低压成套开关设备中的主回路系统设计的探讨

宋立志

摘 要：本篇文章主要讲的是低压成套开关设备的设计系统。详细介绍了开关柜的主母线、进线和母联的设计方法，对当母线遭到短路故障的情况和原则进行了阐述。对于开关柜的设计具有非常重要的意义。

关键词：低压成套开关；短路；进线主回路；母联主回路

1 前言

随着科学技术的进步，低压成套开关设备中的主回路系统设计向着智能化、交叉化和整体化方面发展，通讯系统和能源电源系统的自动化程度越来越高，这在很大程度上促进了能源电源系统的发展。本篇文章主要讲的是低压成套开关设备的进线主回路、母线和母联主回路的设计系统的简单概述，希望本人的研究对后人的学习给予适当帮助。

2 进线和母联主回

图1主要讲述的是包括单母联和两进线的低压系统，主要包括主母线、两个低压线开关、母线上的馈电回路、母联开关和补偿电容回路等部分。

1段母线上主要讲述的是电进线开关和发电机进线开关相互连接，从而确保在任何的情况下只能闭合其中的一个开关。

其中两进线系统需要使用的测量仪器表主要包括：电流I、电压U、无功功率Q、有功功率P、功率因数PF。发电机进线和母联配套的测量仪器表主要包括：电流I、电压U。

（1）进线回路断路器中其主要的进出线方式

低压成套开关设备中进出线主回路经常会出现进出线错误等问题。若是在低压进线和变压器之间采用线槽的方法进行并线，那么断路器就可以采用上进下出的连接方式，也就是说断路器的接线端子要连接变压器的母线槽，而断路器的下部就应该连接低压成套开关设备的主母线。若是低压进线和电力变压器之间采用的连接方式是电缆，通常的情况下就会采用下进上出的连接方式。

（2）进线回路当中的断路器

被低压系统断路器经常采用的方法是抽出式ACB，抽出式结构的接插符号一般表示在断路器的上下两端。一般低压进线回路的电流比平常的电流要小很多，但是还可以采用MCCB的方式。

（3）采用接地形式保护低压开关柜

一般采用TN-S的形式来对低压电力系统进行保护，将电力变压器的低压侧的中性线PE线和N线一起连接起来放入低压开关柜内；若是采用TN-C的形式来保护低压电力系统，那么就需要将电力变压器的低压侧的中线与接地线进行合并，合成PEN之后再进行相互连接，之后一起连接到低压开关柜当中。

（4）在低压进线回路当中使用的电参量参数

需要进行测量的内容主要包括：电压方面需要测量三相电压、电流方面需要测量三相电流，主要包括Ia、Ib、Ic，序电流In；在功率方面主要需要测量三相有功功率P、三相有功电能W、三相无功功率Q、三相功率因数PF；在频率方面需要测量频率F；在谐波方面需要测量谐波的百分率。

主要依靠进线回路的电流互感器对电流进行测量。在这个系统当中需要配置3只来用于电流的测量、4只用于电流互感器和1只用于补偿电容的电流测量。

在电压测量方面：主要在电力变压器的低压侧进行电压的测量，并且在测量的回路上进行了熔断器的配置。

其他的测量方式主要是通过测量相关的系统参量，例如电压的波形、电流的波形等，并且通过联合计算才能获得。

零序电流主要是通过对接在中性线上的互感器进行测量才能得到。

进行测量时主要可以通过测量断路器外部的电流、电压，还可以通过对断路器本身的测量系统进行测量的方式。

（5）选定电压进线系统当中回路断路器中的保护参数和额定电流

短路电流系统当中主要是冲击短路电流Is 影响低压成套开关的热冲击强度，但是短路电流峰值Ipk主要影响低压成套开关的电力冲击强度，在实际的应用当中还需要对这两个相近的电流参数进行估计，从而给出恰当的估计值。

在三相的电网发生短路的情况时，系统中出现的最初的短路电流Ik和冲击短路电流Is是最大的短路电流。对Ik和Is的计算方式一般可以通过下面的公式进行计算：

3 结束语

在实际的工程项目测量当中，低压开关柜一般都需要将母联开关和多段主母线进行配套设置，并把各段的主母线分别由电力变压器的各段进行供电。主母线上的母联开关一般需要将开关处于分段状态，并且能够有效地限制Ipk值；一般当电源出现故障时，就需要脱离电力变压器之后，使得闭合母联开关的负载能够得到所需要的电能。

在低压开关柜当中，进行主母线的设置需要满足主母线中出现冲击短路电流峰值时的要求，母线的系统甚至整个系统都能够保持开关柜的稳定性，并且还能够降低出现短路电流时的热冲击效应和电动力冲击效应。

在进行母线的安排上需要将负载电器的负载量平均分配到母线的各个线段上，从而实现母线的各个线段上的负载能够达到基本对称的状态。

需要注意的是，在主母线配备的设备上连接合适的开关就需要使得母线最高电流Ipk的值受到影响，使得Ipk产生的电动力效应只会影响到本段的母线，对下一段的母线不会造成任何影响，这样就会在很大程度上避免短路事故的扩大化。

参考文献

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（作者单位：邯郸市恒山通用电气有限公司）