Ontwerpbehuizing van 8-kanaals AC-ingangsrailkast

1.Doelstellingen en vereisten

Ontwerp een 8-in-1-out AC-combineerkast. Omdat het een off-grid project is, vereist het alleen combineerfunctionaliteit.

Volgens het bovenstaande principeschema zijn de kastspecificaties 3000 kVA/800 V. De totale stroom die de kast binnenkomt is: 350kW * 8 / 800V / 1,732 ≈ 2020A. De gemiddelde stroom per tak is 253A.

2. Berekening en ontwerp van hoofdapparatuur

Ingangsstroomonderbrekers met gegoten behuizing (MCCB's)

Aantal: 8 eenheden, passend bij de "8-in"-topologie. Eén onderbreker per ingangstak voor onafhankelijke bescherming, waarbij alleen de defecte tak wordt geïsoleerd zonder andere te beïnvloeden.

Stroomwaarde: Totale uitgangsstroom ~2020A. Gelijkelijk verdeeld over 8 vestigingen geeft dit een maximum van ~253A per vestiging. Er is gekozen voor een stroomonderbreker van 400 A om uitschakeling door overbelasting tijdens langdurig gebruik te voorkomen. (Formule: I_totaal=(P_totaal) / (√3 * V_LL) )

Polen: 3P (drie-fasen). De kern van het-off-grid AC-systeem is het drie-stroomcircuit. De neutrale lijn is afzonderlijk aangesloten via klemmen (niet onderbroken door de onderbreker), wat het ontwerp vereenvoudigt en een betrouwbare bescherming van het drie- hoofdcircuit garandeert.

Uitschakelvermogen: groter dan of gelijk aan 50 kA, geschikt voor het snel onderbreken van de geschatte kortsluitstroom in een enkele- aftakking- (~31,5 kA) bij 800 V, waardoor boogschade wordt voorkomen en een betrouwbare foutisolatie wordt gegarandeerd.

Uitgangsframe-stroomonderbreker (FCB)

Aantal: 1 eenheid, passend bij de "1-out"-topologie. Eén hoofdonderbreker regelt de gecombineerde uitgang van de 8 ingangen.

Huidige beoordeling: Totale stroom ~2020A. Er is gekozen voor een frameonderbreker van 4000 A (rekening houdend met niet-continue volledige belasting en redundantie in rails/kabels), die korte-overbelasting ondersteunt en voldoet aan de hoge- vermogenseisen.

Vrijgave van onderspanningsvertraging: Off-systemen hebben geen netondersteuning en zijn gevoelig voor spanningsschommelingen. De vertragingsfunctie voorkomt onnodige uitschakelingen tijdens transiënte spanningsdips, waardoor de stabiliteit van de stroomvoorziening wordt gegarandeerd.

Polen: 3P, geschikt voor de drie- hoofdstroomrail. De nulleider is onafhankelijk bedraad en gaat niet door de hoofdonderbreker, waardoor de bescherming (overbelasting, kortsluiting-) wordt geconcentreerd op het drie-fasige hoofdcircuit.

Uitschakelvermogen: groter dan of gelijk aan 63 kA, waardoor de geschatte totale kortsluitstroom van de bus- (~40 kA) effectief wordt onderbroken met snelle onderbreking en goede boogdoving, waardoor escalatie van fouten wordt voorkomen.

Draaischakelaar (scheidingsschakelaar)

Stroomwaarde: Komt overeen met de maximale stroom van 2020A aan de uitgangszijde om verwarming tijdens isolatie te voorkomen.

Functie: Voor onderhoud in off--systemen zorgt het voor een fysieke boog-vrije onderbreking in het drie- hoofdcircuit, waardoor een betrouwbaardere isolatie wordt geboden dan een onderbreker voor de veiligheid van het personeel.

Polen: 3P, waarbij tegelijkertijd alle drie de fasen van het hoofdcircuit worden losgekoppeld, passend bij de configuratie van de onderbreker. De nulleider vereist geen isolatie (afzonderlijk bevestigd tijdens onderhoud), wat de bediening vereenvoudigt en tegelijkertijd aan de veiligheidsnormen voldoet.

AC-overspanningsbeveiliging (SPD)

Spanningswaarde: komt overeen met de nominale spanning van 800 V AC van het systeem om SPD-storingen te voorkomen.

Nominale ontlaadstroom (In): Off--scenario's ontberen een gecoördineerde bliksembeveiliging op het elektriciteitsnet. Het moet zelfstandig bliksemstootspanningen kunnen weerstaan. Een capaciteit van 100 kA dekt de vereisten voor gebieden met gematigde bliksem, waarbij bliksemenergie wordt geabsorbeerd.

Polen: 4P (drie-fasen + neutraal). Hoewel de stroomonderbrekers 3P zijn, heeft de neutrale lijn nog steeds overspanningsbeveiliging nodig om schade aan apparatuur door blikseminslag op de nulleider te voorkomen, waardoor een uitgebreide circuitbeveiliging wordt geboden.

3. Apparatuurselectie en stuklijst (BOM)

Selecteer de juiste apparatuur op basis van de systeemspecificaties (3000 kVA/800 Vac, 8-in-1-uit, 253 A per tak, 2020 A totaal).

Kastbehuizing

Afmetingen: Breedte 1000 mm, Diepte 1000 mm, Hoogte 2200 mm, Moet ruimte bieden aan 8 ingangsonderbrekers, 1 grote uitgangsonderbreker, rails, stroomtransformatoren, enz. De breedte, diepte en hoogte moeten rekening houden met de lay-out van de componenten, de koelruimte en de kabelgeleiding.

Materiaal: Metaal voor hoge mechanische sterkte, weerstand tegen corrosie en impact buitenshuis, geschikt voor potentiële buiteninstallatie in off- off-grid-scenario's.

Beschermingsklasse: IP54 voor bescherming tegen stof en water, waardoor binnendringen wordt voorkomen dat hoog-kortsluitingen kan veroorzaken, waardoor de veiligheid bij gebruik buitenshuis wordt gegarandeerd.

Samenvatting apparatuurselectie (tabel)

4.Tekeningen

Bedradingsblokschema

Elektrisch schema