電母線的案例
一期一會 | 什么是電母線？
圓形母線：具有實心或空心圓柱形橫截面的母線，可用于需要更大剛性、旋轉或安裝靈活性的大電流應用。
絕緣：區分母線類型的另一種方法，是看母線與周圍結構的絕緣方式。在某些情況下，母線會涂上一層絕緣聚合物，或者通過絕緣支架或隔離器進行絕緣并固定到位。
載流容量和類型
單相母線有兩個電路：一個是帶電電路，另一個是中性電路。三相母線使用四個導體，其中，每相各一個導體，余下一個作為中性電路運行。單相和三相母線處理交流電（AC）應用，而有些母線則傳輸直流電（DC）。
母線的優勢
工程師選擇采用母線的原因有很多，通常是出于成本、性能和安全性考慮。在大多數情況下，以下特征使得母線成為優于其他配電方案的選擇：
簡化配電：母線將許多電氣連接整合到一個中央集線器中，這就比復雜的布線更易于設計和維護。
幾何靈活性：母線幾乎可以構建成任何形狀，適用于幾乎任何應用。
連接簡便：母線不需要復雜的電氣連接。如果需要供電，只需將一根導線連接到表面。
外形尺寸：母線的薄型拓撲有助于在狹小空間中分配電力，比如在電池組、電子設備或工業機械中，都能看到這種結構。
剛性：母線的結構剛度消除了電纜管理的必要性。其可以提高結構的整體強度，并連接更長的距離。
成本效益：母線的成本低于布線方案，其安裝、維護和維修的成本也較低。
可持續性：由于母線主要由固體銅或鋁制成，因此易于回收利用。
仿真驅動母線設計
從不同類型的母線可以看出，工程師在材料、配置、涂層和幾何結構方面有許多選擇。多物理場仿真工具是設計流程的完美補充，因為它們提供了一種快速準確的方法來了解電磁場、熱源、傳熱和結構響應之間的相互作用。
工程師希望優化母線設計，以實現最高效率、安全運行并最大限度地降低成本。
展開 AnsysWB直流母線電容DC Link電-熱耦合仿真 ￥30
DC-Link 薄膜電容是電動汽車電驅系統中的一個重要組成部分，在反復充放電的過程中會導致電容發熱，影響其使用壽命。
本文基于ANSYS 仿真軟件對某型號DC-Link 薄膜電容器進行溫度場分析，結果表明，在
高溫環境中，電容器芯子中心處為溫度最高點，而配備散熱器后，最高溫度點轉移至遠離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實際電容產品簡化的3D模型
2.環境溫度85℃、帶TIM散熱膠及鋁合金散熱冷板
3.考慮直流輸入電流及紋波電流，芯包損耗發熱的電-熱耦合工況
4.電流、發熱量等數據為假設值，實際仿真以真實數據為準
5.模型可以為真實的DC Link熱仿真工作提供極具價值的參考。
展開 【講解】變壓器日常巡檢項目有哪些？
（6）．定時限過流保護動作跳閘后的處理
定時過電流保護為后備保護，可作下屬線路保護的后備，或作下屬母線保護的后備，或作變壓器主保護的后備。所以，過電流保護動作跳閘，應根據其保護范圍，保護信號動作情況，相應斷路器跳閘情況，設備故障情況等予以綜合分析判斷，然后再分別進行處理。據統計分析，引起過流保護動作跳閘，最常見的原因是下屬線路故障拒跳而造成的越級跳閘；其次是下屬母線設備故障(主要在llOkV及以下變電所內)造成的跳閘。
當變壓器由于定時限過流保護動作跳閘時，應先復歸事故音響，然后檢查判斷有無越級跳閘的可能，即檢查各出線開關保護裝置的動作情況，各信號繼電器有無掉牌，各操作機構有無卡澀現象。
1)由于下屬線路設備發生故障，未能及時切除，而越級跳主變壓器側相應斷路器，造成母線失電。
①檢查失電母線上各線路保護信號動作情況：若有線路保護信號動作的、屬線路故障保護動作斷路器未跳閘造成的越級，則應拉開拒跳的線路斷路器，切除故障線路后，將變壓器重新投入運行，同時，恢復向其余線路送電。
②經檢查，若無線路保護動作信號，可能屬線路故障，因保護未動作斷路器不能跳閘造成的越級。則應拉開母線上所有的線路斷路器，將變壓器重新投入運行，再逐路試送各線路斷路器，當合上某一線路斷路器又引起主變壓器跳閘時,則應將該線路斷路器改冷備用后再恢復變壓器和其余線路的送電。
上述故障線路未經查明原因、在處理前不得送電。
2)由于下屬母線設備發生故障，主變壓器側斷路器跳閘造成母線失電。
展開 一起壓變柜爆炸導致主變保護動作的事故分析
本文針對某35kV L站10kV母線壓變爆炸造成主變保護動作的事故，在故障錄波數據丟失的情況下分析保護動作過程和壓變柜爆炸原因，提出相應改進措施。
1 事故概況及保護動作情況
35kV L站正常運行方式如圖1所示。變電站采用單線單變運行，35kV A線303開關帶35kV1號母線，35kV B線305開關為出線線路，1號主變及10kV1號母線運行， 101開關、115開關、113開關、111開關運行；113開關線路為拉手開關，1號站用變103開關帶全所站用電，1號主變帶10kV全部負荷運行，35kV、10kV無備自投。
圖1 L站正常運行方式
X年X月X日06時15分，35kV L站1號主變高后備保護復合電壓過流 I 段1時限、復合電壓過流II段1時限保護動作，301、101開關跳閘，35kV 1號母線、10kV 1號母線失電。L站交、直流全部失電，10kV 1號母線1005壓變柜爆炸。
2 事故原因分析
2.1 主變高后備保護動作分析
主變高后備保護是主變的后備保護，當主變及系統存在相應故障而差動保護或者低后備保護拒動時，高后備保護經延時跳開主變高、低壓側總開關，切除故障[4]。L站主變為雙繞組變壓器，未配備低壓側后備保護，僅采用高后備復合電壓過流保護作為主變后備保護；復合電壓取自10kV母線PT。保護原理如圖2所示。
圖2 復合電壓過流保護原理接線圖
當10kV母線壓變故障發生PT斷線，高后備保護復合電壓閉鎖退出，僅由過流保護控制。L站高后備保護整定值如表1所示。
注：表中為高壓側定值，CT變比300/5。
保護裝置顯示動作電流1136.4A/18.94a（高壓側），遠大于整定值，高后備保護動作，跳開101、301開關，10kV母線失電。
展開 
一起壓變柜爆炸導致主變保護動作的事故分析
本文針對某35kV L站10kV母線壓變爆炸造成主變保護動作的事故，在故障錄波數據丟失的情況下分析保護動作過程和壓變柜爆炸原因，提出相應改進措施。
1 事故概況及保護動作情況
35kV L站正常運行方式如圖1所示。變電站采用單線單變運行，35kV A線303開關帶35kV1號母線，35kV B線305開關為出線線路，1號主變及10kV1號母線運行， 101開關、115開關、113開關、111開關運行；113開關線路為拉手開關，1號站用變103開關帶全所站用電，1號主變帶10kV全部負荷運行，35kV、10kV無備自投。
圖1 L站正常運行方式
X年X月X日06時15分，35kV L站1號主變高后備保護復合電壓過流 I 段1時限、復合電壓過流II段1時限保護動作，301、101開關跳閘，35kV 1號母線、10kV 1號母線失電。L站交、直流全部失電，10kV 1號母線1005壓變柜爆炸。
2 事故原因分析
2.1 主變高后備保護動作分析
主變高后備保護是主變的后備保護，當主變及系統存在相應故障而差動保護或者低后備保護拒動時，高后備保護經延時跳開主變高、低壓側總開關，切除故障[4]。L站主變為雙繞組變壓器，未配備低壓側后備保護，僅采用高后備復合電壓過流保護作為主變后備保護；復合電壓取自10kV母線PT。保護原理如圖2所示。
圖2 復合電壓過流保護原理接線圖
當10kV母線壓變故障發生PT斷線，高后備保護復合電壓閉鎖退出，僅由過流保護控制。L站高后備保護整定值如表1所示。
注：表中為高壓側定值，CT變比300/5。
保護裝置顯示動作電流1136.4A/18.94a（高壓側），遠大于整定值，高后備保護動作，跳開101、301開關，10kV母線失電。
展開 什么是變頻器？一文教你讀懂變頻器
附圖1
整流電路：主要由整流橋組成；將交流電（市電）經過全橋整流后成直流電。對于三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為380X1.414≈537V；而單相220V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為220X1.414≈310V。
緩沖電路：抑制在上電瞬間的沖擊電流。由電解電容的工作原理可知，變頻器在上電瞬間，電容的兩端電壓不會突變，而電容兩端的電流會突變，此時電容兩端相當于短路。若沒有緩沖電路（充電電阻），整流橋會因為電流過大而損壞。緩沖電路起到了保護整流橋的作用。
濾波電路：一般電解電容的耐壓值為400V；而三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值約為537V。因此濾波電容器，只能由兩級電解電容串聯而成。由于電解電容的容量不可能絕對相同，串聯之后兩級電解電容上的電壓分配是不均衡的，會導致兩個電解電容的使用壽命不一樣。為了解決電壓不均衡的問題，需在兩個電解電容兩端分別并聯阻值相同的均壓電阻。
逆變電路：將直流電（直流母線）轉換成交流電的電力電子電路。在逆變橋里的多個IGBT組成。每個IGBT里都集成一個續流二極管，其作用是為電機的定子繞組反饋能量（電機發電）提供回路。當電機處于發電狀態時，其電能可通過續流二極管流向直流回路，電解電容充電。
變頻器有哪些功能特點？
1. 軟啟動功能
用市電直接啟動電機，其啟動電電流為電機額定電流的5-7倍。這種電機直啟情況下，會導致電網電壓下降，影響其他用電設備的正常運行。
采用變頻器軟啟動，其啟動電流一般為額定電流的1.2-1.5倍，有效地降低了啟動沖擊電流，減少變壓器的占有量（附圖2）。
附圖2
2. 變頻調速
傳統的電機調速為變極調速；根據三相異步電動機同轉速：
可通過改變電機定子繞組的磁極對數,就能改變它的同步轉速,從而改變轉子轉速。通過繞組的不同組合連接方式,一般可得到兩極、三極、四極速度。
展開 Tesla Model S Plaid 的快充充電功率
電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。目前看來，特斯拉真的選擇這條我們認為不理智的路線，一路走到黑了
提高電壓：我們認知中極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約200kW，增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對于所有的用電部件，都是一個系統性的提升。目前現代起亞的做法就是另外一條道路
小結：換電的邏輯目前國內也在推，但是我覺得隨著越來越多的快充技術開始進入實戰路線，換電帶來的好處也被逐步抵消，這條路線花太多時間還不如專攻400V快充和800V快充
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附圖1
整流電路：
主要由整流橋組成；將交流電（市電）經過全橋整流后成直流電。對于三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為380X1.414≈537V；而單相220V的交流電，經整流后，直流電壓理論值為220X1.414≈310V。
緩沖電路：
抑制在上電瞬間的沖擊電流。由電解電容的工作原理可知，變頻器在上電瞬間，電容的兩端電壓不會突變，而電容兩端的電流會突變，此時電容兩端相當于短路。若沒有緩沖電路（充電電阻），整流橋會因為電流過大而損壞。緩沖電路起到了保護整流橋的作用。
濾波電路：
一般電解電容的耐壓值為400V；而三相380V的交流電，經整流后，直流電壓理論值約為537V。因此濾波電容器，只能由兩級電解電容串聯而成。由于電解電容的容量不可能絕對相同，串聯之后兩級電解電容上的電壓分配是不均衡的，會導致兩個電解電容的使用壽命不一樣。為了解決電壓不均衡的問題，需在兩個電解電容兩端分別并聯阻值相同的均壓電阻。
逆變電路：
將直流電（直流母線）轉換成交流電的電力電子電路。在逆變橋里的多個IGBT組成。每個IGBT里都集成一個續流二極管，其作用是為電機的定子繞組反饋能量（電機發電）提供回路。當電機處于發電狀態時，其電能可通過續流二極管流向直流回路，電解電容充電。
變頻器有哪些功能特點？
1. 軟啟動功能
用市電直接啟動電機，其啟動電電流為電機額定電流的5-7倍。這種電機直啟情況下，會導致電網電壓下降，影響其他用電設備的正常運行。
采用變頻器軟啟動，其啟動電流一般為額定電流的1.2-1.5倍，有效地降低了啟動沖擊電流，減少變壓器的占有量（附圖2）。
附圖2
2.
展開 800V高壓架構或將成為下一代電動汽車主流平臺
從實際應用中，800V高壓平臺對電驅動也帶來不少難題，如絕緣、軸承電腐蝕和EMC等問題，華為在這方面做了不少的嘗試，通過專利高壓連接器，專利軸承導流防擊穿結構及EMC軟硬件抑制等核心創新技術，系統性地解決上述難題。以800V系統中軸承防腐蝕為例，它一直是業界電驅動產品未解決的難題，當前400V下的電機軸承并不是都會發生電腐蝕，但是800V下的系統，電機軸承發生電腐蝕的概率將會直接增加很多。
首先我們要注意的是電驅動系統中，共模電流產生的軸電壓。電動汽車里面的驅動電機軸電壓還是以「容性電壓」為主，它的源頭是PWM控制產生的共模電壓，經過層層寄生電容進行分壓，最終按照一定的比例分到軸承兩端。高頻感應軸電壓產生的機理包括定子繞組與機殼的寄生電容不對稱、共模電路中繞組和機殼之間的漏電流發生變化、在電機軸上等效出一個共模電流變化和相應的感應磁通。
通過創新的「富蘭克林」引流技術，可將軸承上的近60V~80V電壓的電流導出，較好的解決了其對軸承之間潤滑膜耐壓性能的沖擊，從而大幅降低軸承失效的風險。
展開 電壓并列與電壓切換
02
雙位置繼電器
采用雙位置繼電器是為確保在刀閘輔助接點回路出現掉電時電壓切換回路仍能向保護裝置提供掉電前的正常母線電壓。
雙位置繼電器帶來的問題是：
在倒母操作分開刀閘時，若刀閘的常閉接點及回路出現異常時未能使原來動作著的雙位置繼電器返回，那么雖然一次設備已經脫離了原來所掛的母線，但二次電壓切換主回路仍將該母線二次電壓切換至保護裝置，并與另一段母線的二次電壓處于并列狀態。如果未及時發現，當進行母線的分列操作時將出現母線二次電壓的異常并列，可能燒毀電壓切換主回路上薄弱的節點并造成電壓回路異常（PT斷線）。
因此，就有這樣一個告警信號：“電壓切換繼電器同時動作”，
當兩個切換繼電器同時動作的時候其常開接點同時接通（串聯）發出告警信號
，說明刀閘輔助接點及回路處于異常狀態，將隱患告知運維人員。
展開 【收藏】電壓并列與電壓切換
02
雙位置繼電器
采用雙位置繼電器是為確保在刀閘輔助接點回路出現掉電時電壓切換回路仍能向保護裝置提供掉電前的正常母線電壓。
雙位置繼電器帶來的問題是：
在倒母操作分開刀閘時，若刀閘的常閉接點及回路出現異常時未能使原來動作著的雙位置繼電器返回，那么雖然一次設備已經脫離了原來所掛的母線，但二次電壓切換主回路仍將該母線二次電壓切換至保護裝置，并與另一段母線的二次電壓處于并列狀態。如果未及時發現，當進行母線的分列操作時將出現母線二次電壓的異常并列，可能燒毀電壓切換主回路上薄弱的節點并造成電壓回路異常（PT斷線）。
因此，就有這樣一個告警信號：“電壓切換繼電器同時動作”，
當兩個切換繼電器同時動作的時候其常開接點同時接通（串聯）發出告警信號
，說明刀閘輔助接點及回路處于異常狀態，將隱患告知運維人員。
聲明
本號所刊發文章僅為學習交流之用，無商業用途，向原作者致敬。
展開 
主變后備保護故障處理詳解
2.2 若故障點在中壓側開關，則將該開關轉冷備用或檢修后，另一段中壓母線通過分段開關試送母線恢復供電，后試送跳閘變壓器，試送正常后恢復低壓側母線正常運行方式。中壓側開關轉檢修處理。
對于變壓器低后備保護先動作跳閘，變壓器高后備后動作跳三側，中后備未動作，且無開關拒動的故障處理原則與之類似，在此不再詳述。
二、若存在開關或保護拒動情況，則應按如下步驟處理。
1 檢查變壓器無異常后，對變壓器恢復充電運行，再恢復變壓器高壓側及無故障側的運行。
2 對于同時失電的中低壓母線，可根據如下原則判定故障母線：
2.1 變壓器跳三側的后備保護動作跳閘，若某一側開關未跳開，這一側失壓母線范圍內有故障的可能性較大。
2.2 變壓器跳三側的后備保護動作跳閘，某一側母線上有出線斷路器保護動作信號、某一側母線分段(低/中后備I時限)開關跳閘的，該側失壓母線多為故障發生范圍。
2.3 現場檢查確認存在故障現象的母線確為故障范圍。
3 先對經判定無故障的一側母線充電正常后，試送各分路恢復供電。
4 對存在故障的母線則根據保護動作情況、出線斷路器有無保護動作信號、開關跳閘情況、對母線及連接設備檢查有無故障現象等，其處理方式與后備保護跳單側類似，在此不再贅述。
提示
本文所提及的變壓器各側均裝設獨立開關設備，主變后備保護動作跳閘均不會切除上級電源，造成全站停電。
展開 防止PT二次反送電的安全措施
（2）PT與母線同停
操作步驟：PT同母線一起停電時，先倒負荷，在空母線情況下，先斷開PT二次小開關，再斷開母線的母聯或者分段開關對母線停電，最后再拉開PT的高壓側刀閘。送電操作順序時與此相反。
為防止PT低壓側電源通過二次小開關向PT反送電，母線PT二次小開關在停、送電操作順序原則上規定是：
停電時，在母線失電前（最后一個母聯或分段斷開前）斷開，即先斷開二次小開關，再停PT的高壓電源。
送電時，在母線帶電后（第一個母聯或分段合上后）合上，即先送PT的高壓側電源，再送PT二次小開關。
展開 防止PT二次反送電的安全措施
（2）PT與母線同停
操作步驟：PT同母線一起停電時，先倒負荷，在空母線情況下，先斷開PT二次小開關，再斷開母線的母聯或者分段開關對母線停電，最后再拉開PT的高壓側刀閘。送電操作順序時與此相反。
為防止PT低壓側電源通過二次小開關向PT反送電，母線PT二次小開關在停、送電操作順序原則上規定是：
停電時，在母線失電前（最后一個母聯或分段斷開前）斷開，即先斷開二次小開關，再停PT的高壓電源。
變壓器出現這些異常現象，怎么去判斷處理？
（三）變壓器過流保護動作
變壓器過流保護動作跳閘時，應做如下檢查和處理：
a)檢查母線及母線上的設備是否有短路及雜物等；
b)檢查變壓器幾個測設備是否短路；
c)檢查低壓側保護是否動作，各條線路的保護有無動作。
d)確認母線無電時，應拉開該母線所帶的線路。
e)如為母線故障，應考慮切換母線或轉移負荷。
f)經檢查確是越級跳閘時，應與當值調度員聯系后，試送電一次。
g)試送電良好時，逐路查出故障線路。
h)若因電路引起，則應在排除故障因數后方能送電。
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