中压开关柜的发热损耗

国外客户经常会要求开关柜制造厂提供每一台开关柜的损耗功率，以便为整个开关站通风、空调系统设计提供设计依据。

一般来说，发热功率和电流的平方成正比，4000A开关柜的发热比3000A明显大的多； 而开关 柜的设计 额定电流越大，使用的 铜排截面积就越大， 触头片数就越多， 电阻 越小，因此不能简单的估算，而应该根据实际电流等进行计算。

功率损耗粗略 计算，根据每台开关柜的使用电流、开关柜的回路电阻计算，如3000A母联柜，每相主回路电阻100μΩ，电流互感器是3000A，计算 W=I*I*R*3，计算结果2700W。 该计算是按直流电阻计算，实际发热是交流电阻发热，对于铜排交流电阻和铜排形状、片数、相间 距等相关，矩形铜排的交流电阻是直流电阻的1.4-1.8倍，因此实际 发热会更大一些。

 

复杂的计算会精细到每一个元器件，如电流互感器的损耗功率，加热器的功率，以及控制、保护二次系统的发热功率，还有母排的发热、触头的发热，这样相加得出的结果更为准确。

1.根据铜排电阻率、长度、截面积计算电阻，再计算发热，如一般中置柜出线柜分支母线铜排长度7.5米，2000A采用双拼 80*10铜排，铜在20度时的直流电阻率是1.75e-8，铜排工作温度100度左右，电阻率升高到2.32e-8，交流电阻系数1.6，因此电阻率为3.74e-8欧姆每米，因此分支母线铜排电阻=0.0000000374*7.5/0.08/0.01/2

=0.000175欧姆，也就是175微欧，2000A额定电流发热=2000*2000*0.000175=701W。同样计算主母排，每相1米长，同样规格，计算发热是是280W。母排共发热功率701+280=981W。

2. 断路器按触头电阻及灭弧室发热计算，抽出式断路器2000A的电阻一般是25微欧每相，因此发热=2000*2000*0.000025*3=300W。

3.电流互感器也是和实际测量值一致的，如每个LZZBJ9电流互感器 1250/5发热功率36W，2500/5功率是65W，LMZB1互感器3000/5的四个绕组发热功率是67W，4000/5三个绕组发热功率是54W;

4. 对于其它如电热器发热， 以及二次系统发热按照所装元器件估算 ，加热器一般是150W，二次元器件发热是50W左右。

综上所述，2000A总发热功率=981+300+55*3+200=1646W。

上述3000A母联开关柜按照细分到元器件层级的精细计算，发热功率是2423W。 可以看出，粗略计算与精细计算比较，开关柜的发热功率相差277W， 然说相差不大，但对于一排二、三十台柜子的配电间，总的发热功率 就会相差很多。

这个数据是开关柜的额定电流满负荷情况下的发热，实际计算还需要按照是否备用（正常情况不投运），实际运行电流（CT电流）等实际情况计算，如额定电流3150A的开关柜，当实际运行（CT)电流只有2800A时开关柜的发热只有2080W。这也是我们现在变电站实际运行的情况，设备额定电流选择的很大，而实际运行电流很小，也就是说发热比起设备额定值相差许多，即使这样，还会出现开关柜过热、甚至烧毁的现象，不得不说，我们开关柜的产品质量真是不行，特别是大电流开关柜，3150A偷工减料，很小的电流都出问题，不知道型式试验怎样通过的。

国外的项目客户需要大量的基础数据，如开关柜的噪声数值、安装基础的抗冲击强度数值、项目所有开关柜的发热功率、分合闸以及储能的功率等等，有些还需要项目全套的三维模型，以便模拟放置在变电站内，大量的基础数据保证精准的开关站设计、建筑符合长期可靠运行的要求。

 

对于FC回路，熔断器发热需要单独计算，需要参考熔断器样本资料计算每一个高压熔断器的发热功率，虽然电流小，但FC柜的导体截面积小，触头小，回路电阻高，因此在计算一个变电站一排开关柜的发热，FC回路发热还是占很大比例的。