低壓電器(2009N09) ·研究與分析·
通用低壓電器篇
低壓成套開關(guān)設(shè)備中的
主回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
張白帆
(廈門ABB低壓電器設(shè)備有限公司，福建廈門361006)
登、母聯(lián)?主母線的置計(jì)，闡述了母線免遭短路故障設(shè)計(jì)方法及負(fù)載分配原則。這對開
張白帆(1953一)，
關(guān)柜設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。
男，工程師，主要從
關(guān)鍵詞：．主回路；進(jìn)線文主獻(xiàn)回標(biāo)路；識母碼聯(lián)：主B回文路章!編孽路號：100l_553l(2009)09躺舶
事變電站自動(dòng)化的
中圖分類號：TM 591
設(shè)計(jì)和工程工作。
Design of Main Circuits for Low Voltage Switchgear
ZHANG Baifan
(ABB Xiamen Low Voltage Electric Equipment Co．，Ltd．，Xiamen361006，China)
Abstract：Thedesign ofmain circuitsforlow voltageswitchgearwas studied．The designofincomerline，bus
couple and main buswas introducedin detail．Theloaddistributionprinciple anddesign methodwhich preventbus
fromsuffering short circuit wereexpounded．Itcanhelpdesign ofswitchgear．
Keywords：main circuits；incomercircuits；bus couplercircuits；shortcircuit
10kV 10kV
0 引 言
本文以ABB的MNS2．0低壓開關(guān)柜為例，對
低壓成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的進(jìn)線主回路、母聯(lián)主回
路及母線系統(tǒng)進(jìn)行概要性地闡述。
1 進(jìn)線和母聯(lián)主回路
1．1進(jìn)線主回路
圖1為兩進(jìn)線和單母聯(lián)組成的低壓系統(tǒng)，包
發(fā)電
括兩低壓進(jìn)線開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)、主母線、以及母線
斷
上的饋電同路和補(bǔ)償電容凹路等。
發(fā)電機(jī)進(jìn)線開關(guān)與I段母線上的市電進(jìn)線開
圖1 兩進(jìn)線和單母聯(lián)組成的低壓系統(tǒng)
關(guān)互鎖，即在任何時(shí)刻只能閉合其中1只開關(guān)。
兩進(jìn)線配套的測量儀表包括：電壓U、電流，、 線槽的方式進(jìn)線，則斷路器一般采用上進(jìn)下出的
有功功率P、無功功率Q和功率因數(shù)PF；母聯(lián)和 方式，即斷路器的上部一次接線端子連接母線槽，
發(fā)電機(jī)進(jìn)線配套的測量儀表包括：電壓U和電流 而斷路器的下部一次接線端子則連接到低壓成套
，。A相中多配套了1只電流互感器，用于為本段 開關(guān)設(shè)備中的主母線上。若電力變壓器與低壓進(jìn)
母線的補(bǔ)償電容回路控制器提供電流信息。 線之間采用電纜的方式連接，則大多采用下進(jìn)上
1．1．1 進(jìn)線回路斷路器的進(jìn)出線方式 出的方式。
低壓成套開關(guān)設(shè)備中的進(jìn)線主回路有進(jìn)出線 圖2為MNS2．0進(jìn)線柜的模式圖。斷路器下
方式問題。若電力變壓器與低壓進(jìn)線之間采用母 部一次接線端子連接了電纜u形連接銅排，來自
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萬方數(shù)據(jù)低壓電器【2009N09)
·研究與分析·
通用低壓電器篇
圖2 MNS2．0低壓進(jìn)線開關(guān)柜模式圖
于變壓器的電纜就搭接在u形連接銅排上。斷 圖3低壓進(jìn)線電參量采集
路器的上部一次接線端子通過連接銅排連接到水
平母線上。 電壓測量的采集點(diǎn)位于電力變壓器的低壓
這是一臺典型的下進(jìn)上出進(jìn)線同路。MNS 側(cè)，測量同路上配備了熔斷器。
2．0低壓成套開關(guān)設(shè)備的主母線配置在開關(guān)柜的 其他測量則通過電流波形和參量以及電壓波
后部，稱為母線后置式開關(guān)柜。從圖中還可見到 形和參量聯(lián)合計(jì)算獲得。
進(jìn)線斷路器和相鄰的無功補(bǔ)償柜。 零序電流的測量通過接在中性線上的零序電
1．1．2進(jìn)線回路中的斷路器 流互感器進(jìn)行。
低壓進(jìn)線斷路器一般采用抽出式ACB，斷路 測量既可依靠斷路器外部的電流、電壓測量
器上下端的接插符號表示抽出式結(jié)構(gòu)。若低壓進(jìn) 回路進(jìn)行，也可依靠斷路器自身的測量系統(tǒng)進(jìn)行。
線回路的電流比較小，則也可以采用MCCB。 測量值的顯示可采用普通測鼉表計(jì)或多功能
1．1．3低壓開關(guān)柜內(nèi)的保護(hù)接地形式 數(shù)字表計(jì)，若選用斷路器自身測量則電參量將顯
若低壓電力系統(tǒng)保護(hù)接地形式為TN—S，則將 示在保護(hù)單元的面板上。
電力變壓器的低壓側(cè)中性線直接接地后分為N 主進(jìn)線回路斷路器的參數(shù)選擇關(guān)系到全低壓
線和PE線連同三條相線一同引入低壓開關(guān)柜； 系統(tǒng)的主母線容量、保護(hù)參數(shù)選擇和匹配、保護(hù)接
若低壓電力系統(tǒng)保護(hù)接地形式為TN—C，則將電力 地形式等，同時(shí)還對配電線路的過載、欠壓、失壓、
變壓器的低壓側(cè)中性線與接地線合并為PEN后 短路和接地故障等參數(shù)產(chǎn)生影響。因此，主進(jìn)線
連同三條相線一同引入低壓開關(guān)柜。 回路是事關(guān)全局的重要功能單元。
1．1．4低壓進(jìn)線回路的電參量測量 1．1．5選擇低壓進(jìn)線回路斷路器的額定電流和
測量的具體內(nèi)容包括：①電壓測量：三相電 保護(hù)參數(shù)
壓U；②電流測量：三相電流L、厶、t，零序電流 短路電流對低壓成套開關(guān)設(shè)備的熱沖擊強(qiáng)度
L；③功率測鼉和功率因數(shù)測量：三相有功功率 取決于沖擊短路電流L，而短路電流對低壓成套
P、三相無功功率Q、三相有功電能形、三相功率因 開關(guān)設(shè)備的電動(dòng)力沖擊強(qiáng)度則取決于沖擊短路電
數(shù)PF；④頻率測量和諧波測量：頻率F和諧波的 流峰值，。。，在實(shí)際應(yīng)用中要求對這兩個(gè)電流的數(shù)
百分率(見圖3)。 值給出估算值。
對電流的測量依靠進(jìn)線回路的電流互感器。 當(dāng)三相電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大
系統(tǒng)共配置4只電流互感器，3只用于電流測量， 短路電流是初始短路電流，：和沖擊短路電流L。
1只用于補(bǔ)償電容控制器的電流測量。 以和，|計(jì)算如下：
一7一
萬方數(shù)據(jù)低壓電器(20(D1№9)
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通用低壓電器篇
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‘,8z。 萬×~／《+磁 以下對低壓進(jìn)線斷路器的選型進(jìn)行描述：
Ik=，： (1)確定斷路器額定工作電流，u。，。應(yīng)不小
于變壓器低壓側(cè)輸f{{額定電流，。，即J『?！?，。。
Ipk=n,／21,≈1．84Ik
(2)確定斷路器的保護(hù)參數(shù)
，。=1．05一l，1，k
，I。：毒L
式中 璣卜—電—壓變系壓數(shù)器，低計(jì)壓算側(cè)的三額相定短電路壓電流時(shí)取
‘ 穆坼uh
值1．05 ，。?！?．1，k
L?！?．84Ik
毛——短路電路的總阻抗(mD．)
若能夠知道實(shí)際的短路時(shí)間，則低壓成套開
尺?！搪冯娐返目傠娮?m11)
噩——短路電路的總電抗(mD．) 關(guān)設(shè)備和低壓進(jìn)線同路的熱穩(wěn)定性可用下式來校
核：
J?！掷m(xù)短路電流(kA)