Изолированная фазовая шина
В электротехнике шина с изолированной фазой (IPB) , также известная в некоторых странах как шина с изолированной фазой (PIB) , представляет собой метод построения цепей, передающих очень большие токи, как правило, между генератором и его повышающим трансформатором на паровой или большой гидроэлектростанции .
Каждый фазный ток передается по отдельному проводнику, заключенному в отдельный заземленный металлический корпус. [1] Проводники обычно представляют собой полые алюминиевые трубки или алюминиевые стержни, поддерживаемые внутри корпуса на фарфоровых или полимерных изоляторах. Металлические корпуса электрически соединены так, что индуцированный ток, почти такой же величины, как фазный ток, может протекать через корпус в противоположном направлении от фазного тока. Магнитное поле , создаваемое этим током, почти точно нейтрализует магнитное поле, создаваемое фазным током, поэтому внешнее магнитное поле почти не создается. Это также ограничивает величину силы, создаваемой между проводниками во время короткого замыкания . Внешние корпуса проводников остаются под низким потенциалом по отношению к заземлению и обычно соединены с землей.
Заключая проводники в отдельные корпуса, достигается высокая степень защиты от двухфазных и трехфазных замыканий. Почти любое замыкание вместо этого будет однофазным замыканием на землю, которое не создает большого тока замыкания. Проводники между генератором и первым выключателем еще более важны для защиты от двух- и трехфазных замыканий, поскольку нет выключателя, который мог бы остановить ток замыкания от генератора. В то время как большинство современных выключателей прерывают ток замыкания менее чем за 50 мс, току замыкания от генератора потребуется несколько секунд, чтобы прерваться, поскольку ток возбуждения в роторе требует именно это время для разрядки. Последствия двух- или трехфазного замыкания между генератором и первым выключателем, таким образом, гораздо более серьезны и часто приводят к серьезным повреждениям шин и близлежащего оборудования.
Изолированная фазовая шина изготавливается в номиналах от 3000 ампер до 45 000 ампер и рассчитана на напряжение от 5000 вольт до примерно 35 000 вольт. При больших номиналах тока сухой воздух прокачивается через корпуса и внутри трубчатых проводников для принудительного воздушного охлаждения проводников. Охлаждающий воздух рециркулируется через теплообменник. Некоторые элементы распределительного устройства, такие как автоматические выключатели и изолирующие переключатели, изготавливаются в корпусах, совместимых с изолированной фазовой шиной. Аксессуары, такие как измерительные трансформаторы, разрядники для защиты от перенапряжения и конденсаторы, также изготавливаются в совместимых корпусах. Из-за стоимости конструкции и потерь энергии изолированная фазовая шина обычно используется на коротких участках; большая подземная электростанция может иметь изолированную фазовую шину длиной до примерно 250 метров или около того для подключения генераторов к трансформаторам в пещере.
Принудительное воздушное охлаждение может примерно удвоить номинал по сравнению с проводниками того же размера, используемыми в самоохлаждающейся системе. Дополнительные расходы на потери и энергопотребление вентилятора охлаждения должны быть сбалансированы с более низкими капитальными затратами на шину. [2]
Различные формы гибких клемм, компенсаторов, а также погодоустойчивых или огнестойких втулок и клемм используются с шиной с изолированной фазой. Некоторые типы приборов, такие как разъединители, автоматические выключатели и измерительные трансформаторы, изготавливаются в корпусах, которые могут быть сварены, чтобы стать неотъемлемой частью системы шины с изолированной фазой. Шина с изолированной фазой обычно изготавливается на заказ для конкретного проекта и требует точных размеров подключенного оборудования для производства.
Для цепей постоянного тока изготавливается меньший тип изолированной фазной шины; ее можно использовать в цепи возбуждения генератора.
В настоящее время мировой рекорд тока изолированной фазы шины составляет 52 000 А, он был установлен на АЭС Сиво в 1997 году для шины, произведенной компанией Alstom Power (с 2015 года General Electric Power).
Другие типы автобусов:
- Раздельная фазовая шина в металлическом корпусе
- Шинопровод с низким и высоким сопротивлением
- Неизолированные плоские или трубчатые шины
- Неразделенная фазовая шина (NSPB)
Они используются при более низких номинальных значениях или там, где возможна адекватная защита цепи с помощью устройств максимального тока.
Смотрите также
Ссылки
- ^ Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X страницы 10-87 — 10-89
- ^ "SpecFab IPB | Products & Services". www.specfabipb.com . Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 г. Получено 6 июня 2022 г.
