本公開一般涉及船舶制造領域，尤其涉及一種配電柜分支電路保護設計方法。
背景技術：
由于fpso(浮式生產儲油輪)上系統(tǒng)復雜，設備繁多，除去690v低壓主配電板以外，該項目上還配備有690v低壓分配電柜。這些分配電柜具有以下幾個特點：容量較小：每個分配電柜容量約為200～300kw左右；負載數量多；負載種類多：有風機、泵、加熱器、下端控制箱等；負載負荷差異大：負載負荷從0.7kw到30kw大小不等。因此，如何對fpso上的電路保護進行合理設計，使電路保護的使用廣、使用靈活，成為了一個難題。
技術實現要素：
鑒于現有技術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設計方法。
第一方面，本發(fā)明的配電柜分支電路保護設計方法，分支電路依次設置有負載、接地故障保護電路、過載保護電路和短路保護電路，接地電路設置繼電器，過載電路和分支電路分別設置開關，
過載保護電路：當回路為開關型回路，采用微斷開關或第一馬達啟動器作為過載保護器，當回路為啟動器型回路，采用第二馬達啟動器作為過載保護器；
短路保護電路：當分支回路的預期短路電流大于等于配電柜的短路電流時，不需要在分支回路上設置后備短路保護電路，當分支回路的預期短路電流小于配電柜的短路電流時，需要在分支回路上設置后備短路保護電路；
接地故障保護電路：設置為中性點高阻接地，接地故障保護電路設置有電流監(jiān)測器和電流互感器，電流監(jiān)測器用于設定分支電路接地故障動作值，電流互感器用于檢測回路接地故障；
開關選擇性分析：在進線開關與各分支負載之間進行開關選擇性分析，對每個分支電路進行時間-電流曲線比對，確保分支電路發(fā)生過流或短路時，分支電路的開關動作，進線開關不動作；
繼電器：對涉及安全的繼電器進行安全功能的標識，繼電器的功率小于火氣系統(tǒng)模塊通道的最大輸出功率。
根據本申請實施例提供的技術方案，通過對典型電路保護設計進行分析，使得保護電路更加符合項目的實際情況，適用更加廣，使用靈活，能夠解決現有技術中的保護電路分析不貼合項目實際，適用條件窄的問題。
具體實施方式
下面結合實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考實施例來詳細說明本申請。
本發(fā)明的配電柜分支電路保護設計方法，分支電路依次設置有負載、接地故障保護電路、過載保護電路和短路保護電路，接地電路設置繼電器，過載電路和分支電路分別設置開關，
過載保護電路：當回路為開關型回路，采用微斷開關或第一馬達啟動器作為過載保護器，當回路為啟動器型回路，采用第二馬達啟動器作為過載保護器；
短路保護電路：當分支回路的預期短路電流大于等于配電柜的短路電流時，不需要在分支回路上設置后備短路保護電路，當分支回路的預期短路電流小于配電柜的短路電流時，需要在分支回路上設置后備短路保護電路；
接地故障保護電路：設置為中性點高阻接地，接地故障保護電路設置有電流監(jiān)測器和電流互感器，電流監(jiān)測器用于設定分支電路接地故障動作值，電流互感器用于檢測回路接地故障；
開關選擇性分析：在進線開關與各分支負載之間進行開關選擇性分析，對每個分支電路進行時間-電流曲線比對，確保分支電路發(fā)生過流或短路時，分支電路的開關動作，進線開關不動作；
繼電器：對涉及安全的繼電器進行安全功能的標識，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)明的實施例中，配電柜電路保護設計方法，包括過載保護設計、短路保護設計、接地故障保護設計、開關選擇性分析和應急負載切斷安全保護設計，
過載保護設計：當回路為開關型回路，采用普通的微斷開關作為過載保護器即可，在實際設計中，為了統(tǒng)一選型，對于開關型回路同樣選擇了ms系列，具體的，對于開關型回路，如加熱器、下端控制箱等，采用abb生產的mms(manualmotorstarters，手動馬達啟動器)系列的ms116型號。ms116型額定操作電流范圍為0.16a～32a，過載保護設定值為0.1a～32a，完全滿足本項目上小容量配電柜負載的負荷需求。
當回路為啟動器型回路，采用馬達啟動器作為過載保護器，對于啟動器型回路，如負載為風機、泵等，則采用了abb生產的mms系列的ms132型號。ms132型啟動器額定操作電流范圍同ms116一樣，均為為0.16a～32a，過載保護設定值為0.1a～32a，完全滿足本項目上小容量配電柜負載的負荷需求。區(qū)別在于ms116啟動器只有合閘、分閘兩個聯接位置，而ms132型啟動器有合閘、分閘和脫扣三個聯接位置，這樣的設計用于滿足dnv(dnv-detnorskeveritas，挪威船級社)規(guī)范要求的馬達保護脫扣后的手動復位要求；
短路保護設計：配電柜的短路電流等級為20ka，當分支回路的預期短路電流的最大值大于等于20ka時，不需要后備短路保護，對于ms116額定電流在0.16-1.6a范圍內預期短路電流不超過30ka和ms132額定電流在0.16-2.5a范圍內如果預期短路電流不超過100ka，不需要后備短路保護，該分配電板短路電流等級為20ka，因此滿足要求，當分支回路的預期短路電流的最大值小于20ka時，需要后備短路保護，對于ms116額定電流在2.5-32a范圍內，其icu和ics均為5ka或2ka，遠低于該配電板所要求的20ka。對于ms132額定電流在4-32a范圍內，其icu和ics均為3ka，遠低于該配電板所要求的20ka，結合回路額定電流及分配電板的短路電流等級要求，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，可選的，作為分支回路短路后備保護也可采用加適合的熔斷器，但在設計選型及布置過程中發(fā)現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，是因為它即可以用作單回路開關/啟動器的后備保護，也可同時作為一組開關/啟動器的后備保護，從而節(jié)省了空間；
接地故障保護設計：采用中性點高阻接地設計，變壓器側接地故障電流限制為100a，本fpso項目690v系統(tǒng)為it系統(tǒng)，采用中性點高阻接地設計，變壓器側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，接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露到點部分對地電壓不超過50v，不會造成人身安全。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)內發(fā)生第二次故障時應自動切斷電源，即當在另一相線或中性線上發(fā)生二次故障時必須切除故障。同時，為了避免因二次故障導致整個配電柜癱瘓，所以每個690v回路都做了接地故障保護。
在設計中采用了bender電流監(jiān)測器，用于設定各回路接地故障動作值。同時在每個回路里面加裝了ct(電流互感器)，用于檢測回路接地故障，并在發(fā)生接地故障電流達到設定值時自動脫扣回路中的啟動器開關，避免了二次故障的擴散；
開關選擇性分析：在進線開關與各分支負載之間，對每個回路進行時間-電流曲線比對，配電柜進線開關與其上游主配電板側開關屬于同一級別，不存在上下級關系，這里選取了相同的塑殼開關t5h400型，配tma320脫扣器，因此對于分配電柜來說，選擇性分析只是進線開關與各分支負載之間。需要對每個回路進行時間-電流曲線比對，以保證下游回路發(fā)生過流或短路時，僅影響本回路，而不會引起上游及其他回路的保護動作；
應急負載切斷安全保護設計：對涉及安全的系統(tǒng)進行安全功能的標識，應急負載需要與對應的裝置進行聯鎖設計，fpso的特殊要求，涉及安全的系統(tǒng)需要有sil標識，如火氣系統(tǒng)、esd系統(tǒng)等。本配電柜上的應急負載，如應急風機等需要與對應通風進口處防火風閘做聯鎖，即防火風閘關閉時，分配電柜需要通過硬線接收其關閉信號，從而切斷相關的應急風機。由于fpso項目上要求整個火氣系統(tǒng)為sil2級別，其切斷信號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。所以對相關的切斷回路專門配備了abbbt50型安全繼電器(sil3等級，dc24v功耗為1.4w)。
fpso上系統(tǒng)眾多且復雜，如果僅靠常規(guī)的配電屏設計，會造成空間上的不足以及經濟上的浪費。小容量的分配電柜具有尺寸小，使用安裝靈活的特點，適用于負載多、負荷小的情況，通過合理化的設計，完全可以滿足fpso項目多樣復雜的要求。
進一步的，第一馬達啟動器的額定操作電流為0.16-32a，過載保護設定值為0.1-32a。
進一步的，第二馬達啟動器的額定操作電流為0.16-32a，過載保護設定值為0.1-32a。
進一步的，后備短路保護電路設置限流器，限流器的而定工作電流為32a。
進一步的，火氣系統(tǒng)模塊通道的輸出信號為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的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發(fā)明構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。