Estructura interna de los armarios de distribución de energía: Componentes, tecnologías y soluciones inteligentes

1. Carcasa (Diseño de protección y EMC)

• Material: Acero laminado en frío o acero galvanizado (para resistencia a la corrosión); las carcasas de acero inoxidable se utilizan en entornos de alta gama y hostiles (por ejemplo, plantas químicas, entornos marinos).
• Características clave:
  • Los grados de protección IP (por ejemplo, IP54) garantizan la fiabilidad contra el polvo y la humedad.
  • El blindaje EMC minimiza la interferencia de los variadores de frecuencia (VFD) y los servomotores, cumpliendo con las normas IEC 61439.
• Caso de estudio: Los armarios de plantas fotovoltaicas solares se someten a pruebas de pulverización de sal para resistir la corrosión en exteriores.

2. Barras colectoras (Transmisión eficiente de energía)

• Material: Barras colectoras de cobre (conductividad >98%) o barras colectoras de aluminio (ligeras, rentables), a menudo estañadas o plateadas para resistir la oxidación.
• Innovaciones:
  • Los sistemas de barras colectoras modulares permiten la instalación sin herramientas (por ejemplo, en la distribución de centros de datos).
  • Los sensores de temperatura inalámbricos habilitados para IoT evitan el sobrecalentamiento mediante la monitorización en tiempo real.

3. Interruptores automáticos (Protección inteligente)

• Tipos:
  • MCB (Interruptor automático en miniatura): Protege los circuitos derivados de sobrecargas.
  • ACB (Interruptor automático de aire): Protege la alimentación principal entrante, con disparadores inteligentes que permiten el disparo remoto.
• Tendencias de la industria: La coordinación selectiva combinada con la detección de fallas por arco (AFCI) evita el apagado total del sistema durante las fallas (crítico para las fábricas de semiconductores).

4. Contactores (Control de motores)

• Función: Controlados por PLC para arrancar, detener o invertir motores. Los modelos de eficiencia energética (por ejemplo, contactores de imanes permanentes) reducen el consumo de energía de la bobina.
• Aplicación: Los sistemas de clasificación por transportadores combinan VFD con grupos de contactores para el control de motores de velocidad múltiple.

5. Relés de sobrecarga térmica (Protección del motor)

• Actualización: Las tiras bimetálicas tradicionales están siendo reemplazadas por relés de sobrecarga electrónicos (por ejemplo, Schneider TeSys), que ofrecen ajustes de corriente precisos y registro de fallas.

6. Fusibles (Protección contra cortocircuitos)

• Selección:
  • Tipo gG/gL (propósito general) vs. tipo aR (acción rápida para semiconductores).
  • Los fusibles de CC de alto voltaje son críticos para las estaciones de carga de vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía.

7. Transformadores de instrumentos (Monitorización y medición)

• Características inteligentes:
  • Las bobinas Rogowski permiten la medición de amplia frecuencia (ideal para circuitos VFD).
  • Las Unidades de Fusión (MU) admiten la integración de la red digital a través del protocolo IEC 61850.

8. Dispositivos de medición (Monitorización digital)

• Tendencias:
  • Los medidores multifunción con conectividad RS485/MODBUS se integran con los Sistemas de Gestión de Energía (EMS).
  • El análisis de armónicos (cumpliendo con IEEE 519) protege los equipos de precisión en los hospitales.

9. Botones e indicadores de control (HMI)

• Diseño:
  • Botones a prueba de explosiones (Ex d) para las industrias de petróleo y gas.
  • Las HMI de pantalla táctil reemplazan los botones tradicionales, lo que permite la visualización del sistema en tiempo real.

10. Bornes (Cableado eficiente)

• Innovaciones:
  • Los bornes de jaula de resorte permiten la instalación sin herramientas.
  • Los bornes de doble capa ahorran espacio (por ejemplo, en armarios de tránsito ferroviario).

11. Circuitos secundarios (Núcleo inteligente)

• Integración:
  • Los PLC combinados con plataformas en la nube permiten el mantenimiento remoto a través de análisis predictivos.
  • La comunicación por fibra óptica reemplaza el cableado de cobre para la inmunidad a EMI (por ejemplo, en los controles de las fábricas de acero).

Tendencias futuras: Distribución de energía inteligente y ecológica

• Diagnóstico impulsado por IA: La computación de borde combinada con sensores predice fallas (por ejemplo, sobrecalentamiento de la barra colectora, vida útil del interruptor).
• Eficiencia energética: La compensación reactiva basada en SVG reduce las pérdidas, apoyando los objetivos de neutralidad de carbono.
• Modularidad: Los diseños escalables facilitan la rápida expansión de la capacidad (vital para las plantas de energía renovable).