Verteilungssystemplanung und -design

Energieverteilungssysteme bedürfen bei der Planung und Auslegung detaillierter Sorgfalt und Überlegung. Das Stromversorgungssystem ist entscheidend für den reibungslosen Betrieb des täglichen Betriebs. Lassen Sie uns einige der wichtigen Aspekte der Planung und des Designs von Verteilungssystemen betrachten.

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Bedeutung der Planung

Damit die Branche profitabel bleibt, muss das Hauptunternehmen die geringsten Gesamtbetriebskosten erzielen. Dies bedeutet die Auswahl von Systemkonfigurationen mit geringen Kosten, wobei auch die Kosten für Betrieb, Wartung und Upgrades sowie die Außerbetriebnahme des Systems berücksichtigt werden.

Planung ist notwendig, um ein System für optimale Leistung zu entwerfen. Bei gleichzeitiger Gewährleistung der Versorgungskontinuität, Minimierung von Leistungsverlusten, Sicherstellung der Netzqualität und Erzielen eines störungsfreien Betriebs durch die Auswahl geeigneter Geräte zur Dimensionierung basierend auf den Umgebungseinflüssen.

Planung für industrielle Verteilersysteme

Die Planung beginnt mit der Einschätzung des vorgegebenen Energiebedarfs der Anlage. Um zu verstehen, was die Anlage für den Energieverbrauch benötigen würde, ist die vorherige Information über andere Anlagenprojekte mit ähnlicher Ausrüstung und Verfahren ein guter Ausgangspunkt. Dies bietet nur einen Ausgangspunkt, an dem eine bessere Näherung basierend auf Anlagenmaschinen und -geräten bestimmt werden kann. Folgende Daten müssen für die Leistungsschätzung gesammelt werden:

• Liste der Anschlusslasten und -orte
• Lademuster (Prozessvariationen)
• Trennung kritischer Lasten von nicht kritischen Lasten
• Lasten mit hohen Oberschwingungen
• Einbeziehung zukünftiger Wachstumspläne
• Utility-Schnittstelle

Eine Liste der Beladungsorte und des Musters der Gerätebeladung hilft bei der Bewertung des Belastungsfaktors, des Bedarfsfaktors und des Diversitätsfaktors. Die Anwendung dieser Faktoren ist entscheidend für die genaue Schätzung des Strombedarfs für jede Einrichtung und den Entwurf von Verteilungssystemen.

Prognose des zukünftigen Wachstums

Um ein zukünftiges Verteilungssystem zu planen, ist eine gute Übergangsfrist erforderlich, um einen guten Vorsprung zu erzielen. Fünf Jahre sind ein guter Anfang für Vertriebssysteme. Dies liegt daran, dass der Ausbau von Verteilersystemen innerhalb einer laufenden Anlage zu unangenehmen Betriebsstörungen führen kann. Es kann sinnvoll sein, die anfängliche Kapazität um einen angemessenen Betrag zu überschreiten, um mögliche Erweiterungen zu berücksichtigen. Eine andere Option ist die Auswahl von Geräten mit dualer Ausrüstung.

Der obige Ansatz gilt für Projekte mit ausreichenden Mitteln, um es zu produzieren. Bei einem Projekt mit geringeren Mitteln erfordert die Planung einer zukünftigen Erweiterung Platz und Ausrüstung für das aktualisierte Verteilersystem. Dieser Ansatz wird erreicht, indem man eine Erweiterung annimmt und die Planungen und Entwürfe bereits erstellt hat, als ob sie die Erweiterung entwickeln würden.

Standort der Ausrüstungsgegenstände

Das allgemeine Prinzip besteht darin, die Ausrüstung des Verteilungssystems an einem zentralen Ort für die zugeführten Lasten zu platzieren. Dies ist ein idealer Ort, an dem die Vorteile der Elektrokonstruktion folgende sind:

• Kürzere Kabelwege
• Gleichmäßigkeit der Kraftflussrichtung
• Geringere elektrische Verluste und kleinere Kabelgrößen
• Übermäßigen Spannungsabfall minimieren

Die richtige Platzierung kann zu niedrigeren Kabel- und Betriebskosten führen, indem das Risiko von Stromverlusten minimiert wird. Die Standortauswahl ist nicht immer so einfach, wie den kürzesten Weg zum Ziel zu nehmen. Es ist gut zu sagen, dass es oft schwierig ist, Komponenten zu bewegen, wenn sie einmal an ihrem Platz sind. Die richtige Auswahl während der Planung ist entscheidend und muss viel Aufmerksamkeit erhalten.

Auswahl von Verteilungssystemparametern

Der nächste Schritt im Design besteht darin, die Parameter des Verteilungssystems festzulegen. Die Parameter umfassen:

• Umweltspezifikationen
• Spannungspegel im Verteilnetz und ihre Häufigkeit
• Akzeptable Abweichungen der Systemparameter
• Fehlerunterbrechung/Störfestigkeit

Umweltschutz

Die Umgebungsspezifikationen hängen vom Standort der Einrichtung für das Design des Verteilungssystems und den Kauf der Ausrüstung ab. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind entscheidende Faktoren für die Auswahl der Ausrüstung für das Verteilungssystem. Andere Überlegungen umfassen das Verständnis der Blitzdichte zum Schutz, das Vorhandensein von Staub, möglichen brennbaren Gasen und chemischen Schadstoffen. Diese helfen bei der Bestimmung des geeigneten Standorts für die Platzierung des Verteilungssystems.

Spannung und Frequenz des Verteilungssystems

Die Bestimmung der zu verwendenden Spannungs- und Frequenzwerte des Verteilungssystems ist der nächste Schritt. Die Häufigkeit wird normalerweise durch die Standards in der Region bestimmt. Die Spannungsauswahl ist in der Regel etwas komplizierter. Die Ausrüstung muss mit dem externen Versorgungssystem für das Verteilungssystem in der Einrichtung übereinstimmen. Diese wird in der Regel anhand der zu erwartenden Gesamtlast bestimmt.

Akzeptable Variation der Verteilungssystemparameter

Frequenz und Spannung werden hauptsächlich von Systemen innerhalb einer bestimmten Grenze gesteuert. Normalerweise treten abhängig von den Betriebsbedingungen des Systems und der Lastaufnahme der Einrichtung weiterhin Variationen auf. Solange es innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, besteht kein Grund zur Besorgnis. Abnormale Bedingungen wie Kurzschlüsse oder Fehler können Spannungs-/Frequenzstöße über die Grenzwerte hinaus verursachen.

Die Geräte sind so konzipiert, dass sie einigen Variationen standhalten. Wenn jedoch zu erwarten ist, dass die Ausrüstung die Konstruktionsbeschränkungen überschreitet, stehen die folgenden Optionen zur Verfügung:

• Ausmaß der Regelabweichung (Komponenten zur Minimierung des Spannungsabfalls)
• Automatisierte Schnittstellen zur Begrenzung von Schwankungen (Spannungsregulierung und Reduzierung von Schwankungen)
• Bestimmte Geräte zur Verbesserung des Variationsniveaus (zufriedenstellender Betrieb über ein größeres Spannungsband)

Fähigkeit, Fehlern zu widerstehen

Betriebsmittel, die hohen Fehlerströmen ausgesetzt sind, müssen den damit verbundenen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Geräte, die zum Unterbrechen von Fehlern entwickelt wurden, haben immer eine Grenze. Die Geräteauswahl muss über Nennwerte verfügen, die höher sind als die Kurzschlussströme, bei denen dies auftreten könnte.

Verteilungssystemkonfiguration planen

Bisher haben wir die wichtigen Überlegungen zur Planung eines Verteilnetzprojekts diskutiert. Sobald die richtigen Konfigurationen verstanden wurden, folgt als nächstes die detaillierte Finalisierung für Folgendes:

• Gesamtkonfiguration
• Anzahl eingehender Feeder
• Eingangs- und Verteilungsspannungspegel
• Große Ausrüstungsbewertungen
• Vertriebsart
• Integration von Notfall-Standby-Geräten
• Schutzsystemerdung

Diese Details führen zum Gesamtschema der Einstrangverteilung für die Anlagenplanung. Die Optimierung der Konfigurationen erfordert später nur wenig Überarbeitung.

Bewertung/Größe der Ausrüstung

Der nächste Schritt im Vertriebssystem ist die Festlegung der Gerätebewertungen. Die Auswahl der entsprechenden Bewertung erfordert den Abschluss der folgenden Punkte:

• Nennspannung, -strom und -frequenz
• Spannungs- und Frequenzvariation
• Störungswiderstand von Strom und Zeit
• Fehlerauslösekapazität
• Freiraum und Kriechstrecke

Alle Geräte werden unter Verwendung der zuvor besprochenen Verteilungssystemparameter ankommen. Die zulässige Spannungs- und Frequenzabweichungstoleranz ist gerätespezifisch und die Beschränkungen müssen mit den Netzparametern abgestimmt werden. Für Durchhangkorrektoren und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sind besondere Maßnahmen zu planen.

Beschränkungen der Marktverfügbarkeit können die Auswahl für die Planungskonfiguration erschweren. Die Nennwerte von Schaltgeräten, Transformatoren und Leistungsschalter-Unterbrechungskapazitäten können zu einem einschränkenden Faktor werden und unbeabsichtigte zusätzliche Ausrüstung zur Aufrechterhaltung der projizierten Verteilungsnetzparameter einführen.

Entwurf und Planung zusammengefasst

Stromverteilungssysteme erfordern große Geldbeträge für Investitionen in jeder Branche und einen beträchtlichen Betrag für die Betriebskosten. Die richtige Planung für den Entwurf eines Verteilersystems mit optimaler Leistung erfordert mehrere Schritte von der Erfassung von Daten, der Auswahl der richtigen Konfigurationen und der Auswahl geeigneter Geräte unter Verwendung von Planungswerkzeugen und Software zum Modellieren und Dokumentieren wichtiger Aspekte des Verteilersystems.

Design und Planung mit E3.Series

Die Planung von Verteilersystemen erfordert viel Liebe zum Detail. Das Entwerfen, Dokumentieren und Auswählen von Geräten nimmt bereits viel Zeit in Anspruch. E3.series bietet großartige Tools, um den Designern diesen Prozess zu erleichtern.

E3.Schema

Bietet eine Plattform zum Entwerfen und Dokumentieren elektrischer Steuerungen von Sicherungen bis zu Transformatoren. Mit Bewertungen und Größen aus intelligenten komponentenbasierten Bibliotheken von mehreren Herstellern. Dies hilft bei der Bereitstellung von Informationen und Spezifikationen basierend auf den Parametern und Anforderungen des Verteilsystems. Es bietet auch:

• Kurzschlussprävention
• Wiederverwendbare zentral gespeicherte Unterschaltungen
• Automatische und parallele Verbindungen
• Bibliotheken für komponentengesteuerte Teile
• Stellt sicher, dass gültige Teile verwendet werden
• Online-Querverweise von Verbindungen und Geräten
• Terminalkonfiguration
• SPS-Integration
• Automatische Kabelnummerierung

E3.schematic verwaltet alle Konstruktionsdaten und dazugehörige Dokumentationen wie Stücklisten und Anschlusslisten oder Montageanleitungen und Datenblätter.

E3.Panel

E3.Panel ermöglicht Ingenieuren das Layout von Komponenten in Schalttafelgehäusen. Einfaches Einrasten von Bauteilen, Vermeidung von Bauteilkollisionen und Integration in E3.schematic, wo die Konstruktionsarbeit in einem der Tools beginnen kann. Sehen Sie ganz einfach, wie elektrische und mechanische Aspekte zu einem zusammenhängenden CAD verschmelzen. Bietet auch Kabelführung, sodass Kabel automatisch aus dem Schaltplan verbunden werden können und die kürzestmögliche Route für die Konfiguration generiert wird. Es bietet auch:

• Vollständige Komponentendefinitionen
• Slots und Mount-Funktionalität
• Unterstützung für eingeschränkte Bereiche
• Breakout- und Schnittdetails
• Kurzester Pfad-Algorithmus für die Verkabelung
• Drahttrennung
• 3D-Visualisierung
• Integration mit automatischen Verdrahtungs-, Bohr- und Fräsmaschinen

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Es ist bereits so viel Arbeit und Aufwand erforderlich, um Verteilsysteme zu entwerfen und zu implementieren. Verschwenden Sie keine kostbare Zeit mit Elementen, die entweder automatisiert oder einfacher gestaltet werden können. Planung und Design sind wichtig und sicherzustellen, dass sie beim ersten Mal richtig durchgeführt werden, wird in Zukunft viel Zeit sparen.

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