Construções de barramento de aparelhagem

Os barramentos são condutores condutores de corrente nus, relativamente maciços, com seção transversal retangular, redonda ou perfilada. Nas instalações de um quadro fechado, todas as derivações dos barramentos e conexões aos dispositivos também são feitas com condutores nus formando um barramento.

brilhante são a parte central e mais crítica do quadro, pois recebem eletricidade de todos os geradores da estação (ou transformadores da subestação) e todas as linhas de saída estão conectadas a eles.

Em aparelhagem fechada até 35 kV inclusive, os barramentos são feitos de tiras retangulares de alumínio. Os pneus de aço são usados ​​em instalações elétricas de baixa potência em correntes de carga que não excedam 300-400 A.

Deve-se notar que os fios retangulares (planos) são mais econômicos do que os fios redondos. Com a mesma área de seção transversal, um pneu retangular tem uma superfície de resfriamento lateral maior do que um pneu redondo.

Na sala de distribuição, os pneus são montados em racks especiais de ônibus ou armações de gaiolas de equipamentos. Os barramentos são colocados nos isoladores de porcelana de suporte na borda ou planos e fixados com suportes de barramento.

Existem muitas maneiras diferentes de montar pneus. Cada um deles tem vantagens e desvantagens.

As condições de resfriamento são melhores para pneus com nervuras do que para pneus furados. No primeiro caso, o coeficiente de transferência de calor é 10-15% maior que no segundo, e isso é levado em consideração na determinação da carga de corrente permitida (PUE). Pneus voltados para seus vizinhos com sua lateral estreita (nervura) possuem maior estabilidade mecânica.

Para permitir que os pneus se movam ao longo de seu pequeno padrão quando a temperatura aumenta, o pneu é fixado firmemente no meio da seção e frouxamente na distância. Além disso, para comprimentos de barramento longos, os compensadores são instalados para acomodar a expansão de temperatura. Os dois barramentos são interconectados usando um feixe flexível de tiras finas de cobre ou alumínio. As extremidades das tiras de barramento não estão firmemente presas ao isolador de suporte, mas uma fixação deslizante através dos orifícios ovais longitudinais.

Para eliminar tensões de temperatura, os barramentos são, em alguns casos, conectados a dispositivos fixos (grampos) usando pacotes flexíveis que são construídos nas extremidades de barramentos rígidos.

Os maiores tamanhos de barramento de cobre e alumínio de tira única usados ​​são 120 × 10 mm.

Para cargas de alta corrente (para barramentos de cobre acima de 2650 A e para alumínio - 2070 A) são usados ​​barramentos multibanda - pacotes de duas ou menos frequentemente três bandas por fase; a distância normal entre as tiras na embalagem é considerada igual à espessura de uma tira (b).

A proximidade das tiras do mesmo pacote entre si causa uma distribuição desigual de corrente entre elas: uma grande carga cai nas tiras finais da embalagem e menos nas intermediárias. Por exemplo, em um pacote de três tiras, 40% cada flui nas tiras externas e apenas 20% da corrente total da fase no meio. Este fenômeno, que é análogo ao fenômeno de peeling em um único condutor, torna inviável o uso de mais de três barramentos CA.

Com correntes de operação superiores às permitidas para ônibus de duas faixas, o mais indicado é o uso de pneus com perfil (canais), que possibilitam melhor aproveitamento do material condutor e atingem alta resistência mecânica.

As instalações de energia atualmente usam um pacote de dois canais por fase, que se aproxima em forma e kp de um quadrado oco. O maior tamanho de canal com parede de 250 mm e espessura de 12,5 mm com dois canais no pacote permite a transmissão de uma corrente de 12.500 A para cobre e 10.800 A para alumínio.

Os pneus e todos os barramentos de um quadro fechado são pintados com tintas de esmalte em cores de identificação, permitindo que o pessoal de serviço reconheça facilmente as partes energizadas conectadas a certas fases e circuitos.

Além disso, a tinta protege os pneus da oxidação e melhora a transferência de calor da superfície. O aumento na corrente permitida da cor do barramento é de 15-17% para cobre e 25-28% para barramentos de alumínio.

As seguintes cores são usadas para barramentos com diferentes fases: corrente trifásica: fase A — amarela, fase B — verde, fase C — vermelha; barramentos zero: com neutro não aterrado — branco, com neutro aterrado, bem como fios de aterramento — preto; Corrente DC: trilho positivo é vermelho, trilho negativo é azul.

O barramento dos quadros abertos pode ser implementado com fios flexíveis ou borrachas rígidas. Nas tensões de 35, 110 kV e mais, para aumentar a tensão de corona e reduzir as perdas de corona, apenas fios redondos são usados.

Na maioria dos painéis abertos, o barramento é feito de condutores trançados de aço-alumínio com o mesmo design das linhas de energia.

Os condutores de barramento de cobre são usados ​​apenas nos casos em que o painel aberto está localizado próximo (cerca de 1,5 km) às margens de mares salgados ou fábricas de produtos químicos, cujos vapores ativos e arrastamento podem causar corrosão rápida dos condutores de alumínio. Em alguns casos, o painel aberto usa um barramento rígido feito de tubos de aço ou alumínio fixados em isoladores de suporte.

As seções transversais de pneus e outros condutores de corrente podem ser calculadas com base no valor das correntes operacionais e temperaturas permitidas com base em condições de aquecimento.

Quanto aos barramentos usados ​​em painéis, suas seções transversais são padronizadas e tabelas de cargas de corrente contínua permitidas foram elaboradas para eles. Portanto, na prática não há necessidade de calcular por fórmulas, mas basta fazer uma escolha de acordo com as tabelas.

Tabelas de cargas de corrente contínua permitidas em barramentos e condutores nus são calculadas e verificadas experimentalmente; ao compilá-los, foi assumida uma temperatura de aquecimento admissível de 70 ° C a uma temperatura ambiente de + 25 ° C.

Essas tabelas para seções transversais padrão de pneus e fios de materiais condutores básicos e certos perfis (retangular, tubular, canal, quadrado oco, etc.) são fornecidas em PUE e livros de referência.

Para barramentos retangulares, as cargas de corrente tabuladas são compiladas quando instaladas na borda; portanto, quando os pneus estiverem furados, as cargas devem ser reduzidas em 5% para pneus com banda de rodagem até 60mm e em 8% para pneus acima de 60mm. Nos casos em que a temperatura ambiente média difere do padrão (+ 25 ° C), as cargas admissíveis dos pneus obtidas nas tabelas devem ser recalculadas de acordo com a seguinte fórmula aproximada:

onde IN é a carga admissível retirada das tabelas.

A seção transversal dos fios deve ser verificada em relação à densidade de corrente econômica.

A seção transversal econômica de fios ou ônibus qEC é chamada de seção transversal onde o custo anual total, determinado pelos custos de capital e custos operacionais, acaba sendo o menor.

A seção transversal econômica de fios e barramentos é obtida dividindo a corrente de carga máxima no modo normal pela densidade de corrente elétrica:

A seção transversal resultante de acordo com a condição econômica é arredondada para o padrão mais próximo e verificada para a corrente de carga admissível de longo prazo. Deve-se notar que os barramentos RU para todas as tensões não são selecionados de acordo com a densidade de corrente econômica, porque o seções econômicas em altas correntes são iguais ou menores que as seções selecionadas para aquecimento.

Além disso, os pneus RU são verificados quanto à estabilidade térmica e eletrodinâmica em caso de curto-circuito e a 110 kV e acima, também para corona.

Assim, os fios de qualquer finalidade devem atender aos requisitos de aquecimento máximo permitido, levando em consideração não apenas os modos normal, mas também de emergência.

Se a seção transversal do condutor determinada por condições de carga econômica e contínua não for igual à seção transversal necessária para outras condições de emergência (estabilidade térmica e dinâmica durante o curto-circuito), então uma seção transversal maior deve ser considerada para atender a todos condições.

Deve-se notar também que, ao instalar pneus com grandes seções, é necessário garantir as menores perdas adicionais por efeito de superfície e efeito de proximidade e as melhores condições de resfriamento. Isso pode ser alcançado reduzindo o número de tiras na embalagem e seu correto arranjo espacial e mútuo, design racional da embalagem, uso de pneus de perfil - calha, oco, etc.

Ao usar pneus de aço, a determinação do valor de corrente permitido é realizada de maneira ligeiramente diferente.

Nos pneus de aço, devido ao efeito de superfície, há um deslocamento significativo da corrente para a superfície do condutor, a profundidade de penetração não excede 1,5-1,8 mm.

Estudos descobriram que a carga admissível de barramentos de aço CA depende praticamente do perímetro da seção transversal do barramento, não da área dessa seção transversal.

Com base nesses estudos, o seguinte método foi adotado para o cálculo de barramentos de aço AC:

1. Primeiro, determine a corrente de carga do barramento (para um barramento com um lado não excedendo 300-400 A) e encontre a densidade de corrente linear:

onde In — corrente de carga, A; p é o perímetro da seção transversal do pneu, mm.

A densidade de corrente linear depende da temperatura de superaquecimento admissível do barramento de aço acima da temperatura ambiente. Essa dependência é definida pela seguinte expressão:

Verificou-se que para juntas aparafusadas de pneus de aço, o valor de Θ não deve exceder 40 ° C, e para juntas soldadas pode ser aumentado para 55 ° C.

Se considerarmos a temperatura ambiente v0 - 35 °, a densidade de corrente linear para conexões aparafusadas será igual a

e para juntas soldadas

2. Com base nesses dados, determinamos o valor do perímetro necessário da seção transversal do pneu:

No perímetro dos pneus, com um conjunto de pneus, você pode escolher facilmente o tamanho necessário das tiras de aço padrão, observando a condição

onde h é a altura do pneu, mm; b — espessura do pneu, mm.

O cálculo do pneu de aço acima é para pneus de piso simples.

Para correntes de alta carga podem ser usados ​​feixes de vários trilhos de aço. Neste caso, o perímetro da seção transversal de uma tira do pneu incluído no pacote é selecionado nas seguintes condições:

• para ônibus de mão dupla

• para ônibus de três vias

Para simplificar os cálculos, você pode usar o diagrama da dependência do perímetro p da seção transversal do barramento na corrente de carga IN.