母線系統(tǒng)

在同一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)單元，有時(shí)電動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，并將再生能量反饋到變頻器中來，這種現(xiàn)象叫“再生能量”。這種情況一般發(fā)生在電動(dòng)機(jī)被機(jī)械設(shè)備慣性拖動(dòng)時(shí)，或是當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生制動(dòng)以提供足夠張力時(shí)。

通用變頻器在設(shè)計(jì)上不具有再生能量反饋到三相電源的功能，因此所有變頻器從電動(dòng)機(jī)吸收的能量都會(huì)保存在電容器中，最終導(dǎo)致變頻器中的直流母線電壓升高。如果變頻器配備制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，變頻器就可以短時(shí)間接通電阻，使電能以熱方式消耗掉。當(dāng)然只要充分考慮到制動(dòng)時(shí)最大的電流容量、負(fù)載周期和消耗到制動(dòng)電阻上的額定功率就可以設(shè)計(jì)或選擇合適的制動(dòng)單元，并以連續(xù)的方式消耗電能，最終能夠保持直流母線電壓的平衡。這種制動(dòng)單元的工作方式不是消耗能量的一種能耗制動(dòng)。

如果有多臺(tái)變頻器通過直流母線互連，一臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量就可以被其他電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)的方式消耗吸收。這是一種非常有效的工作方式，即使有多個(gè)部位的電動(dòng)機(jī)一直處于連續(xù)發(fā)電狀態(tài)，也不用考慮采取處理再生能量的工作方式。在這種方式下，如果生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備仍需要一個(gè)更快剎車或緊急停止的狀態(tài)，那就需要再加上一個(gè)一定容量的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻以便在需要時(shí)工作，若與能量回饋裝置組合就可以充分將直流母線上的多余能量直流反饋到電網(wǎng)中來，以提高系統(tǒng)的節(jié)能效果。

在起重行業(yè)，共直流母線系統(tǒng)經(jīng)常被狹義的認(rèn)定為使用l套整流回饋裝置和多個(gè)逆變器(含直流部分)所組成的系統(tǒng)。而廣義的共直流母線系統(tǒng)還可以有多種形式，如1套整流裝置和多個(gè)逆變裝置組成的系統(tǒng)；多個(gè)變頻器的直流母線連接后共用1個(gè)制動(dòng)單元或回饋單元的系統(tǒng)；1套整流單元或整流回饋單元和多個(gè)(不使用整流部分的)變頻器組成的系統(tǒng)等，實(shí)質(zhì)上都屬于共直流母線系統(tǒng)。

采用共直流母線系統(tǒng)最大的好處是，當(dāng)有1個(gè)或多個(gè)逆變器(或變頻器)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)能量返回到直流母線后，能夠被其他運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)的逆變器(或變頻器)所利用，節(jié)省能量，降低系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)(或回饋)部分功率的需求。

該系統(tǒng)最初由德國維納爾公司提出并在全球范圍內(nèi)推廣，已經(jīng)得到了歐美等地同行的普遍認(rèn)可。

大約在上個(gè)世紀(jì)80年代初，德國WOHNER(維納爾)電氣系統(tǒng)公司推出了一種模數(shù)化母線安裝式電器設(shè)備，開創(chuàng)了母線安裝電器設(shè)備之先河。該公司首次推出模數(shù)(母線安裝中心距)為40mm 的母線安裝式電器設(shè)備，母線的額定電流360A。數(shù)年后，他們增加了模數(shù)為60mm 和100/185mm的產(chǎn)品，母線額定電流分別達(dá)到了1600A和2500A。隨著它們的不斷改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)了模數(shù)規(guī)范化、電流和電壓額定值系列化、產(chǎn)品零部件通用化。

1995年底，德國WOHNER(維納爾)電氣系統(tǒng)公司帶著它的產(chǎn)品來中國開拓市場，先后在天津、北京建立了維納爾(中國)電氣系統(tǒng)公司。在過去的幾年中，維納爾(中國)電氣系統(tǒng)公司在中國的電器市場取得了令人稱道的業(yè)績，特別在箱式變電站和建筑電器市場中，以其方案的靈活性、功能多樣性和安裝維護(hù)的方便性尤其被人推崇。

有感于母線安裝式電器設(shè)備的獨(dú)到之處，值得借鑒?，F(xiàn)主要以德國WOHNER(維納爾)電氣系統(tǒng)公司的母線安裝式電器設(shè)備為例，部分介紹如下。

首先，這種小型電器成套設(shè)備構(gòu)思新穎，采取“無孔搭接技術(shù)”(筆者姑且如此稱呼之)，把電器設(shè)備直接安裝在匯流母線上，構(gòu)成配電或控制回路。代表性的杰作莫過于母線安裝式熔斷器、熔斷器負(fù)荷隔離開關(guān)。

其次，WOHNER(維納爾)電氣系統(tǒng)公司開發(fā)了多制式模數(shù)化母線系統(tǒng)，其母線系統(tǒng)的模數(shù)和制式多樣化，額定值系列化。母線系統(tǒng)的模數(shù)有40mm、60ram、100/185mm多種；母線截面形式有矩形、雙“T”形(即“H”形)和三“T”形(即‘州”形)；母線的制式可以是三線、四線或五線，甚至可以是七線制，當(dāng)然應(yīng)視需要而定。母線系統(tǒng)的額定電壓：690V；額定電流分別為：630A/800A(矩形)、1600A(雙“T”形)和2500A(三“T”形)。母線系統(tǒng)的短時(shí)耐受電流達(dá)到50kA(1s)，峰值耐受電流則達(dá)到117kA(三線)/120kA(四線)。

WOHNER(維納爾)電氣系統(tǒng)公司還采用“無孔搭接技術(shù)”開發(fā)了母線連接夾和多種母線式接線端子系列產(chǎn)品—— 通用型母線式連接夾、線鼻子螺栓連接夾和三相組合式接線板。

母線連接夾既適用于矩形母線，也適用于雙“T”型或三“T”型母線；有直接硬連接的，也有軟連接的；硬連接的有直夾板型的，還有90。角搭接型的；軟連結(jié)的有直線型的，還有900轉(zhuǎn)角型的：可連接導(dǎo)線截面可以是矩形銅鋁排，也可以是連接圓形的甚至扇形截面電纜。線鼻子螺栓連接夾適用于連接帶“O”或“u”型壓接端子的電纜。三相組合式接線板可帶防護(hù)罩，也可不帶防護(hù)黽可連接矩形銅鋁排，也可連接電纜或軟扁平銅箔母線。母線連接夾的額定電流從630 2500A不等；通用型母線式連接夾額定電流為1 80～800A；線鼻子螺栓連接夾的額定電流為63—250#4三相組合式接線板的額定電壓為690V，額定電流為63—1250A。

第三，WOHNER(維納爾)電氣公司的另一個(gè)“無孔連接技術(shù)”的杰作就是母線轉(zhuǎn)接器。母線轉(zhuǎn)接器是電器設(shè)備直接安裝在母線系統(tǒng)上的過渡部件。用它可將德國Siemens、AEG、Kl ckner-Moeller、美國GE、法Schneider、瑞士ABB、日本Mitsubishi等世界各大公司的空氣斷路器、接觸器和控制電器等元器件安裝在匯流母線上。母線轉(zhuǎn)接器有多種形式：有整體絕緣板式的Eques Easycontroller和Eques Easyconnectorer二種型號(hào)。額定電壓都為690V；按額定電流計(jì)，每個(gè)型號(hào)都有四個(gè)規(guī)格：25、32、63和80A。它們既可以不帶標(biāo)準(zhǔn)安裝軌，也可以帶1～2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)安裝軌。還有通用型母線轉(zhuǎn)接器，額定電壓690V；按額定電流有160、200和630A_~個(gè)規(guī)格。通用型母線轉(zhuǎn)接器適合于直接安裝較大規(guī)格的電器元件。

最后，w6HNER (維納爾)電氣系統(tǒng)公司還開發(fā)了其它系列產(chǎn)品，如電氣柜用系列通用熔斷器、熔斷器隔離開關(guān)、通用化和系列化絕緣零部件和防護(hù)零件。它們不屬于母線安裝式和“無孔搭接技術(shù)”范疇，故不是我們關(guān)注的焦點(diǎn)，此處不予贅述。

綜上所述，由于母線式安裝電器的新穎性、靈活性及其獨(dú)創(chuàng)性。預(yù)示著該項(xiàng)技術(shù)的生命力及其廣闊的市場前景。這才是引起我們關(guān)注的真正原因。

(1)備用母線的充電，有母聯(lián)斷路器時(shí)應(yīng)該用母聯(lián)斷路器向備用母線充也。此時(shí)，母聯(lián)斷路器的保護(hù)裝置應(yīng)全部投入，并將有關(guān)保護(hù)定值及時(shí)限改小，以便當(dāng)母線存在故障時(shí)，母聯(lián)斷路器能迅速跳閘，切除故障點(diǎn)，當(dāng)備用母線充電良好后，再將保護(hù)定值和時(shí)限調(diào)回。如無母聯(lián)斷路器時(shí)，當(dāng)確認(rèn)備用母線處于完好狀態(tài)時(shí)，也可用隔離開關(guān)充電。

(2)用母聯(lián)斷路器進(jìn)行充電時(shí)，應(yīng)事先停用差動(dòng)保護(hù)回路中的充電閉鎖連接片，解除母差保護(hù)。使之事故時(shí)僅跳母聯(lián)斷路器，待充電操作完畢后，再將其投入。

(3)在母線倒閘的拉合隔離開關(guān)過程中，應(yīng)取下母聯(lián)斷路器的操作電源的熔斷器，防止在倒閘操作中，母聯(lián)斷路器誤跳閘，發(fā)生帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)的事故。

(4)一條母線所接元件全部倒換至另一條母線時(shí)，有兩種倒換次序；一種是將一元件的隔離開關(guān)合于一母線后，隨即斷開另一母線隔離開關(guān)；另一種是逐一將所有元件的隔離開關(guān)合于一母線之后，再將另一母線上相對(duì)應(yīng)的隔離開關(guān)斷開。這要根據(jù)隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的布置和現(xiàn)場習(xí)慣決定。

母線系統(tǒng)是德國維納爾集團(tuán)30多年來一直專注研究的重點(diǎn)，維納爾在低壓母線系統(tǒng)領(lǐng)域中，取得了重要的地位，建立了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

維納爾集團(tuán)以研制熔斷器座起家，逐步將發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到母線系統(tǒng)和熔斷器開關(guān)類產(chǎn)品上。維納爾集團(tuán)圍繞著母線所研發(fā)出來的一系列產(chǎn)品，在供配電領(lǐng)域中將維納爾產(chǎn)品的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。

如今的維納爾集團(tuán)，在全世界共有10個(gè)子公司，1個(gè)合資企業(yè)。在全球擁有超過235名員工，在2008年銷售額達(dá)到6500萬歐元。產(chǎn)品取得CE, UL, CCC認(rèn)證，客戶遍及歐、美、亞、澳各個(gè)大洲，并得到客戶的一致贊譽(yù)。

維納爾集團(tuán)在中國的子公司為：維納爾（北京）電氣系統(tǒng)有限公司，在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。中國子公司在大陸設(shè)立5個(gè)辦事處，20余家經(jīng)銷商。

維納爾母線系統(tǒng)的技術(shù)精髓就是母線不打孔掛接，系統(tǒng)全封閉。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的配電等級(jí)提高，所用空間減小。解決大電流，多回路的布線連接工藝，是維納爾產(chǎn)品的強(qiáng)項(xiàng)。

1、 封閉的母線掛接技術(shù)

斷路器、接觸器通過母線轉(zhuǎn)接器可掛接在母線上，熔斷器開關(guān)等產(chǎn)品直接掛接在母線上，所以母線起到導(dǎo)電和固定安轉(zhuǎn)的雙重作用，大大節(jié)省柜內(nèi)空間；同時(shí)母線系統(tǒng)的其他元件保證母線系統(tǒng)全封閉，既安全又美觀；

2、 不打孔連接

完美解決用戶電源進(jìn)線問題，柜內(nèi)的電纜總進(jìn)線和母線系統(tǒng)，或者電纜和開關(guān)、斷路器等元件的連接，均不用做線鼻子，只需剝掉外皮直接壓接連接。

3、 大電流、多回路，配電等級(jí)高

對(duì)于配電、控制回路比較多，電流比較大，同時(shí)要求系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的應(yīng)用場合，維納爾產(chǎn)品用母線系統(tǒng)技術(shù)解決的淋漓盡致。