewniają więcej obwodów odpływowych, chociaż generalnie są droższe. Gdy wystąpi awaria w jednym obwodzie, wystarczy wyciągnąć do naprawy tylko odpowiednią szufladę, a moduł zapasowy można wymienić bez przerywania zasilania, pozostawiając nienaruszone inne obwody. Rozdzielnica niskiego napięcia MNS jest produkowana w oparciu o technologię przejętą przez firmę ABB (Szwajcaria) i oferuje takie zalety, jak zwarta konstrukcja, duża wszechstronność konstrukcyjna i wysoki stopień modułowości.
| Typ | Reprezentatywne modele | Charakterystyka strukturalna | Główne zalety | Wnioski/Uwagi |
| Typ stały | GGD | Stała konstrukcja panelu, wszystkie elementy elektryczne są na stałe zamontowane wewnątrz szafy. Obudowa posiada szczeliny wentylacyjne na górze i na dole, tworząc naturalną ścieżkę wentylacji od dołu do góry. | Solidna konstrukcja, niski koszt, łatwa konserwacja. | Nadaje się do systemów dystrybucji energii w elektrowniach, podstacjach, przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych o znamionowym prądzie roboczym do 3150A. |
| Typ wysuwny (typ szuflady) | GCK, GCS, MNS | Każdy obwód odpływowy zaprojektowano jako niezależną szufladę, którą można elastycznie wyjmować lub wkładać. | Oszczędność miejsca, łatwa konserwacja, wiele obwodów wyjściowych; w przypadku awarii wystarczy wyciągnąć tylko wadliwą szufladę w celu naprawy, a zapasową jednostkę można wymienić bez przerwy w zasilaniu, pozostawiając nienaruszone inne obwody. | Stosunkowo wyższy koszt. Typ MNS jest produkowany w ramach transferu technologii z ABB (Szwajcaria) i charakteryzuje się zwartą konstrukcją, dużą wszechstronnością konstrukcyjną i wysokim stopniem modułowości. |
Kompletny system rozdzielnicy niskiego napięcia zwykle składa się z następujących elementów:
Załącznik:
Obudowa wykonywana jest najczęściej z wysokiej jakości blachy stalowej walcowanej na zimno lub stali nierdzewnej, formowanej poprzez gięcie, spawanie i malowanie proszkowe. Zapewnia mechaniczne wsparcie i ochronę.
System szyn zbiorczych:
System szyn zbiorczych rozdzielnicy niskiego napięcia obejmuje szyny główne i szyny odgałęzione. Główna szyna zbiorcza przebiega przez cały panel rozdzielczy niskiego napięcia i odpowiada za gromadzenie i dystrybucję całkowitego prądu, natomiast szyny odgałęzione dostarczają energię do każdej jednostki wyjściowej.
Rozdzielnica:
Do podstawowych elementów wewnętrznych tego produktu zaliczają się wyłączniki automatyczne, rozłączniki, styczniki itp. wykorzystywane do sterowania i ochrony. Wyłącznik automatyczny jest głównym elementem łączącym funkcje przełączania obwodów i ochrony przed awariami.
Urządzenia zabezpieczające:
Urządzenia zabezpieczające w szafie obejmują zwykle przekaźniki przeciążeniowe termiczne, bezpieczniki i urządzenia różnicowoprądowe, zapewniające wiele zabezpieczeń przed przeciążeniem, zwarciem i wyciekiem.
Urządzenia pomiarowe i wskazujące:
Przedziały pomiarowe obejmują amperomierze, woltomierze, regulatory współczynnika mocy, lampki sygnalizacyjne itp., umożliwiające monitorowanie stanu systemu w czasie rzeczywistym.
Sprzęt kompensacyjny:
Komponenty te obejmują zazwyczaj baterie kondensatorów i ich jednostki sterujące przełączaniem, które służą do kompensacji mocy biernej.
| Parametr | Opis/Typowe wartości |
| Napięcie i częstotliwość znamionowa | Zazwyczaj AC 50 Hz, 380 V/400 V. |
| Prąd znamionowy | Maksymalny prąd szyn zbiorczych waha się od kilkuset amperów do kilku tysięcy amperów. Na przykład: GGD do 3150A, MNS do 6300A. |
| Znamionowa zdolność załączania/rozłączania zwarć | Poziom prądu, który rozdzielnica może bezpiecznie przerwać w warunkach zwarcia, waha się od 15 kA do 50 kA. |
| Stopień ochrony (kod IP) | Typowe oceny: IP20 do IP54. Wyższa liczba = lepsza ochrona. IP30 typowy dla normalnych lokalizacji w pomieszczeniach zamkniętych; w trudniejszych warunkach może być wymagany stopień ochrony IP40 lub wyższy. |
| Warunki usługi | Temperatura otoczenia zazwyczaj od -5 ℃ do + 40 ℃, wysokość ≤2000 m, wolna od silnych wibracji i agresywnych gazów korozyjnych. |
Metodę selekcji nazywamy metodą selekcji „pięcioetapowej”:
Podstawą doboru rozdzielnicy niskiego napięcia jest potwierdzenie parametrów technicznych, jakie musi spełniać rozdzielnica zgodnie z wymaganiami technicznymi Klienta. Najpierw sprawdź napięcie znamionowe systemu (zwykle 380 V/400 V, 50 Hz) i prąd znamionowy. Prąd znamionowy należy obliczyć na podstawie całkowitego obciążenia całego sprzętu elektrycznego, z marginesem 15–20% zarezerwowanym na przyszłą rozbudowę. Po drugie, wytrzymałość zwarciowa jest również krytycznym wskaźnikiem bezpieczeństwa. Znamionowy krótkotrwały prąd wytrzymywany (Icw) i znamionowy szczytowy prąd wytrzymywany (Ipk) rozdzielnicy muszą być większe niż maksymalny spodziewany prąd zwarciowy, który może wystąpić w systemie; w przeciwnym razie w przypadku usterki może nastąpić eksplozja lub pożar.
Warunki środowiskowe bezpośrednio wpływają na wymagania dotyczące ochrony i żywotność rozdzielnic niskiego napięcia, musimy dostosować inny stopień ochrony w oparciu o środowisko pracy rozdzielnic niskiego napięcia.
| Środowisko/stan | Zalecana ochrona/wymaganie |
| Czyste miejsca w pomieszczeniach zamkniętych (np. biura) | Zwykle wystarczające są IP20 do IP30. |
| Ogólne warsztaty przemysłowe lub pomieszczenia elektryczne | IP40, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu. |
| Środowiska wilgotne lub zakurzone (np. piwnice, zakłady chemiczne) | Konieczna jest całkowicie szczelna obudowa o stopniu ochrony IP54 lub wyższej. |
| Instalacja zewnętrzna | Stopień ochrony co najmniej IP55, z dodatkowymi funkcjami odpornymi na deszcz i promieniowanie UV. |
| Środowiska o wysokiej temperaturze | Wymagaj szaf o doskonałej konstrukcji odprowadzającej ciepło. |
| Obszary przybrzeżne lub obszary gazów korozyjnych | Należy zastosować stal nierdzewną lub powłokę antykorozyjną |
| Wysokości powyżej 2000 m | Wydajność izolacji ulega pogorszeniu, dlatego konieczna jest korekta odstępów lub wybór produktów przeznaczonych do stosowania na dużych wysokościach. |
Różne obciążenia wymagają, aby rozdzielnice niskiego napięcia miały różne funkcje sterujące i zabezpieczające. W przypadku obciążeń indukcyjnych, takich jak silniki (np. Wentylatory i pompy w fabrykach), prąd rozruchowy może osiągnąć 5–7 razy wartość znamionową. Należy wybrać obwody wyposażone w zabezpieczenie przed przeciążeniem, utratą fazy i zablokowaniem wirnika, wraz z odpowiednimi stycznikami i przekaźnikami termicznymi. W przypadku obciążeń rezystancyjnych, takich jak oświetlenie, odpowiednie są rozdzielnice niskiego napięcia typu stacjonarnego o prostej konstrukcji i wysokiej wydajności kosztowej. W przypadku centrów danych, szpitali i innych miejsc o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących ciągłości zasilania, należy stosować wysuwne (wysuwne) rozdzielnice niskiego napięcia z możliwością wymiany podczas pracy, wyposażone w automatyczne przełączniki zasilania (ATS) i o konstrukcji redundantnej. Inteligentne budynki czy nowoczesne fabryki lepiej sprawdzają się w przypadku inteligentnych rozdzielnic obsługujących inteligentne liczniki oraz zdalne monitorowanie i sterowanie, umożliwiające połączenie z systemami zarządzania energią.
Wybór powinien pozostawiać wystarczająco dużo miejsca na długoterminową eksploatację i przyszłe modernizacje. Jeżeli pożądana jest możliwość szybkiej wymiany modułów bez przerwy w zasilaniu w przypadku awarii, należy preferować rozdzielnice niskiego napięcia w wersji wysuwnej, ponieważ ich szuflady można niezależnie podłączać i odłączać. Jednocześnie zaleca się zarezerwowanie około 20% zapasowych obwodów odpływowych w przeliczeniu na całkowitą liczbę obwodów, aby uwzględnić przyszłą rozbudowę sprzętu. Jeśli budżet na to pozwala, a miejsce na miejscu jest ograniczone, lepszym wyborem jest również rozdzielnica niskiego napięcia typu wysuwnego. W przypadku zastosowań wymagających zdalnego gromadzenia danych, przewidywania usterek i konserwacji opartej na stanie należy skonfigurować inteligentne rozdzielnice wysuwne z bramkami komunikacyjnymi i oprogramowaniem monitorującym. Ponadto należy wziąć pod uwagę dostępność części zamiennych i zdolność dostawcy do reakcji serwisu posprzedażowego.
Decyzja o wyborze nie powinna uwzględniać wyłącznie początkowej ceny zakupu, ale powinna uwzględniać koszt cyklu życia (LCC), w tym zakup, instalację, obsługę, konserwację, straty wynikające z przestojów i koszty energii. Marki krajowe (np. Chint, Delixi, Changshu Switchgear) charakteryzują się dużą konkurencyjnością cenową – koszt kluczowych komponentów często stanowi 1/2 do 1/5 kosztów marek międzynarodowych – i oferują szybką reakcję serwisową, dzięki czemu nadają się do projektów, w których najważniejsza jest wydajność kosztowa. Międzynarodowe marki (ABB, Schneider Electric, Siemens) przodują pod względem specyfikacji technicznych, mają dłuższy średni czas między awariami i posiadają dojrzałe ekosystemy cyfrowe, co czyni je idealnymi do krytycznych projektów o bardzo wysokich wymaganiach dotyczących niezawodności. Ślepe dążenie do niskich cen może prowadzić do stosowania gorszej blachy, zmniejszonej wytrzymałości zwarciowej lub uproszczonych funkcji zabezpieczających, co skutkuje częstymi awariami w późniejszym czasie i ostatecznie większymi stratami ekonomicznymi. Dlatego należy wybrać optymalne, opłacalne rozwiązanie, spełniające jednocześnie wymagania dotyczące bezpieczeństwa i wydajności.