電氣主接線及有關設備選擇的探討

崔鵬 沈振華

中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東青島 266000

電氣主接線是為了滿足電力系統電能傳輸運行而設計的，其實用于高壓電氣設備前相互傳輸電能而建立的電路，其涉及的電氣設備包括母線、變壓器和斷路器等設備，這些設備的連接決定著供電情況，對供電的經濟、靈活以及可靠等具有決定作用。為了確保火車電力系統能夠安全穩定運行，需要確保其電氣主接線和相應的設備選擇符合電力供應要求，滿足火車用電要求。

1 電氣主接線及其設備選擇原則

1.1 接線選擇原則

電器主接線選擇依據以下原則：①可靠性原則，在進行斷路器檢修時，不可對系統供電造成影響，在對母線故障進行檢修時需要縮減停運時間及回路。②靈活性原則，主接線操作要保證靈活，滿足電路運行調度需求。③擴容性原則，為了適應負荷突增，需要保證連路具有備用容量，以保證供電可靠和有效，防止出現故障檢修停運的現象[1]。④負荷與出線回路相匹配，負荷不同電氣主接線形式也不同，例如一級和二級負荷所需電源為2個，以保證故障時能夠有備用電源保持供電，三級負荷所需電源為1個。

1.2 設備選擇原則

電氣設備的選擇原則包括以下幾點：①設備選擇需要考慮安裝條件、使用條件、室內外設備類型、款式、值班需求、載流導體額定電壓情況等等因素；②電氣設備選擇要考慮其與載流導體是否會出現短路問題，需要計算電動大小與發熱溫度，確保其不會由于短路問題而出現損壞現象[2]。③電氣設備載流導體選擇需要安裝環境進行檢測，溫度、高度、濕度等因素都會影響電氣設備的使用。

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

雙母線接線設備進出回路次數較多，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可靠性與安全性得以提升，同時能夠防止母線出現斷電故障，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備使用量，同時也能夠節約成本。但是，若是母線上的斷路器出現故障，就會導致電源線路受影響，影響整個線路供電。同時，在維修母線及其隔離開關時，必須要斷電才能夠實現，而一旦母線斷電，則其中的電氣設備也就無法正常運行。

雙母線接線形式在維修時扔能夠保持運行，其是利用斷電器將兩條母線連接起來，電力設備則是由隔離開關和斷路器經由母線實現連接的，各種方式相較于單母線而言更加安全、可靠，對維修工作也更加靈活，一旦母線出現問題，可以利用斷路器和隔離開關將無故障的設備轉換到備用母線上運行，避免影響設備的運行。在對母線進行維修的時候，只需要將故障母線斷電即可，無需切斷整個電路，兩條母線上的設備能夠靈活切換、調度。

2.3 橋形和角形接線形式

橋形接線形式主要應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線電站中，若是有三回出現和二回進線現象則使用五角接線形式，根據具體的進出線數量組合選擇相應的角形接線形式。

3 電氣設備的選擇

3.1 接地設備

接地系統中的電氣設備選擇是十分重要的，對于接地母線、設備保護殼以及支撐架等接地設備要做好規劃設計，防止接地設備出現漏電問題，進而導致觸電事故。接地系統分為垂直和水平兩種接地地級，大部分接地系統都是水平接地地級構成形式，其在于電氣設備中的金屬制品連接時必須要加裝保護套，防止接地設備出現漏電現象。

3.2 照明設備

照明設備的設計與建設需要考慮能源資源的節約問題，照明工具必須要保證高效節能。對于火車照明設備而言，其不僅要考慮照明、能源節約等，同時還需要考慮自動控制與用電量等問題，合理控制照明設備，對照明開關也科學設置，不同用途的照明系統要注意電量分配、開關時間、自動控制等問題。

3.3 變壓器和斷路器設備

對于變壓器而言，若是無運輸要求，則可以選擇三相變壓器。主變電源等級超過500kv時，要按照運輸、制造以及可靠性等要求，在比較過技術經濟后，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調度需求、發電廠使用情況而決定的。

對于斷路器而言，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電源壽命、設備壽命、賄賂特性、重擊穿概率等特征決定的。同時，選擇的斷路器額定關合電流要高于應用部位的短路預期電路最大值，這樣才能夠保證斷路器不會受到影響，進而正常運行。

3.4 母線材質

母線的材質分為軟母線以及硬母線兩種。軟母線的材質一般為鋁制材料，但是，在持續工作時，若是電流較大，母線位置處于狹窄場所或是易腐蝕的場所，母線材質一般會選擇銅材。母線的導體截面形狀是依據正常工作狀態時的電流而選擇的，其面積是依據經濟電流密度來選擇的，而為了保證其運行的穩定性，需要對母線進行熱穩定檢測，這超過110Kvc的母線實行電源電壓檢測。

4 結語

綜上所述，電氣主接線的選擇需要考慮多種因素，根據實際情況來選擇電氣主接線形式，但要保證接線靈活穩定、安全可靠。本文針對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行了闡述，根據火車實際情況選擇相應的接線形式。此外，本文就接地設備、照明設備、變壓器和斷路器設備、母線材質、電動機設備等設備作出了分析，最終得到，對于電氣設備的選擇，根據火車情況來選擇合適的設備，同時對其參數作出相應的設置，確保電氣設備能夠安全穩定的運行。