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            低壓配電設備選擇

            低壓配電設備選擇

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            【摘要】:

            低壓配電設備主要電氣參數

             

            低壓配電設備主要電氣參數有額定電流、額定短時耐受電流(c,1s)、額定峰值耐受電流(k,0.1s)、額定分散系數、防護等級、內部隔離形式等等。其中額定電流、短時耐受電流、峰值耐受電流和防護等級在產品說明書中查得到, 而內部隔離形式說明書中一般不會給出,分散系數是產品試驗的一個參數 雖然這些參數大部分都經常接觸,但要準確理解并不容易。

             

            1.額定電流

            額定電流一般指配電設備進線開關的額定電流。配電柜額定電流一般指水平母排最大電流,往往等于受電柜主開關額定電流。所有饋電柜額定電流之和乘以同時系數可以得到主母排額定電流。饋電柜額定電流一般指垂直母排的電流,垂直母排額定電流應大于饋電回路額定電流乘以分散系數。在配電設計中每個柜額定電流一般不要超過說明書中規定的額定電流.因為電流太大柜內溫升影響大。如果受條件所限可以通過加大柜體尺寸和加大導體尺寸,保證溫升限制在標準范圍內。至于加大多少才能保證溫升不超標,這用到外推法推算溫升,可以參考IEC 890《用外推法檢查低壓開關設備和控制設備部分型式試驗成套設備(PTTA)的溫升》。溫升涉及到安裝工藝、外殼防護等級、柜內元件功耗等等,所以利用外推法得出溫升值比較復雜。不過有一個簡易方法——類比法。例如XL一21動力柜有方案A、B、C:

            方案A:柜寬400 mm, 斷路器400A ,銅母}TMY一5 (40mm×4mm)

            方案B:柜寬350 mm,斷路器200A,銅母排TMY 一5 (40mm×4mm)。

            方案C:柜寬600 mm,斷路器800A ,銅母排TMY一5 (50mm×5mm )。

            以上方案均通過型式試驗,溫升合格?,F設計計算電流為600A ,但空間限制無法放下兩面動力柜,即無法選擇方案A、方案B。利用方案C在空間上可以滿足要求,不過此時選用斷路器框架電流為800A,整定值為600A,母排為TMY一5(50mm×5mm),這樣可以保證斷路器外接端子與方案C一致。顯然通過800A電流溫升合格,在同樣條件下通過600A電流溫升肯定不會超過標準。

            需要指出的是利用類比法要保證所采用的方案外部條件不變,如果外部條件發生變化,很難保證溫升不超標。如果上述條件中將銅排改為TMY一5(50mm×4mm),此時由于母排與斷路器搭接面變小,溫升肯定升高; 電流從800A降到700A, 溫升下降。升高值與下降值孰大孰小很難說清楚,溫升結果很難說。其次溫升同電流關系、同防護等級關系、同母排搭接面關系并非簡單線型關系.國外公司都有自己的外推公式計算非標方案的溫升,極大限度滿足供配電設計需要。在此利用類比法顯然大馬拉小車,不過在沒有外推法情況下.它不失為驗證非標方案是否可行的簡單方法。

             

            2.額定短時耐受電流(/c )

            額定短時耐受電流指成套設備中一條電路在規定條件下能安全承載短時耐受電流方均根值,該時問一般為1s。同柜體結構和母排固定件有相當大關系。

            GGD、GCK、MNS等低壓配電柜采用型材進行組裝而成, GCK柜采用CF 28型材, MNS柜和進口柜大多采用C型材,GGD柜采用8 MF型材,型材采用冷軋鋼板彎制而成,型材上沖有等距孔供安裝支件使用。母排固定件稱為母線框或母線夾,用環氧樹脂壓制而成,耐高溫,有一定強度。額定短路電流在《低壓成套開關設備和控制設備第1部分: 型式試驗和部分型式試驗成套設備》(GB 7251.1—2005)中分10kA、15kA、30kA、50kA、80kA、100kA六檔。

            抽出式開關柜GCK、GCS柜的主母排短時耐受電流一般為80kA,垂直母排為50kA ;MNS柜的額定短路耐受電流大一些,主母排短時耐受電流為100kA,通常用在短路電流大,對供電可靠性要求高的地鐵、機場、石化等重點工程。

            固定柜GGD1型短時耐受電流較低, 一般為30kA,GGD2型為50kA,GGD3型為80kA,一般用在小型供配電工程中,亦可用在對供電可靠性要求不高的中型供配電工程中。

            動力柜的短時耐受電流一般在30kA以下,一般用在小型配電工程中作為動力現場配電。配電箱一般用于室內配電,為終端產品,由于由非專業人員操作,其短路耐受電流都比較低,一般在10kA以下。

             

            3.額定峰值耐受電流(/k)

            額定峰值耐受電流是指在規定的試驗條件下,制造商規定此電路能夠圓滿地承受的峰值電流。峰值電流時間一般為0.1S。為確定電動力的強度,耐受電流的峰值(,D )應用短時耐受電流乘系數n獲得。

             

            4.額定分散系數

            額定分散系數指成套設備中或成套設備一個部分中(例如一個柜架單元或框架單元)有若干主電路,在任一時刻所有主電路預計電流最大值的總和與該成套設備或其選定部分的所有主電路額定電流之和的比值。在GB 7251.1—2005中給出了該參數。

            額定分散系數對于配電設計來說特別有用。例如GCK柜中垂直母排的額定電流為1600A,某個配電柜共有3個400A回路,3個200A回路,一個160A回路,共配置總安裝電流1960A ,根據GB 7251.1—2005中規定7個回路分散系數為0.7,垂直母排額定電流1600A,則安裝電流可以為1600A/0.7=2285.7A,上述總安裝電流為1960A,從垂直母排電流角度來看,在一個柜中安裝3個400A回路,3個200A回路,1個160A回路,在正常情況下不會超過垂直母排承受能力。

             

            低壓配電設備防護等級及內部隔離形式

            防護等級

            指設備外殼防護等級。對于抽出式配電柜,測試位置、分離位置及連接位置防護等級均相同,從一個位置到另一個位置轉移時防護等級不會發生變化。防護等級越高,安全性能越好。但是防護等級越高,外殼密閉性越好,散熱就越差,運行時產生的熱量無法散出去,致使柜內溫度升高,電器絕緣性能下降,對于設備安全運行直接構成威脅。所以在供配電設計選擇柜型時,不應一味追求高防護等級,如果防護等級太高,柜內運行溫度高,開關設備可能要降容使用,絕緣也要進行特殊處理,顯然加大了制造成本。在防護等級和溫升這對矛盾中,應根據具體情況進行分析。在配電房內的配電柜防護等級可以選低一點,為了防止蛇、鼠之類小動物進入柜內,可以在電纜溝和進出線位置處進行封堵。由于選用較低防護等級,柜內運行條件好。在配電房中的配電設備,防護等級一般選IP30就足夠了:在戶外要考慮防水問題,防護等級可能達到IP54。GCK、GCS抽出式開關柜防護等級一般為IP30、IP40,MNS柜防護等級一般為IP40、IP50。

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