Caso de projeto de gabinete de barramento de entrada CA de 12 canais

Objetivos e Requisitos

Projete um gabinete combinador AC de 12{3}}entradas e 1 saída. Por se tratar de um projeto fora da rede, requer apenas a funcionalidade do combinador.

De acordo com o diagrama principal acima, as especificações do gabinete são 5000kVA/800V. A corrente total que entra no gabinete é: 350kW * 12/800V/1.732 ≈ 3031A. A corrente média por ramal é 253A.

Cálculo e Projeto de Equipamentos Principais

Disjuntores em caixa moldada de entrada (MCCBs)

1.Quantidade: 12 unidades, correspondendo à topologia "12 pol.". Um disjuntor por ramal de entrada para proteção independente, isolando apenas o ramal defeituoso sem afetar os demais.

Classificação atual: Corrente de saída total ~3031A. Dividido igualmente entre 12 filiais dá um máximo de ~253A por filial. Um disjuntor de 400A é selecionado para evitar disparo por sobrecarga durante operação prolongada. (Fórmula: I_total=(P_total) / (√3 * V_LL))

Pólos: 3P (Trifásico-). O núcleo do-sistema CA fora da rede é o circuito de energia-trifásico. A linha neutra é conectada separadamente por meio de terminais (não interrompidos pelo disjuntor), simplificando o projeto e garantindo proteção confiável para o circuito trifásico-principal.

Capacidade de interrupção: maior ou igual a 50kA, capaz de interromper rapidamente a corrente estimada de-curto-circuito-de ramificação única (~31,5kA) a 800V, evitando danos por arco e garantindo um isolamento confiável de falhas.

Disjuntor do quadro de saída (FCB)

1.Quantidade: 1 unidade, correspondendo à topologia "1-out". Um disjuntor principal controla a saída combinada das 12 entradas.

2. Classificação atual: Corrente total ~3031A. Um disjuntor de quadro de 4000A é selecionado (considerando carga total não{4}}contínua e redundância em barramentos/cabos), suportando sobrecarga de curto-tempo e atendendo às altas-demandas de saída de energia.

3. Liberação de atraso de subtensão: sistemas fora-da rede não têm suporte de rede e são propensos a flutuações de tensão. A função de atraso evita disparos indesejados durante quedas transitórias de tensão, garantindo a estabilidade da fonte de alimentação.

4.Polos: 3P, adequado para o barramento combinado trifásico principal. O neutro é conectado de forma independente, não passando pelo disjuntor principal, focando a proteção (sobrecarga, curto-circuito) no circuito principal-trifásico.

5. Capacidade de interrupção: Maior ou igual a 63kA, interrompendo efetivamente a corrente total estimada de curto-circuito do barramento (~40kA) com interrupção rápida e boa extinção de arco, evitando o escalonamento de falhas.

Chave isoladora rotativa (chave de isolamento)

Classificação de corrente: Corresponde à corrente máxima do lado de saída de 3031A para evitar aquecimento durante o isolamento.

Função: Para manutenção em sistemas fora-da rede, ele fornece uma interrupção física-sem arco no circuito principal-trifásico, oferecendo isolamento mais confiável do que um disjuntor para segurança pessoal.

Pólos: 3P, desligando simultaneamente as três fases do circuito principal, correspondendo à configuração do disjuntor. O neutro não requer isolamento (confirmado separadamente durante a manutenção), simplificando a operação e atendendo aos padrões de segurança.

Dispositivo de proteção contra sobretensão CA (SPD)

1. Classificação de tensão: Corresponde à tensão nominal de 800 V CA do sistema para evitar falha do SPD.

2. Corrente de descarga nominal (In): Cenários fora da rede- carecem de proteção coordenada contra raios da rede. Ele deve suportar de forma independente as tensões de picos de raios. Uma capacidade de 100kA cobre os requisitos para áreas com raios moderados, absorvendo a energia do raio.

3.Polos: 4P (Trifás-fase + Neutro). Embora os disjuntores sejam 3P, a linha neutra ainda requer proteção contra surtos para evitar danos ao equipamento por sobretensão causada por raios no neutro, fornecendo proteção abrangente ao circuito.

3. Seleção de Equipamentos e Lista de Materiais (BOM)

Com base nas especificações do sistema (5.000 kVA/800 Vca, 12 entradas 1 saída, 253 A por ramal, 3.031 A no total), selecione o equipamento apropriado.

Gabinete

Dimensões: Largura 1.000 mm, Profundidade 1.000 mm, Altura 2.200 mm, Deve acomodar 12 disjuntores de entrada, 1 disjuntor de saída grande, barramentos, transformadores de corrente, etc.

Material: Metal para alta resistência mecânica, resistência à corrosão e impacto ambiental externo, adequado para possível instalação externa em cenários-fora da rede.

Classificação de proteção: IP54 para proteção contra poeira e água, evitando a entrada que poderia causar curtos-de alta tensão, garantindo a segurança da operação em ambientes externos.

Resumo de seleção de equipamentos (tabela)

4.Desenhos

Diagrama de blocos de fiação

Diagrama esquemático elétrico

Diagrama de modelo