電氣主接線及有關(guān)設(shè)備選擇的探討

崔鵬 沈振華

中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司 山東青島 266000

電氣主接線是為了滿足電力系統(tǒng)電能傳輸運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，其實(shí)用于高壓電氣設(shè)備前相互傳輸電能而建立的電路，其涉及的電氣設(shè)備包括母線、變壓器和斷路器等設(shè)備，這些設(shè)備的連接決定著供電情況，對(duì)供電的經(jīng)濟(jì)、靈活以及可靠等具有決定作用。為了確?；疖?chē)電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要確保其電氣主接線和相應(yīng)的設(shè)備選擇符合電力供應(yīng)要求，滿足火車(chē)用電要求。

1 電氣主接線及其設(shè)備選擇原則

1.1 接線選擇原則

電器主接線選擇依據(jù)以下原則：①可靠性原則，在進(jìn)行斷路器檢修時(shí)，不可對(duì)系統(tǒng)供電造成影響，在對(duì)母線故障進(jìn)行檢修時(shí)需要縮減停運(yùn)時(shí)間及回路。②靈活性原則，主接線操作要保證靈活，滿足電路運(yùn)行調(diào)度需求。③擴(kuò)容性原則，為了適應(yīng)負(fù)荷突增，需要保證連路具有備用容量，以保證供電可靠和有效，防止出現(xiàn)故障檢修停運(yùn)的現(xiàn)象[1]。④負(fù)荷與出線回路相匹配，負(fù)荷不同電氣主接線形式也不同，例如一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷所需電源為2個(gè)，以保證故障時(shí)能夠有備用電源保持供電，三級(jí)負(fù)荷所需電源為1個(gè)。

1.2 設(shè)備選擇原則

電氣設(shè)備的選擇原則包括以下幾點(diǎn)：①設(shè)備選擇需要考慮安裝條件、使用條件、室內(nèi)外設(shè)備類型、款式、值班需求、載流導(dǎo)體額定電壓情況等等因素；②電氣設(shè)備選擇要考慮其與載流導(dǎo)體是否會(huì)出現(xiàn)短路問(wèn)題，需要計(jì)算電動(dòng)大小與發(fā)熱溫度，確保其不會(huì)由于短路問(wèn)題而出現(xiàn)損壞現(xiàn)象[2]。③電氣設(shè)備載流導(dǎo)體選擇需要安裝環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，溫度、高度、濕度等因素都會(huì)影響電氣設(shè)備的使用。

2 電氣主接線方式的選擇

2.1 雙母線單分段和雙分段方式

雙母線接線設(shè)備進(jìn)出回路次數(shù)較多，需要在母線上加裝斷路器，確保電路能夠安全、可靠的運(yùn)行，這就是雙母線單分段和雙分段兩種接線形式。雙母線分段接線形式不僅能夠使電力系統(tǒng)可靠性與安全性得以提升，同時(shí)能夠防止母線出現(xiàn)斷電故障，有效控制斷電影響范圍[3]。

2.2 單母線分段和雙母線方式

單母線分段接線形式是在單母線上加裝斷路器，這種接線形式可以減少設(shè)備使用量，同時(shí)也能夠節(jié)約成本。但是，若是母線上的斷路器出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致電源線路受影響，影響整個(gè)線路供電。同時(shí)，在維修母線及其隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須要斷電才能夠?qū)崿F(xiàn)，而一旦母線斷電，則其中的電氣設(shè)備也就無(wú)法正常運(yùn)行。

雙母線接線形式在維修時(shí)扔能夠保持運(yùn)行，其是利用斷電器將兩條母線連接起來(lái)，電力設(shè)備則是由隔離開(kāi)關(guān)和斷路器經(jīng)由母線實(shí)現(xiàn)連接的，各種方式相較于單母線而言更加安全、可靠，對(duì)維修工作也更加靈活，一旦母線出現(xiàn)問(wèn)題，可以利用斷路器和隔離開(kāi)關(guān)將無(wú)故障的設(shè)備轉(zhuǎn)換到備用母線上運(yùn)行，避免影響設(shè)備的運(yùn)行。在對(duì)母線進(jìn)行維修的時(shí)候，只需要將故障母線斷電即可，無(wú)需切斷整個(gè)電路，兩條母線上的設(shè)備能夠靈活切換、調(diào)度。

2.3 橋形和角形接線形式

橋形接線形式主要應(yīng)用在電源和電線回路少的裝置中，尤其是小容量的變電站中。而角形接線形式一般用于而回輸電線和變壓器進(jìn)線電站中，若是有三回出現(xiàn)和二回進(jìn)線現(xiàn)象則使用五角接線形式，根據(jù)具體的進(jìn)出線數(shù)量組合選擇相應(yīng)的角形接線形式。

3 電氣設(shè)備的選擇

3.1 接地設(shè)備

接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備選擇是十分重要的，對(duì)于接地母線、設(shè)備保護(hù)殼以及支撐架等接地設(shè)備要做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，防止接地設(shè)備出現(xiàn)漏電問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致觸電事故。接地系統(tǒng)分為垂直和水平兩種接地地級(jí)，大部分接地系統(tǒng)都是水平接地地級(jí)構(gòu)成形式，其在于電氣設(shè)備中的金屬制品連接時(shí)必須要加裝保護(hù)套，防止接地設(shè)備出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。

3.2 照明設(shè)備

照明設(shè)備的設(shè)計(jì)與建設(shè)需要考慮能源資源的節(jié)約問(wèn)題，照明工具必須要保證高效節(jié)能。對(duì)于火車(chē)照明設(shè)備而言，其不僅要考慮照明、能源節(jié)約等，同時(shí)還需要考慮自動(dòng)控制與用電量等問(wèn)題，合理控制照明設(shè)備，對(duì)照明開(kāi)關(guān)也科學(xué)設(shè)置，不同用途的照明系統(tǒng)要注意電量分配、開(kāi)關(guān)時(shí)間、自動(dòng)控制等問(wèn)題。

3.3 變壓器和斷路器設(shè)備

對(duì)于變壓器而言，若是無(wú)運(yùn)輸要求，則可以選擇三相變壓器。主變電源等級(jí)超過(guò)500kv時(shí)，要按照運(yùn)輸、制造以及可靠性等要求，在比較過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)后，再確定選擇三相變壓器還是選擇單相變壓器。變壓器的容量選擇是由系統(tǒng)調(diào)度需求、發(fā)電廠使用情況而決定的。

對(duì)于斷路器而言，高壓交流斷路器分為真空、SF6兩種短路去。高壓斷路器的選擇是依據(jù)電源壽命、設(shè)備壽命、賄賂特性、重?fù)舸└怕实忍卣鳑Q定的。同時(shí)，選擇的斷路器額定關(guān)合電流要高于應(yīng)用部位的短路預(yù)期電路最大值，這樣才能夠保證斷路器不會(huì)受到影響，進(jìn)而正常運(yùn)行。

3.4 母線材質(zhì)

母線的材質(zhì)分為軟母線以及硬母線兩種。軟母線的材質(zhì)一般為鋁制材料，但是，在持續(xù)工作時(shí)，若是電流較大，母線位置處于狹窄場(chǎng)所或是易腐蝕的場(chǎng)所，母線材質(zhì)一般會(huì)選擇銅材。母線的導(dǎo)體截面形狀是依據(jù)正常工作狀態(tài)時(shí)的電流而選擇的，其面積是依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇的，而為了保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要對(duì)母線進(jìn)行熱穩(wěn)定檢測(cè)，這超過(guò)110Kvc的母線實(shí)行電源電壓檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣主接線的選擇需要考慮多種因素，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇電氣主接線形式，但要保證接線靈活穩(wěn)定、安全可靠。本文針對(duì)電氣主接線的雙母線單分段和雙分段方式、單母線分段和雙母線方式、橋形和角形接線這幾種接線形式進(jìn)行了闡述，根據(jù)火車(chē)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的接線形式。此外，本文就接地設(shè)備、照明設(shè)備、變壓器和斷路器設(shè)備、母線材質(zhì)、電動(dòng)機(jī)設(shè)備等設(shè)備作出了分析，最終得到，對(duì)于電氣設(shè)備的選擇，根據(jù)火車(chē)情況來(lái)選擇合適的設(shè)備，同時(shí)對(duì)其參數(shù)作出相應(yīng)的設(shè)置，確保電氣設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。