電子行業(yè)科創(chuàng)中心系列白皮書⑩- 電子廠房母線產(chǎn)品應(yīng)用及方案

電子廠房母線產(chǎn)品應(yīng)用方案關(guān)于作者胡琳瑤施耐德電氣母線團隊能力中心經(jīng)理。主要負責母線槽產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心、電子廠房等行業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)用及技術(shù)行業(yè)市場推廣等工作。張騰施耐德母線能力中心技術(shù)支持工程師，主要負責電子行業(yè)母線相關(guān)產(chǎn)有深刻理解。01電子制造工業(yè)廠房由于其工藝的特殊性，通常需要生產(chǎn)連續(xù)不間斷。作為重要基礎(chǔ)設(shè)施之一的配電系統(tǒng)，廠房園區(qū)常常需要接入多路外市電，同時也會配置兼作備用電源和應(yīng)急電源的柴油發(fā)電機組，并在設(shè)計階段通過電氣系統(tǒng)部件和供電路徑的冗余、引入不間斷電源等措施，以提升電子廠房配電系統(tǒng)的安全性及可靠性。然而，僅關(guān)注各類設(shè)備如發(fā)電機、變壓器、配電柜、UPS等的性能還遠遠不夠，因為這些設(shè)備在整個配電系統(tǒng)當中只是某一個關(guān)鍵節(jié)點，是離散的。而將所有關(guān)鍵節(jié)點聯(lián)接成一個整體而有序配電系統(tǒng)，是通過配電干線——低壓母線槽來完成的。低壓母線槽是電子廠房低壓配電系統(tǒng)的主干線，是廠房電能輸送的主動脈，因此，低壓母線槽是電子廠房低壓配電系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的部分，其性能的優(yōu)劣會直接影響整個低壓配電系統(tǒng)性能好壞。本文針對電子制造工業(yè)項目里低壓配電干線的安全性、可靠性、靈活性及智能性問題進行探討。首先結(jié)合行業(yè)客戶需求，明確與其相關(guān)的低壓母線槽產(chǎn)品技術(shù)性能的關(guān)鍵點；其次探討針對如上關(guān)鍵點，低壓母線槽產(chǎn)品的實現(xiàn)方式及核心特點；最后，結(jié)合實際的成功案例展現(xiàn)產(chǎn)品如何給客戶帶來的價02LifIsn一.電子廠房配電干線特點及需求一.電子廠房配電干線特點及需求及成產(chǎn)達標的核心基礎(chǔ)設(shè)施，需要解決好如下問題：1、由于工藝特性，供電連續(xù)性要求極高；2、用電負荷容量大，負荷類型眾多且復雜，配電需求多樣化；3、特別重要負荷占比很高，可靠性要求高；4、為保證良品率，電能質(zhì)量要求非常高；5、配電系統(tǒng)覆蓋面廣且復雜，需要及時的運維與管理；6、用電量大，需要盡可能節(jié)能。電設(shè)備及生產(chǎn)設(shè)備的橋梁的作用。如果將電子廠房的配電房看做整個配電系統(tǒng)的心臟，母線就相當于系統(tǒng)的主動脈，承擔著向各個功能單元輸送電能的作用。如果其某一個點出現(xiàn)故障，則會導致成片的設(shè)備宕機，負面影響非常之大。保證高度自動化的生產(chǎn)設(shè)備能保持7*24小時連續(xù)不間斷運行，從而為客戶帶來長期、穩(wěn)定和持續(xù)的收益。程度較高03二.電子廠房用低壓母線槽所需的4大核心性能二.電子廠房用低壓母線槽所需的4大核心性能1、如何保證配電干線的安全性？任何生產(chǎn)行業(yè)中，安全永遠是第一位的。電子廠房其用電量大，負荷中心全性的配電干線是安全生產(chǎn)的重要保障。防護等級等多方面去考量。2、如何保證配電干線的穩(wěn)定性？性，從而才能保證電子廠房長期穩(wěn)定的生產(chǎn)。我們需要關(guān)注配電干線電氣性能長期的穩(wěn)定性、連接點的可靠性、全生何實現(xiàn)對于各種惡劣環(huán)境條件的耐受性。3、如何實現(xiàn)配電干線的靈活性？電子廠房用電設(shè)備多且分布復雜，會在不同時期生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，生產(chǎn)設(shè)備的變更導致用電負荷變更頻繁，從而對分支線路的靈活變化有更高要產(chǎn)負載。4、如何實現(xiàn)配電干線的智能性？運行，及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患并杜絕意外停電，減少運維成本。我們需要一套04LifSn完善的系統(tǒng)來幫忙解決問題，從而實現(xiàn)對配電系統(tǒng)（包括配電干線）的資精細化管理，將原有的被動運維變?yōu)橹鲃舆\維，有效防止意外停電，為連針對電子廠房的用電需求特點，在整個配電干線系統(tǒng)中，選擇低壓母線槽替代了原有的電纜輸電的模式，從各個方面滿足了電子廠房用電的需求。低壓母線槽產(chǎn)品在線路設(shè)計方面采用樹干式供電，所有部件標準化，設(shè)計選型簡單，少回路，少故障點，母線直身段上預留插接口，方便更改配1、安全性方面：1.1母線外殼材料采用高強度合金，整體力學性能出眾，機械碰撞試驗要達到IK10以上，避免交叉施工過程中對母線本體的損傷。LifSLifSn且能夠耐受高溫運行狀態(tài)下長時間不老化。選用優(yōu)質(zhì)B級杜邦絕緣聚酯薄膜，按照要求需要通過130℃運行條件下，5000小時以上的耐老材料一定要通過ROSH認證，真正做到安全無毒。1.3關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計上需要安全緊密的結(jié)構(gòu)設(shè)計，導體緊密排列，母線整體傳導散熱，在保證良好的散熱效果同時，母線槽內(nèi)部不能有任何連續(xù)空間，保證火災時能防止火焰及煙霧通過母線槽內(nèi)部蔓延。的帶電部位必須被隔離，每個插接孔須有帶鉸鏈及可上鎖的門，對未使用的插接孔門須有卡扣鎖緊。以最大程度保證人身安全。1.5地線系統(tǒng)作為安全的最重要保障，全長零斷點，同時地線需要包裹全部相線，以保證更短的短路路徑，不能采用母線端部和連接頭處附加跨接地線的形式作為保護地線的一部分，進一步確保用電安全。1.6母線本體防護等級最高要達到IP66，在污穢等級較高的應(yīng)用場景下也需要滿足對浮塵及環(huán)境中水的防護，不能在現(xiàn)場采用其他手段達到應(yīng)有的防護等級，保證在正常使用情況下不接觸帶電導體。06LifSn靜電噴涂靜電噴涂CQC產(chǎn)品認證。為確保產(chǎn)品較高的安全性需求，同時建議提供國際權(quán)威認證報告，如KEMA-KUER或ASTA-DIAMOND認證及對應(yīng)的2、穩(wěn)定性方面：2.1導體材料要使用優(yōu)質(zhì)電解銅或者合金，銅純度要達到>99.95%,導電率>97.6%IACS，合金母線的導電率>70%IACS，所有電氣連接處要滿足銀-銀接觸，提升導體的導電性能。2.2連接器作為母線最薄弱的地方，連接一定要可靠，雙面搭接的設(shè)計能81-108N.m，母線接頭的設(shè)計須滿足由于熱膨脹及外界環(huán)境變化而引起母線槽的線性伸縮，并且不降低母線的機械強度，電氣的連續(xù)性，脫脂酸洗清水清洗磷化處理高溫固化全套德國WANGER噴粉線全套德國WANGER噴粉線清水沖洗去離子水高溫烘干足夠低。2.4插接爪末端到斷路器連接應(yīng)使用預制銅排連接，不得使用電纜過度彎曲連接，插接爪與母線連接處應(yīng)采用銀-銀接觸，保證較低的接觸品質(zhì)斷路器進行保護，且滿足Ics=100%Icu以確保故障保護性能的穩(wěn)定性。07LifSn2.5防噴淋的能力至關(guān)重要，母線要通過最薄弱面消防噴淋1小時的試端工況下的使用需求。通過GB50260及GB/T2424.25規(guī)定的AG5(ZAP=0.5g)地震第三方認證，第三方實驗室需至少取得CNAS或CMA資質(zhì)認可。3、靈活性方面：3.1為滿足負載的靈活變化，母線槽直身段預留插接口對于所有電流等足電子廠房負載變化的需求。3.2插接口分布密集，標準長度下插接口預留數(shù)量要達到10個，且滿足同一位置兩面同時安裝插接箱。3.3電子廠房生產(chǎn)過程連續(xù)不斷電，需要安全的帶電熱插拔功能，保障人身安全的同時在干線不斷電無負載的情況下能方便更換插接箱的配置。08LifSn4、智能性方面：4.1為了減少運維成本，更方便的檢測電能質(zhì)量，需要對母線設(shè)備的健康能夠反應(yīng)母線運行狀況的參數(shù)就是溫度，母線上某點的運行溫度有異常，就說明此處運行狀態(tài)異常，無論是環(huán)境因素，負載因素還是母線本體運行因素，都會導致此處溫度異常。監(jiān)測溫度能夠準確的定位根據(jù)不同的應(yīng)用場合，需要采取最合適的測溫無線測溫09LifSn光纖測溫通過光纖測溫主機引出特制測溫光纖，分布在測溫回路全長，對母線全點的溫度信息同步到后臺，完成對母線溫度的監(jiān)控。4.3智能母線監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)電子廠房的實際應(yīng)用場景，需要結(jié)合母線測溫及電能質(zhì)量監(jiān)測實時監(jiān)控母線的運行狀態(tài)，功能設(shè)計上應(yīng)包含設(shè)備健康度，溫升趨勢曲線，異常狀態(tài)告警等功能，進一步實現(xiàn)對母線設(shè)備及生產(chǎn)線運行過程的主動運維，精細化管理。4.4面對生產(chǎn)線不斷更新擴容的需求，相應(yīng)的數(shù)字化及智能化模塊也需要能夠靈活的進行增減，相關(guān)組件靈活安裝，便于工程復制，提高調(diào)試效率。10LifSn四.電子廠房配電干線母線槽應(yīng)用方案概述四.電子廠房配電干線母線槽應(yīng)用方案概述電子廠房根據(jù)用電負荷一般分為動力和工藝兩部分：動力部分包括變壓器、配電柜之間的連接，柴發(fā)、UPS，一般由低壓配電室引至動力車間，為大型動力設(shè)備供電，例如風機，制冷機組，空壓機，空在供電線路的選擇上重點考慮安全性和穩(wěn)定性。動力母線應(yīng)用方案示例11LifSn偏重安全性、穩(wěn)定偏重安全性、穩(wěn)定性、智能性方面滿能夠保證配電干線長期穩(wěn)定運行，減少甚至杜在保證高電能質(zhì)量同時配電干線能夠適應(yīng)惡劣能夠?qū)崿F(xiàn)配電干線的實變壓器低壓側(cè)與進配電室內(nèi)配電柜之柴發(fā)、UPS與配電配電柜與風機、制冷機組、空壓機、以點對點饋線母單點故障影響面一般無分支配電電子廠房動力配電干線系統(tǒng)電；在潔凈車間母線經(jīng)過插接箱取電，可以直接連接到工藝機拔柜供電，特別是在供電產(chǎn)品的選擇上重點考慮靈活性、智能性。工藝母線應(yīng)用方案示例LifSLifSn能夠保證配電干線長期穩(wěn)定運行，減少甚至杜能夠應(yīng)對生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代以及負載變化帶來的分支配電負荷變化的實現(xiàn)了對設(shè)備運行狀態(tài)解決了配電線路相對分散，布設(shè)環(huán)境相對復雜實現(xiàn)了配電干線的資產(chǎn)電流較低于動力配單點故障影響面大生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代帶來的負荷頻繁變化有分支配電要求，需配置插接箱面板廠房插接箱電流芯片廠房插接箱電流低壓配電出線UPS出線柜至配電出線柜至配電出線柜至電子廠房工藝配電干線系統(tǒng)13LifSn14五.典型項目案例五.典型項目案例1、某面板廠房項目60Hz/120HzTV面板產(chǎn)品為主，投資總額為460億元人民幣。客戶關(guān)注點：干線配電要穩(wěn)定可靠，工期較緊，對供貨及安裝周期有減少生產(chǎn)成本有較大需求，同時預算有限，尋求更低的建設(shè)成本支出。母線應(yīng)用場景及方案：應(yīng)用場景包括了配電室、發(fā)電機、潔凈廠房內(nèi)工藝配電根據(jù)需求，使用合金母線，總長度約35000米，主要母線供電發(fā)電機-配電室動力母線：3200A，4000A，防護等級IP54；配電室內(nèi)柜-柜聯(lián)接母線：2500A，防護等級IP54；配電柜-廠房內(nèi)工藝生產(chǎn)線配電母線：1250A，1600A，防護等級IP54；有分支回路需配置插接箱，電流等級覆蓋250A、400A、630A、800A。客戶收益：>提供安全、可靠的低壓干線配電系統(tǒng)>空間占用小，解決了空間緊張的問題>電壓降小，供電回路長，優(yōu)化了供電路由>安裝簡單便捷，節(jié)約安裝時間和安裝成本>設(shè)備靈活，滿足后期工藝變化要求2、某芯片廠房項目客戶關(guān)注點：布廣，施工復雜，客戶對數(shù)字化運維有著極高的要求和期望。母線應(yīng)用場景及方案：應(yīng)用場景包括了配電室、潔凈廠房內(nèi)工藝配電根據(jù)需求，使用銅母線，主要母線供電回路覆蓋發(fā)電機-配電室動力母線：2500A，3200A，防護等級IP54；配電室內(nèi)柜-柜聯(lián)接母線：2500A，防護等級IP54；配電柜-廠房內(nèi)工藝生產(chǎn)線配電母線：2000A，防護等級IP54；分布式光纖測溫方案采用多測溫回路，共2臺測溫主機，測溫光纖覆蓋長度超20000米。后臺使用智能母線系統(tǒng)對全部電力參數(shù)進行監(jiān)控?？蛻羰找妫簻囟茸兓诒O(jiān)控中，時刻掌握全局，提