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:
變壓器的短路電流:
變壓器的沖擊短路電流峰值:
因此,我們選擇的低壓開關(guān)柜,它的主母線的峰值耐受電流必須大于101kA,取為105kA;它的主母線的短時(shí)耐受電流為:
開關(guān)柜的動(dòng)熱穩(wěn)定性與開關(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。
我們來看圖1的情況:
1)由于受電端在母線的中間,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)母線任何一處發(fā)生短路時(shí),短路電流等于系統(tǒng)短路電流
4)一般地,配電柜中的母線截面參數(shù)是按變壓器額定電流來設(shè)計(jì)的,因此圖示系統(tǒng)的母線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。但條件是:選用2500A系統(tǒng)母線后,整柜的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿足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的最左側(cè),此時(shí)母線左側(cè)的電流等于最大配電電流,即2400A,母線右側(cè)的電流為零。
由于母線的截面是統(tǒng)一的,因此圖2的母線截面按3000A額定值來選取。
圖2母線中任何一處的短路電流等于系統(tǒng)短路電流,因此主母線的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿足變壓器參數(shù)要求。
再看圖3:
圖3中,受電側(cè)有兩處,分別在主母線的左右兩側(cè),兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。主母線中運(yùn)行電流方向從兩側(cè)指向中間。
當(dāng)母線中任何一處發(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)線斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰砂磫闻_(tái)變壓器的短路電流來考慮,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)變壓器來說,其參數(shù)如下:
變壓器的額定電流:
變壓器的短路電流:
變壓器的沖擊短路電流峰值:
因此,我們選擇的低壓開關(guān)柜,它的主母線的峰值耐受電流必須大于50kA,它的主母線的短時(shí)耐受電流為:。
圖3主母線的截面可按1500A考慮,主母線的峰值耐受和短時(shí)耐受必須滿足系統(tǒng)要求。
再看圖4:
圖4的基本參數(shù)與圖3基本一致,但是母線被母聯(lián)開關(guān)給分成兩段,平時(shí)兩段母線分別獨(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砜紤]。
值得注意的是:若某段受電出現(xiàn)故障停電,母聯(lián)開關(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,以滿足單臺(tái)變壓器的供電能力要求。
圖4的主母線截面可按圖3的方案來選配。
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結(jié)論:選配低壓開關(guān)柜主母線時(shí),不能脫離變壓器的額定電流和短路參數(shù),以及開關(guān)柜主母線的峰值耐受和短時(shí)耐受,必須綜合地考慮問題。
另外,峰值系數(shù)n按GB14048.1-2012《低壓開關(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)來取值。下圖為GF7251.1的參數(shù):