
現(xiàn)代工程對各方面的要求都非常高,尤其體現(xiàn)在配電系統(tǒng)方面,要求配電設備具有較高的適應能力和靈活性,以適應日趨復雜的工程需要。作為工礦企業(yè),能夠擁有一套性能穩(wěn)定、可靠的輸配電系統(tǒng)是至關重要的,這為企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供了堅實的保障。
作為低壓電力供電系統(tǒng)中的一部分——母線槽系統(tǒng)能夠很好的滿足現(xiàn)代工程的需要,其優(yōu)點主要體現(xiàn)以下幾個方面:
- 系統(tǒng)走向靈活,可以交錯布置;
- 節(jié)省安裝空間;
- 方便工程臨時更改,母線槽系統(tǒng)可以重新組裝后再利用;
- 短路強度高,防護等級高,適用于各種惡劣環(huán)境。[1]
1母線槽的結構特點母線槽系統(tǒng)主要應用于變壓器給低壓配電系統(tǒng)的輸配電。
在這個過程中,系統(tǒng)的各個單元都起到了非常重要的作用。免費論文網。該系統(tǒng)與電纜相比更加靈活、方便,在為負載配電時,其插接點的設置不是固定不變的,可以根據現(xiàn)場需要預留插接口,使其在添加設備或設備更改時,可以重新進行插接以滿足需求。
母線槽系統(tǒng)由以下幾個單元組成:(一)饋電式母線或插接式母線直線段單元(二)變壓器進線單元、配電柜進線單元或電纜進線單元(三)換向單元:L型單元、T型單元、Z型單元(四)插接單元。
對于所有的母線槽系統(tǒng),安全性能尤為重要,參考國家標準GB7251.2我們能了解到溫升、短路強度、母線干線系統(tǒng)電氣性能這3項技術指標是非常重要的,隨著計算機的普遍應用,諧波對系統(tǒng)設備的影響越來越被重視,結合產品的技術規(guī)范和我們從事的具體檢驗對母線槽系統(tǒng)進行分析[1]。
2.母線槽的溫升溫升的關鍵點在于產品的額定電流,計算及選型在安排母線槽系統(tǒng)布局時須注意以下幾點:
- 負載或配電系統(tǒng)的場所、數量和連接方式;
- 分散系數;
- 設定的短路等級;
- 與配電柜連接須提供:配電柜的型號、進線方式(頂端、底端或背面);
- 安裝的地理位置和條件:空間尺寸、建筑物構造(針對懸掛和安裝)、母線槽走向、環(huán)境條件(溫度、濕度、空氣質量等)、系統(tǒng)穿過的墻面;
- 與其他系統(tǒng)配套-比如與母線槽系統(tǒng)安裝配套的部分為:供電線路的平面圖、通風管道走向的位置、照明系統(tǒng)的平面圖;
- 需提供插接單元的數量和具體位置。
母線槽系統(tǒng)嚴格按照上面提到的幾點進行設計,借助以下公式計算額定電流。
Ie 額定電流(A);
Ue 額定工作電壓(V);
COSΦ功率因數;
Pinst 安裝功率;
α分散系數;
b饋電系數 b=1單面饋電 b=0.5雙面饋電和中間饋電單元
額定電流Ie是基于一定的環(huán)境溫度而言的(24小時平均溫度為35℃,不超過40℃),見圖1。隨著環(huán)境溫度的不同,載荷容量應當加以修正。
圖1. 載荷容量隨環(huán)境溫度變化圖
3.母線槽的短路強度工礦企業(yè)項目對母線槽系統(tǒng)的要求都比較高,尤其體現(xiàn)在短時耐受電流上,對短時耐受電流的要求越來越高,當輸送電流較高時,比如在生產車間的焊接線上,就需要母線槽系統(tǒng)具有較高的短時耐受電流,對于插接單元同樣如此。
I2sh三相短路電流沖擊值(kA)
l平行導體長度(m)
a兩平行導體中心線距(m)
圖2. Ks導體形狀系數圖線圖
4.母線槽的系統(tǒng)電氣性能參考標準GB7251.2母線槽的電氣性能主要包括兩部分,一是系統(tǒng)的電阻、電抗與阻抗,該性能通過試驗可得到在基準溫度20℃和工作溫度下的阻抗。二是故障條件下單相對N、PE、PEN電阻、電抗和阻抗值。以上這些參數方便設計者計算系統(tǒng)壓降以及在不同的短路情況下的短路電流。
如果母線槽系統(tǒng)長距離輸配電,就必須考慮到電壓降對系統(tǒng)的影響,下面是電壓降的具體計算公式:
ΔU =電壓降(V);
Ib =額定電流(A);
L=系統(tǒng)總長度(m);
a =載荷分配系數;
Ri =電阻(mΩ/m);
Xi=電抗(mΩ/m);
cosφ =功率因數。
載荷分配系數須根據載荷分配的類型而定,下面的圖表反映了在額定電流一定的情況下載 荷分配的不同方式。圖3. 載荷分配系數變化圖
通過整個母線槽系統(tǒng)的阻抗,根據以下公式很容易易估算系統(tǒng)短路電流。
母線槽系統(tǒng)在運行時必須進行過載及短路保護,通常情況下熔斷器或斷路器都是作為保護裝置而在系統(tǒng)中廣泛使用。免費論文網。
在實際應用中由于熔斷器的靈敏度非常高,而且當電流稍微超過額定電流時,熔斷器就開始熔化,但熔化的時間比較長,所以熔斷器不是很適合作為過載保護裝置在系統(tǒng)中使用。若過載保護裝置使用熔斷器,為了保證保護裝置對母線槽系統(tǒng)提供合適的保護,熔斷器的額定電流必須要比母線槽系統(tǒng)的額定電流低一個等級。如果使用斷路器進行保護,其保護單元可以根據母線槽系統(tǒng)的額定電流進行調整,也就是說母線槽系統(tǒng)可以達到100%的載流量。
若決定采用熔斷器和斷路器進行短路保護時,所選型號的電流不要超過母線槽系統(tǒng)指定的保護電流,還需考慮短路電流的強度、是否需要帶限流保護裝置及所選保護裝置的短路開關容量是多少等因素。
5.中性及保護導體的設計5.1 中性導體電子設備易受電磁干擾,尤其是供電系統(tǒng)附近的設備,受干擾的現(xiàn)象會比較明顯,如何減少或消除這部分干擾對母線槽系統(tǒng)提出了更高的要求。因為母線槽輸電系統(tǒng)中電流產生的磁場和諧波會影響到計算機控制系統(tǒng)、伺服器系統(tǒng)和高級自動控制系統(tǒng)裝置。許多主干線上的自動設備都帶有高容量的中性線,以消除諧波對系統(tǒng)設備的影響,常用的為100%中性線母線槽,更高的設計為2根N導體的母線槽系統(tǒng),因為200%中性線的母線槽系統(tǒng)能消除諧波給電子設備帶來的影響,所以在工程項目中的應用越來越廣泛。
5.2 PE導體PE導體擁有較大的橫截面,對系統(tǒng)的安全性能提供保證,同時系統(tǒng)擁有良好的接地,也能提高系統(tǒng)的電氣連續(xù)性和耐短路電流沖擊的能力,不會因為保護裝置的瞬時斷開造成整個系統(tǒng)停止運轉。
5.3 裸露的接地線由于PE導體與母線槽外殼之間完全絕緣,所以在大樓中為電子設備進行供電時,這種導體配置非常安全、可靠。相線與外殼之間的短路并不是由于PE導體或裸露的保護接地引起的,而是因為相線之間的裸露部分造成的。當母線槽系統(tǒng)通電運行時,周圍會產生一定的磁場,但產生的磁場不會影響到接地線的性能,因此,在為電子設備供電時,使用裸露的接地線也是非常理想的選擇。