低壓成套開關設備中的主回路系統設計的探討

宋立志

摘 要：本篇文章主要講的是低壓成套開關設備的設計系統。詳細介紹了開關柜的主母線、進線和母聯的設計方法，對當母線遭到短路故障的情況和原則進行了闡述。對于開關柜的設計具有非常重要的意義。

關鍵詞：低壓成套開關；短路；進線主回路；母聯主回路

1 前言

隨著科學技術的進步，低壓成套開關設備中的主回路系統設計向著智能化、交叉化和整體化方面發展，通訊系統和能源電源系統的自動化程度越來越高，這在很大程度上促進了能源電源系統的發展。本篇文章主要講的是低壓成套開關設備的進線主回路、母線和母聯主回路的設計系統的簡單概述，希望本人的研究對后人的學習給予適當幫助。

2 進線和母聯主回

圖1主要講述的是包括單母聯和兩進線的低壓系統，主要包括主母線、兩個低壓線開關、母線上的饋電回路、母聯開關和補償電容回路等部分。

1段母線上主要講述的是電進線開關和發電機進線開關相互連接，從而確保在任何的情況下只能閉合其中的一個開關。

其中兩進線系統需要使用的測量儀器表主要包括：電流I、電壓U、無功功率Q、有功功率P、功率因數PF。發電機進線和母聯配套的測量儀器表主要包括：電流I、電壓U。

（1）進線回路斷路器中其主要的進出線方式

低壓成套開關設備中進出線主回路經常會出現進出線錯誤等問題。若是在低壓進線和變壓器之間采用線槽的方法進行并線，那么斷路器就可以采用上進下出的連接方式，也就是說斷路器的接線端子要連接變壓器的母線槽，而斷路器的下部就應該連接低壓成套開關設備的主母線。若是低壓進線和電力變壓器之間采用的連接方式是電纜，通常的情況下就會采用下進上出的連接方式。

（2）進線回路當中的斷路器

被低壓系統斷路器經常采用的方法是抽出式ACB，抽出式結構的接插符號一般表示在斷路器的上下兩端。一般低壓進線回路的電流比平常的電流要小很多，但是還可以采用MCCB的方式。

（3）采用接地形式保護低壓開關柜

一般采用TN-S的形式來對低壓電力系統進行保護，將電力變壓器的低壓側的中性線PE線和N線一起連接起來放入低壓開關柜內；若是采用TN-C的形式來保護低壓電力系統，那么就需要將電力變壓器的低壓側的中線與接地線進行合并，合成PEN之后再進行相互連接，之后一起連接到低壓開關柜當中。

（4）在低壓進線回路當中使用的電參量參數

需要進行測量的內容主要包括：電壓方面需要測量三相電壓、電流方面需要測量三相電流，主要包括Ia、Ib、Ic，序電流In；在功率方面主要需要測量三相有功功率P、三相有功電能W、三相無功功率Q、三相功率因數PF；在頻率方面需要測量頻率F；在諧波方面需要測量諧波的百分率。

主要依靠進線回路的電流互感器對電流進行測量。在這個系統當中需要配置3只來用于電流的測量、4只用于電流互感器和1只用于補償電容的電流測量。

在電壓測量方面：主要在電力變壓器的低壓側進行電壓的測量，并且在測量的回路上進行了熔斷器的配置。

其他的測量方式主要是通過測量相關的系統參量，例如電壓的波形、電流的波形等，并且通過聯合計算才能獲得。

零序電流主要是通過對接在中性線上的互感器進行測量才能得到。

進行測量時主要可以通過測量斷路器外部的電流、電壓，還可以通過對斷路器本身的測量系統進行測量的方式。

（5）選定電壓進線系統當中回路斷路器中的保護參數和額定電流

短路電流系統當中主要是沖擊短路電流Is 影響低壓成套開關的熱沖擊強度，但是短路電流峰值Ipk主要影響低壓成套開關的電力沖擊強度，在實際的應用當中還需要對這兩個相近的電流參數進行估計，從而給出恰當的估計值。

在三相的電網發生短路的情況時，系統中出現的最初的短路電流Ik和沖擊短路電流Is是最大的短路電流。對Ik和Is的計算方式一般可以通過下面的公式進行計算：

3 結束語

在實際的工程項目測量當中，低壓開關柜一般都需要將母聯開關和多段主母線進行配套設置，并把各段的主母線分別由電力變壓器的各段進行供電。主母線上的母聯開關一般需要將開關處于分段狀態，并且能夠有效地限制Ipk值；一般當電源出現故障時，就需要脫離電力變壓器之后，使得閉合母聯開關的負載能夠得到所需要的電能。

在低壓開關柜當中，進行主母線的設置需要滿足主母線中出現沖擊短路電流峰值時的要求，母線的系統甚至整個系統都能夠保持開關柜的穩定性，并且還能夠降低出現短路電流時的熱沖擊效應和電動力沖擊效應。

在進行母線的安排上需要將負載電器的負載量平均分配到母線的各個線段上，從而實現母線的各個線段上的負載能夠達到基本對稱的狀態。

需要注意的是，在主母線配備的設備上連接合適的開關就需要使得母線最高電流Ipk的值受到影響，使得Ipk產生的電動力效應只會影響到本段的母線，對下一段的母線不會造成任何影響，這樣就會在很大程度上避免短路事故的擴大化。

參考文獻

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（作者單位：邯鄲市恒山通用電氣有限公司）