Grundkenntnisse über Stromverteilungssysteme und Anwendungsanalyse von Verteilerschränken

In modernen Energiesystemen spielen Stromverteilungsgeräte eine entscheidende Rolle bei der Stromverteilung, -steuerung, -schutz und -überwachung. Mit der rasanten Entwicklung in den Bereichen Industrieautomation, neue Energie, Leistungselektronik und Rechenzentrumsbau werden Stromverteilungssysteme schrittweise in Richtung Intelligenz, Modularität und hohe Zuverlässigkeit aufgerüstet. Ob in traditionellen Industrieanlagen, Rechenzentren, neuen Energiespeichersystemen oder Kommunikationsbasisstationen: Verteilerschaltschränke sind wesentliche Komponenten für die Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ein Verteilerschrank ist ein vollständiger Satz elektrischer Geräte, der nach einem bestimmten elektrischen Verkabelungsschema zusammengestellt wird und primäre und sekundäre Geräte kombiniert, um Funktionen wie Stromempfang, -verteilung, -steuerung, -schutz und -überwachung auszuführen. Abhängig von der Installationsmethode kann es in feste und schubladenartige Strukturen unterteilt werden; Abhängig von der Spannungsebene kann es in Hochspannungsverteilerschränke und Niederspannungsverteilerschränke unterteilt werden. Moderne modulare Verteilerschränke legen Wert auf modulare Designkonzepte und erleichtern Wartung, Erweiterung und Systemintegration.

 

Ein typischer Verteilerschrank umfasst normalerweise Funktionsbereiche wie einen Sammelschienenraum, einen Leistungsschalterraum, einen Instrumentensteuerraum und einen Einspeiseraum. Zu den wichtigsten internen Komponenten gehören Sammelschienen, Leistungsschalter, Stromwandler, Spannungswandler, Relaisschutzgeräte, Trennschalter, Erdungsschalter, Messgeräte und Signalanzeigeeinheiten. Bei großen Industrieanlagen werden Stahlverteilerschränke aufgrund ihrer hohen strukturellen Festigkeit und stabilen Schutzleistung häufig in hochzuverlässigen Stromverteilungsumgebungen eingesetzt.

 

Aus Sicht der Systemanwendung können Verteilerschränke in verschiedene Typen eingeteilt werden. Eingangsschränke erhalten ihren Strom hauptsächlich vom Stromnetz oder von Transformatoren und dienen als Stromeingangspunkt für das gesamte Stromverteilungssystem. Abgangsschränke sind für die Stromverteilung auf verschiedene Lastkreise zuständig und werden daher häufig in Industrieanlagen, Stromsteuerungssystemen und Verteilerschränken für Rechenzentren eingesetzt. Sammelschienen-Verbindungsschränke verbinden verschiedene Sammelschienenabschnitte und ermöglichen so eine Systemumschaltung und eine redundante Stromversorgung, wodurch die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert wird.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PT-Schränke werden hauptsächlich für Sammelschienenspannungserkennungs- und Schutzfunktionen verwendet und enthalten typischerweise Spannungswandler, Sicherungen und Überspannungsableiter. Isolierschränke sorgen für elektrische Isolierung und gewährleisten so die Sicherheit bei der Wartung der Geräte. Da Trennschalter selbst nicht über die Fähigkeit verfügen, Lichtbögen zu löschen, können sie nicht unter Last betrieben werden.

 

Kondensatorkompensationsschränke werden hauptsächlich zur Blindleistungskompensation und Verbesserung des Leistungsfaktors eingesetzt. Durch die rationelle Konfiguration von Kondensatorbänken können Leitungsverluste reduziert und die Betriebseffizienz des Systems verbessert werden. Mit der Entwicklung intelligenter Netze haben intelligente Verteilerschränke begonnen, Funktionen wie automatische Kompensation, Fernüberwachung und Fehlerfrühwarnung zu integrieren und so den Automatisierungsgrad des Systems zu verbessern.

 

Messschränke werden zur Strommessung und Energieverbrauchsüberwachung eingesetzt und sind in Industrieparks, Gewerbegebäuden und öffentlichen Einrichtungen weit verbreitet. Bei GIS-Schränken handelt es sich um geschlossene, kombinierte elektrische Geräte, die SF6-Gas als Isolierung und Lichtbogenlöschmedium verwenden und so Hochspannung, große{4}Kapazität und miniaturisierte Stromverteilungssysteme ermöglichen.

 

Leistungsschalter sind die wichtigsten Schutzgeräte in Stromverteilungssystemen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, normale Lastströme und Fehlerkurzschlussströme zu verbinden, zu leiten und zu trennen. Entsprechend den unterschiedlichen Lichtbogenlöschmedien können Leistungsschalter in Vakuum-Leistungsschalter, SF6-Leistungsschalter und Luft-Leistungsschalter unterteilt werden. Moderne DC-Stromversorgungsverteilerschränke verwenden häufig spezielle DC-Leistungsschalter, um die DC-Schutzanforderungen von Energiespeichersystemen und neuen Energiesystemen zu erfüllen.

 

Trennschalter werden hauptsächlich verwendet, um eine eindeutige Trennstelle zu schaffen und so die Sicherheit bei der Wartung von Geräten zu gewährleisten. Aufgrund des Fehlens einer speziellen Lichtbogenlöschvorrichtung können Trennschalter nicht zum Unterbrechen des Laststroms oder zum Kurzschließen des Stroms verwendet werden.

 

Sicherungen sind einfache, aber äußerst zuverlässige Schutzkomponenten. Wenn der Strom einen festgelegten Wert überschreitet und über einen bestimmten Zeitraum anhält, schmilzt das Schmelzelement und unterbricht somit den Stromkreis. Abgesicherte Verteilerschränke kombinieren in der Regel Sicherungen mit Lastschaltern, um die Systemkosten zu senken und einen grundlegenden Überstromschutz zu bieten.

 

Lastschalter verfügen über eine gewisse Lichtbogenlöschfähigkeit und können normale Lastströme schalten und trennen, jedoch keine Kurzschlussfehlerströme trennen. Daher werden sie in technischen Konstruktionen normalerweise in Verbindung mit Sicherungen verwendet.

 

Transformatoren sind entscheidende Geräte zur Umwandlung zwischen verschiedenen Spannungsniveaus. Ihr Kernprinzip ist die Nutzung elektromagnetischer Induktion zur Energieübertragung. Zu den wichtigsten technischen Parametern eines Transformators gehören Nennkapazität, Nennspannung, Leerlaufverlust, Kurzschlussverlust und Stufenschaltbereich. In industriellen Stromversorgungssystemen ist die richtige Auswahl der Transformatorkapazität und der Stufenschaltmethode von entscheidender Bedeutung für die Gewährleistung der Stromversorgungsstabilität.

 

PTs und CTs sind Instrumententransformatoren, mit denen eine elektrische Trennung zwischen dem primären und sekundären Steuersystem erreicht wird. Stromwandler werden hauptsächlich zur Strommessung und zum Schutz verwendet, während Spannungswandler hauptsächlich zur Spannungsmessung verwendet werden. Der richtige Einsatz von Messwandlern ist entscheidend für den stabilen Betrieb von Schutz- und Messsystemen.

 

In modernen intelligenten Stromverteilungssystemen werden häufig Ausführungen vom Typ Handwagen- und Schublade- verwendet. Ihre Hauptvorteile liegen in der Erleichterung der Wartung, des Austauschs und der Reparatur von Geräten und somit in der Verbesserung der Betriebseffizienz des Systems. Insbesondere in großen Verteiler-Schaltschranksystemen können modulare Schubladenkonstruktionen Ausfallzeiten deutlich reduzieren.

 

Erdungsschalter werden hauptsächlich zur Überprüfung des Erdungsschutzes und zur künstlichen Erzeugung von Erdungskurzschlüssen verwendet, wodurch das Schutzgerät schnell reagiert und das fehlerhafte Teil abschaltet. Schütze werden hauptsächlich zur häufigen Steuerung von Lasten wie Motoren, Beleuchtung und Kondensatorbänken verwendet. Zu ihren Merkmalen gehören eine hohe Betriebsfrequenz und eine lange Lebensdauer.

 

Relais sind wichtige Komponenten in Steuerungssystemen und werden hauptsächlich zur Signalumwandlung, automatischen Steuerung und Implementierung von Schutzlogiken verwendet. Zu den gängigen Typen gehören Stromrelais, Spannungsrelais, Zeitrelais und Thermorelais.

 

Mit der Entwicklung von Kommunikationsnetzen und Glasfasersystemen sind Glasfaserverteilerschränke für den Außenbereich, Glasfaserverteilerschränke für den Außenbereich und Glasfaserverteilerschränke nach und nach zu wichtigen Bestandteilen der modernen Kommunikationsinfrastruktur geworden. Diese Geräte werden hauptsächlich zur Verteilung von Glasfaserleitungen, zur Patchkabelverwaltung und zum Schutz von Kommunikationssystemen im Freien verwendet. Außenverteilerkabinen mit Glasfaser-Kreuzverbindung finden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der 5G-Kommunikation, in Smart Cities und beim Bau von Rechenzentren.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Darüber hinaus werden wandmontierte Verteilerstrukturen aus Metall aufgrund ihrer flexiblen Installation und ihres geringen Platzbedarfs häufig in Gewerbegebäuden und kleinen industriellen Steuerungssystemen eingesetzt. Modulare Glasfaserkabinen eignen sich besser für Kommunikationssystemumgebungen, die eine schnelle Erweiterung und Wartung erfordern.

 

Im industriellen Elektrobereich werden Elektrokabel-Verteilerkastenkabinen hauptsächlich zur Kabelverteilung und Leitungssteuerung verwendet. Ihre strukturelle Gestaltung muss ein Gleichgewicht zwischen Schutzniveau, Wärmeableitungsleistung und Wartungsfreundlichkeit gewährleisten. Bei Außenverteilerkabinen wird Wert auf die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung im Freien gelegt, einschließlich Wasserdichtigkeit, Staubdichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wetterbeständigkeit.

 

Mit der Entwicklung neuer Energie-, Ladesysteme für Elektrofahrzeuge und Energiespeicherindustrien werden die Anwendungsszenarien vonKabelverteilerschränkewerden ständig erweitert. Moderne Stromverteilungssysteme müssen nicht nur die herkömmlichen Anforderungen an die Stromversorgung und -verteilung erfüllen, sondern auch intelligente Überwachung, Fernbedienung und -wartung, Energiesparmanagement und hohe Sicherheitsanforderungen berücksichtigen.

 

Auch in Zukunft werden sich Energieverteilungsgeräte in Richtung Digitalisierung, Intelligenz und hoher Integration weiterentwickeln. Durch die Kombination von intelligenter Sensorik, Fernkommunikation, Energiemanagementsystemen und automatisierten Steuerungstechnologien werden Stromverteilungssysteme eine wichtigere Rolle in der industriellen Fertigung, in Rechenzentren, bei neuen Energien und beim Bau intelligenter Städte spielen.