Entschlüsselung der Schutzlogik von Niederspannungs-Eingangsschränken: Wie erreicht man eine sichere und zuverlässige Stromversorgung?

I. Elektrische Sicherheit und Positionierung auf Systemebene

Als Gesamtstromeingang des gesamten Niederspannungs-Stromverteilungssystems ist es das primäre Schutzgateway für die Stromverteilung der gesamten Station. Ausfälle wirken sich auf das gesamte Niederspannungsnetz aus, daher ist Zuverlässigkeit oberstes Gebot.

Es ist notwendig, die Logik der eingehenden Leitung, der Buskopplung und der ausgehenden Leitung strikt zu unterscheiden, um eine falsche Parallelschaltung und eine falsche Stromübertragung zu verhindern.

Erfüllen Sie die Anforderungen an die Koordinierung der Systemisolierung. Die Nennisolationsspannung, die Netzfrequenzfestigkeit und die Sicherheitsabstände zwischen Phase und Phase bzw. zwischen Phase und Erde müssen den Vorschriften entsprechen, um Kriechstrom, Durchschlag und Phase-Phase-Kurzschlüsse zu verhindern.

II. Elektrische Kernleistung (harte Technologie)

Die Nennbetriebsspannung ist mit der Phasenspannung und der Netzspannung des Systems kompatibel, wodurch ein langfristiger Betrieb ohne Überschreitung der Nennspannungsfestigkeit gewährleistet wird und eine Anpassung an die Netzfrequenz und Oberschwingungsbedingungen vor Ort erfolgt.

Bemessungsdauerstrombelastbarkeit: Der langfristige Temperaturanstieg des Schranks, der Hauptsammelschiene, der Eingangskabelverbindung und des Leistungsschaltergehäuses muss kontrolliert werden und es darf keine Überhitzung, Verfärbung oder Ablösung an den Kontakten und Kupferschienen auftreten.

Kurzschlussfestigkeit und Ausschaltvermögen

Das Bruch-/Betriebskurzschlussausschaltvermögen muss größer sein als der maximale Kurzschlussstrom der bauseitigen Anlage.

Der Kurzzeitstrom und der Spitzenstrom entsprechen den Normen; Der Schrankkörper darf sich nicht verformen, die Sammelschiene darf sich nicht verschieben und die Isolierteile dürfen bei Kurzschlusseinwirkung nicht platzen.

Design für Temperaturanstieg und Wärmeableitung: Die Lüftungskanäle des Schranks sind angemessen, mit glattem Lufteinlass und -auslass oben und unten; Es kommt zu keinem Wärmestau in den dichten Sammelschienen- und Leistungsschalterbereichen und der Temperaturanstieg entspricht den Standards bei Langzeitbetrieb unter hoher Belastung.

III. Schutzlogik und Steuerfunktionen

Wesentliche Schutzfunktionen: Überlast-Langzeitverzögerung, Kurzschluss-Kurzzeitverzögerung, Kurzschluss-Sofortschutz und Erdschlussschutz. Die Schutzkurve passt sich den Eigenschaften der nachgeschalteten Last an.

Ausgestattet mit einer Auslösefunktion bei Unterspannung/Spannungsverlust, die automatisch auslöst, wenn das Stromnetz ausfällt, und eine Selbsteinschaltung verhindert, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt wird.

Hierarchische Koordinierung der Schutzeinstellungen: Der Schutz der eingehenden Leitung muss selektiv mit dem Schutz der nachgeschalteten abgehenden Leitung koordiniert werden, um eine vollständige Auslösung der Hauptzuleitung aufgrund geringfügiger Fehler in der nachgelagerten Leitung zu vermeiden.

Zuverlässiger Sekundärkreis: Die Steuerstromversorgung, die Schließ- und Öffnungskreise sowie die Verriegelungskreise sind standardmäßig verdrahtet, ohne virtuelle Verbindung oder Fehlbedienung.

Logikblockdiagramm des Niederspannungs-Eingangsschrankschutzes (Textversion)

A. Blockdiagramm des gesamten Signalflusses

Strom des primären Hauptstromkreises → Abtastung des Stromwandlers (CT) → Intelligente Steuerung (ACB-Freigabe) → Logische Beurteilung: Langzeitverzögerung / Kurzzeitverzögerung / Sofort / Erdschluss / Unterspannung → Aktionseinstellung erfüllen → Auslösebefehl erteilen → Auslösemechanismus des Leistungsschalters → Den eingehenden Hauptstromkreis unterbrechen

B. Blockdiagramme von vier Hauptschutzzweigen

Überlast-Langzeitverzögerungsschutzlogik. Laststrom überschreitet den Standard → CT tastet ab und sendet ihn an die Steuerung → Entspricht der Umkehrzeit-Langzeitverzögerungskurve → Lange Verzögerung bei leichter Überlast, kurze Verzögerung bei starker Überlast → Verzögerung läuft ab → Auslösung

Kurzschluss-Kurzzeitverzögerungsschutzlogik Kurzschluss tritt im nachgeschalteten Stromkreis auf → Kurzschlussstrom löst den Eingangsleitungsregler aus → Eingangsleitung stellt eine Kurzzeitverzögerung von 0,1 ein～0,3 s → Warten Sie zunächst, bis der Leistungsschalter der Abgangsleitung sofort auslöst, um den Fehler zu beseitigen. → Wenn die Abgangsleitung nicht auslöst / der Fehler nicht behoben ist, läuft die Verzögerung ab. → Auslösungen der Eingangsleitung (Überschreitung verhindern).

Kurzschluss-Sofortschutzlogik Schwerer Kurzschluss in der Nähe der Sammelschiene oder innerhalb des Einspeiseschranks → Kurzschlussstrom übersteigt die Momentaneinstellung bei weitem → Direkte Auslösung ohne kurze Zeitverzögerung oder Wartezeit → Steuerung gibt sofort Befehl aus → Leistungsschalter löst sofort aus

Erdschlussschutzlogik Methode 1: Nullstrom-Stromwandler erfasst die Vektorsumme von drei Phasen + N Methode 2: Der Controller berechnet den Nullstrom durch Dreiphasenstrombetrieb → Erkennt, dass der unsymmetrische Nullstrom den Standard überschreitet → Ermittelt einphasige Erdung/Isolationsschäden und Leckage → Alarm oder Verzögerung/Sofortauslösung

C. Logikblockdiagramm zum Unterspannungs-/Spannungsverlustschutz

Eingehende Netzspannung sinkt / externes Stromnetz verliert Strom → Unterspannungsauslöser überwacht die Spannung in Echtzeit → Spannung ist niedriger als der eingestellte Schwellenwert → Unterspannungsauslöser reagiert → Zwangsauslösung → Automatische Wiedereinschaltung ist nach Wiederherstellung des Stromnetzes nicht zulässig; Das Schließen kann nur mit manueller/logischer Erlaubnis durchgeführt werden

D. Verriegelungslogik-Blockdiagramm für zwei eingehende Leitungen + Buskopplung (Verriegelung mit drei Schaltern)

1# Eingehende Leitung geschlossen

↓

Elektrische Hilfskontakte + mechanische Verbindungsstange

↓

Blockieren Sie die Schließkreise der Eingangsleitung Nr. 2 und des Sammelschienenanschlusses

2# Eingehende Leitung geschlossen

↓

Blockieren Sie gleichzeitig die Schließkreise der Eingangsleitung Nr. 1 und des Sammelschienenanschlusses

Bus-Krawatte geschlossen

↓

Blockieren Sie gleichzeitig die Schließkreise der Eingangsleitungen 1# und 2#

Grundregel: Es dürfen sich immer nur zwei der drei Schalter in der geschlossenen Position befinden; Es ist strengstens verboten, alle drei Schalter gleichzeitig zu schließen.

e. Koordinationslogik-Blockdiagramm des oberen und unteren Schutzniveaus

Ausgehender Leitungsschrank: Kurzschluss-Sofortauslösung → Zeitdifferenz-Schrittkoordination → Eingehender Leitungsschrank: Kurzschluss-Kurzzeitverzögerungsauslösung → Realisierung: Nachgeordnete Fehler werden durch nachgeschaltete Schalter ausgelöst, nicht durch die Haupteingangsleitung, wodurch die Selektivität der Stromversorgung sichergestellt wird.

IV. Mechanische Verriegelung und elektrische Verriegelung (höchste Priorität)

Einzelne Eingangsleitung: Mechanische Verriegelung zwischen der Schranktür und dem Schalter; Die Tür kann nicht geöffnet werden, wenn sie geschlossen ist, und der Schalter wird beim Öffnen der Tür zwangsweise ausgelöst, um ein versehentliches Eindringen in das Live-Intervall zu verhindern.

Szenario mit zwei eingehenden Leitungen + Sammelschiene: Doppelte Verriegelung von elektrischer Verriegelung und mechanischer Verriegelung, wodurch das gleichzeitige Schließen von zwei eingehenden Leitungen und die illegale Parallelschaltung von eingehenden Leitungen und Sammelschiene strikt verboten sind, um Zirkulation, Kurzschluss und Durchbrennen des Transformators zu verhindern.

Die mechanische Struktur des Leistungsschalters selbst ist zuverlässig, mit sofortigem Schließen und Öffnen, ohne Blockierung und zuverlässigem Betrieb des Energiespeichermechanismus.

V. Schrankaufbau und Sammelschienentechnik

Die Festigkeit der Schrankplatte und die Steifigkeit des Rahmens reichen aus, um Stößen durch elektromotorische Kurzschlüsse ohne Erschütterungen oder Verformungen standzuhalten.

Die wichtigsten Spezifikationen, Anordnung und Isolierträger der Sammelschienen entsprechen den Vorschriften; Die Phasenfolgeanordnung ist Standard und die isolierenden Trennwände von Phase zu Phase und von Phase zu Erde sind vollständig.

Vollständiges Erdungssystem: Schrankrahmen, Tür, Seitenwände und Sammelschienenschrank sind alle zuverlässig und zentral geerdet, mit einem kontinuierlichen und ununterbrochenen Erdungspfad.

Der Schutzgrad wird an die Umgebung vor Ort angepasst und verhindert, dass Staub, Spritzer und Kleintiere in den Schrank eindringen und Kurzschlüsse verursachen.

VI. Überwachungs- und Anzeigekonfiguration

Standardmäßige Echtzeitüberwachung von Strom und Spannung, mit der das Dreiphasengleichgewicht und die Spannungsabweichung überprüft werden können.

Ausgestattet mit einem Live-Anzeigegerät zur intuitiven Beurteilung, ob die eingehende Leitung unter Spannung steht, und verhindert so versehentliche Berührungen und falsche Wartung.

Notwendige Konfiguration der Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung sowie der Verhinderung und Kontrolle der Kondensation im Schrank, um eine Verschlechterung der Isolierung durch feuchte Kondensation zu verhindern.

VII. Umgebungs- und Betriebsanpassung

Passen Sie sich an die Höhe, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, den Staub und die korrosive Gasumgebung vor Ort an. Die Isolierteile und der Schrankkörper erfüllen die Standards für Korrosionsschutz und Witterungsbeständigkeit.

Design zur Vermeidung von Kondensation und Schimmel im Schrank; Heiz- und Entfeuchtungsgeräte werden in feuchten Bereichen konfiguriert.

Reservieren Sie Platz für Wartung und Kabeleinlass und -auslass. Die Verkabelung ist sauber und die Primär- und Sekundärkreise sind getrennt verlegt, um Störungen zu vermeiden.

VIII. Betrieb und Wartung sowie Sicherheitsinspektion

Ausgestattet mit offensichtlichen Sollbruchstellen, um die Stromversorgung während der Wartung zuverlässig zu trennen.

Kann den Wartungsprozess zur Stromausfallkennzeichnung und -verriegelung unter sicheren Betriebsbedingungen umsetzen.

Die Komponenten sind sinnvoll angeordnet, was die tägliche Inspektion, Temperaturmessung, Befestigung und den Komponentenaustausch zu einem späteren Zeitpunkt erleichtert, ohne dass es bei der Wartung zu Sackgassen kommt.

Zusammenfassung

Der Niederspannungs-Eingangsschrank ist das zentrale Gateway des Niederspannungs-Stromverteilungssystems und übernimmt die wichtigen Aufgaben des Zugangs zur Stromversorgung, des Sicherheitsschutzes und der Lastverteilung. Die Kernanliegen konzentrieren sich auf acht Aspekte: elektrische Sicherheitspositionierung, elektrische Kernleistung, Schutzlogik und -steuerung, Verriegelungsschutz, Schrank- und Sammelschienentechnologie, Überwachungskonfiguration, Umgebungsanpassung sowie Betriebs- und Wartungssicherheit. Darunter sind die Schutzlogik (einschließlich Überlast-, Kurzschluss-, Erdschluss- und Unterspannungsschutz) und die doppelte Verriegelung (mechanisch + elektrisch) der Schlüssel zur Gewährleistung des sicheren und stabilen Betriebs des Schranks, wodurch Fehlerausweitung, Fehlbedienung und Sicherheitsunfälle wirksam verhindert werden können. Die rationelle Abstimmung aller Indikatoren und die strikte Einhaltung technischer Standards sind Voraussetzungen für den langfristig zuverlässigen Betrieb des Niederspannungs-Einspeiseschranks.

FAQ (häufig gestellte Fragen)

Q1: Welche Kernaufgabe hat der Niederspannungs-Einspeiseschrank im Stromverteilungssystem?

A1: Es handelt sich um den gesamten Stromeingang und das primäre Schutzgateway des Niederspannungssystems, das für den Stromzugang, den Fehlerschutz und die nachgelagerte Stromverteilung verantwortlich ist und dessen Zuverlässigkeit sich direkt auf den sicheren Betrieb des Systems auswirkt.

Q2: Warum ist die gezielte Abstimmung der Schutzeinstellungen für Einspeiseschränke wichtig?

A2: Es stellt sicher, dass nachgeschaltete Fehler zuerst durch abgehende Leitungsschalter ausgelöst werden, wodurch ein Totalausfall des Systems vermieden und die Kontinuität der Stromversorgung sichergestellt wird.

Q3: Was ist der Zweck der doppelten Verriegelung (mechanisch + elektrisch) im Szenario mit zwei eingehenden Leitungen und Buskopplungen?

A3: Es verhindert eine falsche Parallelschaltung von Schaltern und verhindert so einen Umlaufstrom, einen Kurzschluss und ein Durchbrennen des Transformators, um die Systemsicherheit zu gewährleisten.

Q4: Welche Faktoren sollten bei der Umgebungsanpassung des Niederspannungs-Eingangsschranks berücksichtigt werden?

A4: An die Höhe, Temperatur, Feuchtigkeit, Staub und korrosive Gase vor Ort anpassen; Konfigurieren Sie Antikondensationsgeräte und eine entsprechende Schutzstufe.

Q5: Wie kann die Sicherheit von Wartungsarbeiten an Niederspannungs-Eingangsschränken gewährleistet werden?

A5: Rüsten Sie offensichtliche Sollbruchstellen aus, implementieren Sie die Kennzeichnung und Verriegelung von Stromausfällen und ordnen Sie die Komponenten sinnvoll an, um Sackgassen bei der Wartung zu vermeiden.