В области электротехники , изолированные фазы шина (ИПБ) , также известная как фаза-изолированные шины (ПИБ) в некоторых странах, является методом строительства для цепей , несущих очень большие токов, как правило , между генератором и его повышающим трансформатором в паровая или большая гидроэлектростанция .
Каждый фазный ток проходит 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 равный величине фазного тока, может протекать через корпус в направлении, противоположном фазному току. Магнитное поле производится этим током почти точно компенсирует магнитное поле , создаваемое фазного тока, так что почти нет внешнего магнитного поля , создаваемого. Это также ограничивает силу, возникающую между проводниками во время короткого замыкания . Внешние кожухи проводов остаются под низким потенциалом по отношению к земле и обычно соединены с землей.
Благодаря размещению проводов в отдельных корпусах достигается высокая степень защиты от двухфазных и трехфазных замыканий. Вместо этого почти любое короткое замыкание будет однофазным замыканием на землю, которое не вызывает большого тока замыкания. Проводники между генератором и первым автоматическим выключателем еще более важны для защиты от двух- и трехфазных КЗ, потому что нет выключателя, который мог бы остановить ток короткого замыкания от генератора. В то время как большинство современных автоматических выключателей прерывают ток короткого замыкания менее чем за 50 мс, для прерывания тока короткого замыкания от генератора потребуется несколько секунд, потому что ток возбуждения в роторе требует этого времени для разряда. Следовательно, последствия двух- или трехфазного короткого замыкания между генератором и первым выключателем намного более серьезны и часто приводят к серьезным повреждениям шин и близлежащего оборудования.
Шина с изолированной фазой изготавливается с номиналами от 3000 до 45000 ампер и рассчитана на напряжения от 5000 до примерно 35000 вольт. При более высоких номинальных токах сухой воздух пропускается через кожухи и внутри трубчатых проводников для принудительного воздушного охлаждения проводников. Охлаждающий воздух рециркулирует через теплообменник. Некоторые элементы распределительного устройства, такие как автоматические выключатели и разъединители, выполнены в корпусах, совместимых с шиной изолированной фазы. Такие аксессуары, как измерительные трансформаторы, разрядники для защиты от перенапряжений и конденсаторы, также изготавливаются в совместимых корпусах. Из-за стоимости конструкции и потерь энергии шина с изолированной фазой обычно используется короткими сегментами; большая подземная электростанция может иметь шину изолированной фазы длиной до 250 метров или около того для подключения генераторов к трансформаторам в пещере.
Принудительное воздушное охлаждение может примерно вдвое превышать номинальные характеристики проводников того же диаметра, используемых в самоохлаждаемых системах. Дополнительные затраты, связанные с потерями и потребляемой мощностью охлаждающего вентилятора, должны быть уравновешены более низкими капитальными затратами на автобус. [2]
С шиной с изолированной фазой используются различные формы гибких выводов, компенсаторов, а также всепогодных или огнестойких вводов и выводов. Некоторые типы устройств, такие как разъединители, автоматические выключатели и измерительные трансформаторы, изготавливаются в корпусах, которые можно сваривать, чтобы они стали неотъемлемой частью системы шин с изолированной фазой. Шина с изолированной фазой обычно изготавливается по индивидуальному заказу для конкретного проекта, и для ее изготовления требуются точные размеры подключенного оборудования.
Для цепей постоянного тока изготавливается меньший тип изолированно-фазной шины; это может быть использовано в цепи возбуждения генератора.
В настоящее время мировой рекордный ток шины с изолированной фазой составляет 52000 А для автобусов, произведенных Alstom Power (с 2015 года General Electric Power) и установленных на АЭС Сиво в 1997 году.
Другие типы автобусов:
- Изолированная фазовая шина в металлическом корпусе
- Шинопровод с низким и высоким сопротивлением
- Голые плоские или трубчатые шины
- Несегрегированная фазовая шина (NSPB)
Они используются при более низких номиналах или там, где возможна адекватная защита цепи устройствами максимального тока.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартное руководство для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X, страницы с 10-87 по 10-89
- ^ http://www.specfabipb.com/ps-isolated-phase-bus.php [ постоянная мертвая ссылка ]