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低壓配電柜中主母線(xiàn)載荷容量

發(fā)布時(shí)間：2019/06/24 電力百科 標(biāo)簽：低壓配電柜母線(xiàn)載荷瀏覽次數(shù)：3797

低壓配電柜中的主母線(xiàn)，擔(dān)任了電流分配的任務(wù)。
設(shè)計(jì)主母線(xiàn)的規(guī)格時(shí)，需要考慮到如下幾個(gè)重要因素：
第一：主母線(xiàn)的額定電流。
主母線(xiàn)的額定電流與實(shí)際負(fù)載電流相關(guān)，與開(kāi)關(guān)柜的溫升密切相關(guān)。
第二：主母線(xiàn)的動(dòng)熱穩(wěn)定性。
主母線(xiàn)的動(dòng)、熱穩(wěn)定性就是低壓開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)、熱穩(wěn)定性。動(dòng)穩(wěn)定性指的是主母線(xiàn)的峰值耐受電流，它必須大于系統(tǒng)的沖擊短路電流峰值；熱穩(wěn)定性指的是短時(shí)耐受電流，它系數(shù)等于峰值耐受電流除以峰值n。
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我們來(lái)看下圖：

先看圖1：
圖中的變壓器容量為2000kVA。設(shè)變壓器的阻抗電壓是6%，于是有：
變壓器的額定電流： $I_{n} =\frac{S_{n} }{\sqrt{3}U_gmc8fj8yeck } =\frac{2000\times 10^{3} }{1.732\times 400} \approx 2887A$
變壓器的短路電流： $I_{K} =\frac{I_{n} }{U_{K} } =\frac{2887\times 10^{-3} }{0.06} \approx 48.1kA$
變壓器的沖擊短路電流峰值： $I_{PK} =nI_{K} =2.1\times 48.1\approx 101kA$
因此，我們選擇的低壓開(kāi)關(guān)柜，它的主母線(xiàn)的峰值耐受電流必須大于101kA，取為105kA；它的主母線(xiàn)的短時(shí)耐受電流為： $\frac{105}{2.1} =50kA$
開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)熱穩(wěn)定性與開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，并且由該柜型的型式試驗(yàn)唯一決定。
我們來(lái)看圖1的情況：
1）由于受電端在母線(xiàn)的中間，因此運(yùn)行電流流動(dòng)方向從中間指向向兩側(cè)。
2）母線(xiàn)電流最大之處在中間受電處，兩側(cè)端點(diǎn)為電流最小處。
3）母線(xiàn)任何一處發(fā)生短路時(shí)，短路電流等于系統(tǒng)短路電流 $I_{K}$
4）一般地，配電柜中的母線(xiàn)截面參數(shù)是按變壓器額定電流來(lái)設(shè)計(jì)的，因此圖示系統(tǒng)的母線(xiàn)截面允許承載的額定電流值應(yīng)當(dāng)是3000A。
在本例中，可以考慮采用2500A主母線(xiàn)。但條件是：選用2500A系統(tǒng)母線(xiàn)后，整柜的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿(mǎn)足105kA和50kA的要求。
值得注意的是：變壓器容量一般取為配電容量的1.2倍，此時(shí)變壓器的效率最高。
再看圖2：
我們看到受電端在母線(xiàn)的最左側(cè)，此時(shí)母線(xiàn)左側(cè)的電流等于最大配電電流，即2400A，母線(xiàn)右側(cè)的電流為零。
由于母線(xiàn)的截面是統(tǒng)一的，因此圖2的母線(xiàn)截面按3000A額定值來(lái)選取。
圖2母線(xiàn)中任何一處的短路電流等于系統(tǒng)短路電流，因此主母線(xiàn)的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿(mǎn)足變壓器參數(shù)要求。
再看圖3：
圖3中，受電側(cè)有兩處，分別在主母線(xiàn)的左右兩側(cè)，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。主母線(xiàn)中運(yùn)行電流方向從兩側(cè)指向中間。
當(dāng)母線(xiàn)中任何一處發(fā)生短路時(shí)，短路電流等于單臺(tái)變壓器的短路電流；但是當(dāng)任何饋電回路的出口處發(fā)生短路時(shí)，短路電流為兩臺(tái)變壓器短路電流之和。
因此，此系統(tǒng)的進(jìn)線(xiàn)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰砂磫闻_(tái)變壓器的短路電流來(lái)考慮，而全部饋電回路斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Ρ仨毜扔趩闻_(tái)變壓器短路電流的兩倍。
對(duì)于單臺(tái)變壓器來(lái)說(shuō)，其參數(shù)如下：
變壓器的額定電流： $I_{n} =\frac{S_{n} }{\sqrt{3}U_gmc8fj8yeck } =\frac{1000\times 10^{3} }{1.732\times 400} \approx 1443A$
變壓器的短路電流： $I_{K} =\frac{I_{n} }{U_{K} } =\frac{1443\times 10^{-3} }{0.06} \approx 24.1kA$
變壓器的沖擊短路電流峰值： $I_{PK} =nI_{K} =2.0\times 24.1\approx 48.2kA$
因此，我們選擇的低壓開(kāi)關(guān)柜，它的主母線(xiàn)的峰值耐受電流必須大于50kA，它的主母線(xiàn)的短時(shí)耐受電流為： $\frac{50}{2.0} =25kA$ 。
圖３主母線(xiàn)的截面可按1500A考慮，主母線(xiàn)的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。
再看圖4：
圖4的基本參數(shù)與圖3基本一致，但是母線(xiàn)被母聯(lián)開(kāi)關(guān)給分成兩段，平時(shí)兩段母線(xiàn)分別獨(dú)立運(yùn)行。
這樣做的最大好處是：饋電斷路器出口處的短路電流小于或者等于變壓器的短路電流，因此各個(gè)饋電斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰σ喟磫伪蹲儔浩鞫搪冯娏鱽?lái)考慮。
值得注意的是：若某段受電出現(xiàn)故障停電，母聯(lián)開(kāi)關(guān)閉合前后，全系統(tǒng)的饋電回路必須降容：三級(jí)負(fù)荷全部去除，僅僅保留一級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷，以滿(mǎn)足單臺(tái)變壓器的供電能力要求。
圖4的主母線(xiàn)截面可按圖3的方案來(lái)選配。
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結(jié)論：選配低壓開(kāi)關(guān)柜主母線(xiàn)時(shí)，不能脫離變壓器的額定電流和短路參數(shù)，以及開(kāi)關(guān)柜主母線(xiàn)的峰值耐受和短時(shí)耐受，必須綜合地考慮問(wèn)題。
另外，峰值系數(shù)n按GB14048.1-2012《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則》和GB7251.1-2013《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則》給出的表格參數(shù)來(lái)取值。下圖為GF7251.1的參數(shù)：

F=10^{-7} I_{1} I_{2} K_{h} K_{c} \approx 10^{-7} I^{2} \frac{2L}gmc8fj8yeck K_{c}

F=10^{-7} (60\times 10^{3} )^{2} \frac{2\times 20}{0.1} \times 0.84\approx 1.21\times 10^{5} N\approx 12343kgf\approx 12.3T

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