船用低压柜项目实例

现在中国已经成为造船大国，大型船，高科技船都能生产，大型LNG液化天然气船、大型邮轮都有生产。

集装箱船是海上的巨无霸，一艘船可以运输4250个标准集装箱，采用低压配电已经达到极限了，超过这个数量的集装箱船，就要采用中压配电了，现在有两万个集装箱的船舶，采用中压配电可以满足要求。

1. 4250个集装箱船项目要求   :

低压系统，采用4个发电机，每个2200kW,主配电板主母线系统预期短路电流:Ip=274kA,Iac=114kA,采用2台施耐德 NW40b 断路器并联作为进线断路器，母线载流量达到 7500A;

2. 采用DNV挪威船级社认证开关柜MB301M。

 

 

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额定电流>=5500A，开关柜深度 1300( 800+500)mm;

主母线额定电流8000A，采用 8(4+4)-5x200mm铜排；

每相母线绝缘支撑间距 150mm；

 

3. 电动力计算/支撑强度验证：

按照IEC60865计算，计算的基础是三相440V母线，每相三个导体。导体是具有等距简单支撑的连续梁。导体布置如下所示：

3.1 原始数据

矩形铜排 - 尺寸 宽度 b = 200mm   d =10mm

-对应于屈服点的应力  Rp0.2 = 140N/mm2

3.2 铜排间的最大力

Fm3=μ0/2π*1.732/2*ip32*l/am=4πx10 -7 /2π*1.732/2*2760002*0.15/0.176

=11708N

3.3 导体应力和支撑点受力

导体弯曲应力σtot=σm=Vσ* Vr * β * Fm3* l / (8 * Z)

=1.0 * 0.73 * 11245N * 0.15m / (8 * 1 x10-5m3) = 15.4N/mm2 小于140N/mm2

3.4 支撑处的弯曲力

Fd= VF * Vr * α* Fm3 σm/(0.8*Rp0.2)

= 15.4N/mm2/(0.8*210N/mm2)

=0.092

对于外侧支撑点 (A) FdA = VF VrσA Fm3 =2.7*0.4*11245= 12145N

对于内部支撑点  (B) FdB = VF VrσbFm3 =2.7*1.1*11245=33398N

3.5 支撑点完全应力

σmax= FdB/(3.14/4*d2) =33398/(3.14/4*502) =17N/mm2

支撑绝缘子许用弯曲应力σm=12N/mm2  每个点有两个支撑绝缘子σtot=24N/mm2

σmax= 17N/mm2 小于 24N/mm2 

4.  短路电流限制

由于MB301M峰值短路电 流耐受值是220kA，计算系统短路电流达274kA，类似中压的限流器，采用 超快速分断电力断路器作为解决方案。

Masterpact UltraRapid超快速开关是一种新型、独特的快速分断的电力断路器，它使用了托马斯Thomson效应的超快线圈。 它使在高电力负荷需要的船舶上保留低压系统成为可能。

NW UR 断路器适合具有很高限流要求的特定应用场合

● 海事应用中的联络开关

● 母线系统中消除电弧故障

● 限制出线回路的反向短路功率

工作原理

过载和低短路电流由标准的Micrologic控制单元进行保护。UR检测基于函数d(i)/d(t)，它提供了正常情况下的测量值。在短路情况下，实际值如果大于测量值，UR控制单元将马上 (在300us内) 向电容器发送一个断开指令，并释放触头。整个分断时间在5ms到8ms之间 (取决于电压)。

 

技术参数