本公開(kāi)一般涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其涉及一種配電柜分支電路保護(hù)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

由于fpso(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪)上系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備繁多，除去690v低壓主配電板以外，該項(xiàng)目上還配備有690v低壓分配電柜。這些分配電柜具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：容量較?。好總€(gè)分配電柜容量約為200～300kw左右；負(fù)載數(shù)量多；負(fù)載種類多：有風(fēng)機(jī)、泵、加熱器、下端控制箱等；負(fù)載負(fù)荷差異大：負(fù)載負(fù)荷從0.7kw到30kw大小不等。因此，如何對(duì)fpso上的電路保護(hù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使電路保護(hù)的使用廣、使用靈活，成為了一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種適用廣、使用靈活的配電柜分支電路保護(hù)設(shè)計(jì)方法。

第一方面，本發(fā)明的配電柜分支電路保護(hù)設(shè)計(jì)方法，分支電路依次設(shè)置有負(fù)載、接地故障保護(hù)電路、過(guò)載保護(hù)電路和短路保護(hù)電路，接地電路設(shè)置繼電器，過(guò)載電路和分支電路分別設(shè)置開(kāi)關(guān)，

過(guò)載保護(hù)電路：當(dāng)回路為開(kāi)關(guān)型回路，采用微斷開(kāi)關(guān)或第一馬達(dá)啟動(dòng)器作為過(guò)載保護(hù)器，當(dāng)回路為啟動(dòng)器型回路，采用第二馬達(dá)啟動(dòng)器作為過(guò)載保護(hù)器；

短路保護(hù)電路：當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流大于等于配電柜的短路電流時(shí)，不需要在分支回路上設(shè)置后備短路保護(hù)電路，當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流小于配電柜的短路電流時(shí)，需要在分支回路上設(shè)置后備短路保護(hù)電路；

接地故障保護(hù)電路：設(shè)置為中性點(diǎn)高阻接地，接地故障保護(hù)電路設(shè)置有電流監(jiān)測(cè)器和電流互感器，電流監(jiān)測(cè)器用于設(shè)定分支電路接地故障動(dòng)作值，電流互感器用于檢測(cè)回路接地故障；

開(kāi)關(guān)選擇性分析：在進(jìn)線開(kāi)關(guān)與各分支負(fù)載之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)選擇性分析，對(duì)每個(gè)分支電路進(jìn)行時(shí)間-電流曲線比對(duì)，確保分支電路發(fā)生過(guò)流或短路時(shí)，分支電路的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，進(jìn)線開(kāi)關(guān)不動(dòng)作；

繼電器：對(duì)涉及安全的繼電器進(jìn)行安全功能的標(biāo)識(shí)，繼電器的功率小于火氣系統(tǒng)模塊通道的最大輸出功率。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)對(duì)典型電路保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，使得保護(hù)電路更加符合項(xiàng)目的實(shí)際情況，適用更加廣，使用靈活，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)電路分析不貼合項(xiàng)目實(shí)際，適用條件窄的問(wèn)題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。

本發(fā)明的配電柜分支電路保護(hù)設(shè)計(jì)方法，分支電路依次設(shè)置有負(fù)載、接地故障保護(hù)電路、過(guò)載保護(hù)電路和短路保護(hù)電路，接地電路設(shè)置繼電器，過(guò)載電路和分支電路分別設(shè)置開(kāi)關(guān)，

過(guò)載保護(hù)電路：當(dāng)回路為開(kāi)關(guān)型回路，采用微斷開(kāi)關(guān)或第一馬達(dá)啟動(dòng)器作為過(guò)載保護(hù)器，當(dāng)回路為啟動(dòng)器型回路，采用第二馬達(dá)啟動(dòng)器作為過(guò)載保護(hù)器；

短路保護(hù)電路：當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流大于等于配電柜的短路電流時(shí)，不需要在分支回路上設(shè)置后備短路保護(hù)電路，當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流小于配電柜的短路電流時(shí)，需要在分支回路上設(shè)置后備短路保護(hù)電路；

接地故障保護(hù)電路：設(shè)置為中性點(diǎn)高阻接地，接地故障保護(hù)電路設(shè)置有電流監(jiān)測(cè)器和電流互感器，電流監(jiān)測(cè)器用于設(shè)定分支電路接地故障動(dòng)作值，電流互感器用于檢測(cè)回路接地故障；

開(kāi)關(guān)選擇性分析：在進(jìn)線開(kāi)關(guān)與各分支負(fù)載之間進(jìn)行開(kāi)關(guān)選擇性分析，對(duì)每個(gè)分支電路進(jìn)行時(shí)間-電流曲線比對(duì)，確保分支電路發(fā)生過(guò)流或短路時(shí)，分支電路的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，進(jìn)線開(kāi)關(guān)不動(dòng)作；

繼電器：對(duì)涉及安全的繼電器進(jìn)行安全功能的標(biāo)識(shí)，繼電器的功率小于火氣系統(tǒng)模塊通道的最大輸出功率。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，配電柜電路保護(hù)設(shè)計(jì)方法，包括過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)、短路保護(hù)設(shè)計(jì)、接地故障保護(hù)設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)選擇性分析和應(yīng)急負(fù)載切斷安全保護(hù)設(shè)計(jì)，

過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)：當(dāng)回路為開(kāi)關(guān)型回路，采用普通的微斷開(kāi)關(guān)作為過(guò)載保護(hù)器即可，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了統(tǒng)一選型，對(duì)于開(kāi)關(guān)型回路同樣選擇了ms系列，具體的，對(duì)于開(kāi)關(guān)型回路，如加熱器、下端控制箱等，采用abb生產(chǎn)的mms(manualmotorstarters，手動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)器)系列的ms116型號(hào)。ms116型額定操作電流范圍為0.16a～32a，過(guò)載保護(hù)設(shè)定值為0.1a～32a，完全滿足本項(xiàng)目上小容量配電柜負(fù)載的負(fù)荷需求。

當(dāng)回路為啟動(dòng)器型回路，采用馬達(dá)啟動(dòng)器作為過(guò)載保護(hù)器，對(duì)于啟動(dòng)器型回路，如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵等，則采用了abb生產(chǎn)的mms系列的ms132型號(hào)。ms132型啟動(dòng)器額定操作電流范圍同ms116一樣，均為為0.16a～32a，過(guò)載保護(hù)設(shè)定值為0.1a～32a，完全滿足本項(xiàng)目上小容量配電柜負(fù)載的負(fù)荷需求。區(qū)別在于ms116啟動(dòng)器只有合閘、分閘兩個(gè)聯(lián)接位置，而ms132型啟動(dòng)器有合閘、分閘和脫扣三個(gè)聯(lián)接位置，這樣的設(shè)計(jì)用于滿足dnv(dnv-detnorskeveritas，挪威船級(jí)社)規(guī)范要求的馬達(dá)保護(hù)脫扣后的手動(dòng)復(fù)位要求；

短路保護(hù)設(shè)計(jì)：配電柜的短路電流等級(jí)為20ka，當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流的最大值大于等于20ka時(shí)，不需要后備短路保護(hù)，對(duì)于ms116額定電流在0.16-1.6a范圍內(nèi)預(yù)期短路電流不超過(guò)30ka和ms132額定電流在0.16-2.5a范圍內(nèi)如果預(yù)期短路電流不超過(guò)100ka，不需要后備短路保護(hù)，該分配電板短路電流等級(jí)為20ka，因此滿足要求，當(dāng)分支回路的預(yù)期短路電流的最大值小于20ka時(shí)，需要后備短路保護(hù)，對(duì)于ms116額定電流在2.5-32a范圍內(nèi)，其icu和ics均為5ka或2ka，遠(yuǎn)低于該配電板所要求的20ka。對(duì)于ms132額定電流在4-32a范圍內(nèi)，其icu和ics均為3ka，遠(yuǎn)低于該配電板所要求的20ka，結(jié)合回路額定電流及分配電板的短路電流等級(jí)要求，選取s803s-scl32sr型限流器，其額定工作電流為32a，且在690v電壓下，icu＝ics＝50ka，用于作為這些分支回路的短路后備保護(hù)，可選的，作為分支回路短路后備保護(hù)也可采用加適合的熔斷器，但在設(shè)計(jì)選型及布置過(guò)程中發(fā)現(xiàn)加熔斷器后占用空間較大，不適合原本就狹小的布置空間。而之所以選擇s803s-scl32sr型限流器，是因?yàn)樗纯梢杂米鲉位芈烽_(kāi)關(guān)/啟動(dòng)器的后備保護(hù)，也可同時(shí)作為一組開(kāi)關(guān)/啟動(dòng)器的后備保護(hù)，從而節(jié)省了空間；

接地故障保護(hù)設(shè)計(jì)：采用中性點(diǎn)高阻接地設(shè)計(jì)，變壓器側(cè)接地故障電流限制為100a，本fpso項(xiàng)目690v系統(tǒng)為it系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)高阻接地設(shè)計(jì)，變壓器側(cè)接地故障電流限制在100a。it系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，接地故障電流僅為非故障相對(duì)地的電容電流，其值很小，外露到點(diǎn)部分對(duì)地電壓不超過(guò)50v，不會(huì)造成人身安全。為了供電的連續(xù)性，可以不立即切斷故障回路。但it系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生第二次故障時(shí)應(yīng)自動(dòng)切斷電源，即當(dāng)在另一相線或中性線上發(fā)生二次故障時(shí)必須切除故障。同時(shí)，為了避免因二次故障導(dǎo)致整個(gè)配電柜癱瘓，所以每個(gè)690v回路都做了接地故障保護(hù)。

在設(shè)計(jì)中采用了bender電流監(jiān)測(cè)器，用于設(shè)定各回路接地故障動(dòng)作值。同時(shí)在每個(gè)回路里面加裝了ct(電流互感器)，用于檢測(cè)回路接地故障，并在發(fā)生接地故障電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)脫扣回路中的啟動(dòng)器開(kāi)關(guān)，避免了二次故障的擴(kuò)散；

開(kāi)關(guān)選擇性分析：在進(jìn)線開(kāi)關(guān)與各分支負(fù)載之間，對(duì)每個(gè)回路進(jìn)行時(shí)間-電流曲線比對(duì)，配電柜進(jìn)線開(kāi)關(guān)與其上游主配電板側(cè)開(kāi)關(guān)屬于同一級(jí)別，不存在上下級(jí)關(guān)系，這里選取了相同的塑殼開(kāi)關(guān)t5h400型，配tma320脫扣器，因此對(duì)于分配電柜來(lái)說(shuō)，選擇性分析只是進(jìn)線開(kāi)關(guān)與各分支負(fù)載之間。需要對(duì)每個(gè)回路進(jìn)行時(shí)間-電流曲線比對(duì)，以保證下游回路發(fā)生過(guò)流或短路時(shí)，僅影響本回路，而不會(huì)引起上游及其他回路的保護(hù)動(dòng)作；

應(yīng)急負(fù)載切斷安全保護(hù)設(shè)計(jì)：對(duì)涉及安全的系統(tǒng)進(jìn)行安全功能的標(biāo)識(shí)，應(yīng)急負(fù)載需要與對(duì)應(yīng)的裝置進(jìn)行聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，fpso的特殊要求，涉及安全的系統(tǒng)需要有sil標(biāo)識(shí)，如火氣系統(tǒng)、esd系統(tǒng)等。本配電柜上的應(yīng)急負(fù)載，如應(yīng)急風(fēng)機(jī)等需要與對(duì)應(yīng)通風(fēng)進(jìn)口處防火風(fēng)閘做聯(lián)鎖，即防火風(fēng)閘關(guān)閉時(shí)，分配電柜需要通過(guò)硬線接收其關(guān)閉信號(hào)，從而切斷相關(guān)的應(yīng)急風(fēng)機(jī)。由于fpso項(xiàng)目上要求整個(gè)火氣系統(tǒng)為sil2級(jí)別，其切斷信號(hào)所用繼電器屬于火氣系統(tǒng)的延伸，同樣也需滿足sil2要求。另外，由于火氣系統(tǒng)模塊通道的輸出信號(hào)為24v，且輸出電流最大為0.5a，所以繼電器的功耗也需要必須考慮在內(nèi)。所以對(duì)相關(guān)的切斷回路專門配備了abbbt50型安全繼電器(sil3等級(jí)，dc24v功耗為1.4w)。

fpso上系統(tǒng)眾多且復(fù)雜，如果僅靠常規(guī)的配電屏設(shè)計(jì)，會(huì)造成空間上的不足以及經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。小容量的分配電柜具有尺寸小，使用安裝靈活的特點(diǎn)，適用于負(fù)載多、負(fù)荷小的情況，通過(guò)合理化的設(shè)計(jì)，完全可以滿足fpso項(xiàng)目多樣復(fù)雜的要求。

進(jìn)一步的，第一馬達(dá)啟動(dòng)器的額定操作電流為0.16-32a，過(guò)載保護(hù)設(shè)定值為0.1-32a。

進(jìn)一步的，第二馬達(dá)啟動(dòng)器的額定操作電流為0.16-32a，過(guò)載保護(hù)設(shè)定值為0.1-32a。

進(jìn)一步的，后備短路保護(hù)電路設(shè)置限流器，限流器的而定工作電流為32a。

進(jìn)一步的，火氣系統(tǒng)模塊通道的輸出信號(hào)為24v，輸出電流最大為0.5a，繼電器的功率小于12w。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開(kāi)的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。