Caso de diseño de gabinete de barra colectora de entrada de CA de 12 canales

Objetivos y requisitos

Diseñe un gabinete combinador de CA de 12-entradas y 1 salidas. Como es un proyecto fuera de la red, solo requiere la funcionalidad del combinador.

Según el diagrama principal anterior, las especificaciones del gabinete son 5000 kVA/800 V. La corriente total que entra al gabinete es: 350kW * 12 / 800V / 1.732 ≈ 3031A. La corriente media por rama es de 253A.

Cálculo y diseño de equipos principales.

Disyuntores de caja moldeada de entrada (MCCB)

1.Cantidad: 12 unidades, que coinciden con la topología de "12 pulgadas". Un disyuntor por rama de entrada para protección independiente, aislando solo la rama defectuosa sin afectar a las demás.

Clasificación actual: Corriente de salida total ~3031A. Dividido en partes iguales entre 12 ramas da un máximo de ~253A por rama. Se selecciona un disyuntor de 400 A para evitar disparos por sobrecarga durante un funcionamiento prolongado. (Fórmula: I_total=(P_total) / (√3 * V_LL) )

Polos: 3P (Trifásico-). El núcleo del sistema de CA fuera de la red-es el circuito de alimentación trifásico. La línea neutra se conecta por separado a través de terminales (no interrumpidos por el disyuntor), lo que simplifica el diseño y garantiza una protección confiable para el circuito trifásico principal-.

Capacidad de corte: mayor o igual a 50 kA, capaz de interrumpir rápidamente la corriente estimada de cortocircuito-de una sola rama (~31,5 kA) a 800 V, lo que evita daños por arco y garantiza un aislamiento confiable de fallas.

Disyuntor de marco de salida (FCB)

1.Cantidad: 1 unidad, que coincide con la topología "1 salida". Un disyuntor principal controla la salida combinada de las 12 entradas.

2.Clasificación de corriente: Corriente total ~3031A. Se selecciona un disyuntor de estructura de 4000 A (considerando carga completa no-continua y redundancia en barras colectoras/cables), que admite sobrecargas-de corta duración y satisface altas-demandas de salida de energía.

3. Liberación de retardo por subtensión: los sistemas-fuera de la red carecen de soporte de red y son propensos a fluctuaciones de tensión. La función de retardo evita disparos molestos durante caídas de voltaje transitorias, lo que garantiza la estabilidad del suministro de energía.

4.Polos: 3P, adecuados para el embarrado combinado trifásico principal-. El neutro se cablea de forma independiente, no pasando por el disyuntor principal, centrando la protección (sobrecarga, cortocircuito-) en el circuito principal trifásico-.

5.Capacidad de corte: Mayor o igual a 63 kA, interrumpiendo efectivamente la corriente total estimada de cortocircuito-de la barra (~40 kA) con un corte rápido y una buena extinción del arco, evitando la escalada de fallas.

Interruptor de aislamiento giratorio (interruptor de aislamiento)

Clasificación actual: Coincide con la corriente máxima del lado de salida de 3031A para evitar el calentamiento durante el aislamiento.

Función: Para el mantenimiento en sistemas fuera de la red-, proporciona una interrupción física-sin arco en el circuito principal trifásico-, lo que ofrece un aislamiento más confiable que un disyuntor para la seguridad del personal.

Polos: 3P, desconectando simultáneamente las tres fases del circuito principal, coincidiendo con la configuración del interruptor. El neutro no requiere aislamiento (se confirma muerto por separado durante el mantenimiento), lo que simplifica la operación y cumple con los estándares de seguridad.

Dispositivo de protección contra sobretensiones de CA (SPD)

1. Clasificación de voltaje: coincide con el voltaje nominal de 800 V CA del sistema para evitar fallas del SPD.

2.Corriente de descarga nominal (In): los escenarios-fuera de la red carecen de protección coordinada contra rayos en la red. Debe resistir de forma independiente las sobretensiones de los rayos. Una capacidad de 100 kA cubre los requisitos de zonas con rayos moderados, absorbiendo la energía del rayo.

3.Polos: 4P (Trifásico-+Neutro). Aunque los disyuntores son 3P, la línea neutra aún requiere protección contra sobretensiones para evitar daños al equipo debido a la sobretensión del rayo en el neutro, lo que proporciona una protección integral del circuito.

3. Selección de equipos y lista de materiales (BOM)

Según las especificaciones del sistema (5000 kVA/800 V CA, 12 entradas y 1 salida, 253 A por rama, 3031 A en total), seleccione el equipo adecuado.

Gabinete

Dimensiones: ancho 1000 mm, profundidad 1000 mm, altura 2200 mm. Debe acomodar 12 disyuntores de entrada, 1 disyuntor de salida grande, barras colectoras, transformadores de corriente, etc. El ancho, la profundidad y la altura deben permitir la disposición de los componentes, el espacio de enfriamiento y el enrutamiento de los cables.

Material: metal para una alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y al impacto ambiental exterior, adecuado para una posible instalación en exteriores en escenarios-fuera de la red eléctrica.

Clasificación de protección: IP54 para protección contra el polvo y el agua, lo que evita la entrada que podría causar cortocircuitos de alto-voltaje y garantiza la seguridad de funcionamiento en exteriores.

Resumen de selección de equipos (tabla)

4.Dibujos

Diagrama de bloques de cableado

Diagrama esquemático eléctrico

Diagrama del modelo