功率損耗粗略計算,根據每臺開關柜的使用電流、開關柜的回路電阻計算,如3000A母聯柜,每相主回路電阻80μΩ,電流互感器一次電流3000A,計算 W=I*I*R*3,計算結果2160W。該計算是按直流電阻計算,實際發熱是交流電阻發熱,對于銅排交流電阻和銅排形狀、片數、相間距等相關,矩形銅排的交流電阻是直流電阻的1.4-1.8倍,因此實際發熱會更大一些。
復雜的計算會精細到每一個元器件,如電流互感器的損耗功率,加熱器的功率,以及控制、保護二次系統的發熱功率,還有母排的發熱、觸頭的發熱,這樣相加得出的結果更為準確。
1.根據銅排電阻率、長度、截面積計算電阻,再計算發熱,如一般中置柜出線柜分支母線銅排長度7.5米,2000A采用雙拼 80*10銅排,銅在20度時的直流電阻率是1.75e-8,銅排工作溫度100度左右,電阻率升高到2.32e-8,交流電阻系數1.6,因此電阻率為3.74e-8歐姆每米,因此分支母線銅排電阻=0.0000000374*7.5/0.08/0.01/2=0.000175歐姆,也就是175微歐,2000A額定電流發=2000*2000*0.000175=701W。同樣計算主母排,每相1米長,同樣規格,計算發熱是是280W。母排共發熱功率701+280=981W。
2. 斷路器按觸頭電阻及滅弧室發熱計算,抽出式斷路器2000A的電阻一般是25微歐每相,因此發熱=2000*2000*0.000025*3=300W。
3.電流互感器也是和實際測量值一致的,如每個LZZBJ9電流互感器 1250/5發熱功率36W,2500/5功率是65W,LMZB1互感器3000/5的四個繞組發熱功率是67W,4000/5三個繞組發熱功率是54W;
4. 對于其它如電熱器發熱,以及二次系統發熱按照所裝元器件估算,加熱器一般是150W,二次元器件發熱是50W左右。
綜上所述,2000A總發熱功率=981+300+55*3+200=1646W。
粗略計算與精細計算比較,開關柜的發熱功率相差不大,但對于一排二、三十臺柜子的配電間,總的發熱功率就會相差很多。
這個數據是開關柜的額定電流滿負荷情況下的發熱,實際計算還需要按照是否備用(正常情況不投運),實際運行電流(CT電流)等實際情況計算,如額定電流3150A的開關柜,也就是說主回路母線截面積,觸頭直徑等都是按照3150A開關柜設計,當實際運行(CT)電流只有2800A時開關柜的發熱只有2080W。這也是我們現在變電站實際運行的情況,設備額定電流選擇的很大,而實際運行電流很小,也就是說發熱比起設備額定值相差許多。
即使這樣,還會出現開關柜過熱、甚至燒毀的現象,不得不說,我們開關柜的產品質量真是不行,特別是大電流開關柜,3150A偷工減料,很小的電流都出問題,不知道型式試驗怎樣通過的。
國外的項目客戶需要大量的基礎數據,如開關柜的噪聲數值、安裝基礎的抗沖擊強度數值、項目所有開關柜的發熱功率、分合閘以及儲能的功率等等,有些還需要項目全套的三維模型,以便模擬放置在變電站內,大量的基礎數據保證精準的開關站設計、建筑符合長期可靠運行的要求。
對于FC回路,熔斷器發熱需要單獨計算,需要參考熔斷器樣本資料計算每一個高壓熔斷器的發熱功率,雖然電流小,但FC柜的導體截面積小,觸頭小,回路電阻高,因此在計算一個變電站一排開關柜的發熱,FC回路發熱還是占很大比例的。
來源:會說電氣