沈振華 崔鵬

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東青島 266000

電力系統(tǒng)的運(yùn)行直接關(guān)系著各行各業(yè)的發(fā)展，為了保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好電氣主接線工作。對(duì)于火車而言，電氣主接線是十分重要的，火車電氣系統(tǒng)包括電源、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、安全氣囊等多個(gè)裝置，其主要靠蓄電池和火車電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電，各個(gè)設(shè)備之間采用并聯(lián)方式進(jìn)行連接，確保火車的電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，減少運(yùn)行損失。

1 電氣主接線概述

電氣主接線需要滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及擴(kuò)展性等要求，其在建設(shè)時(shí)需要遵循以上連接原則。電氣主接線運(yùn)行可靠是電力生產(chǎn)分配的基本原則，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮母線、互感器等一次設(shè)備和繼電保護(hù)等二次設(shè)備故障情況對(duì)電力系統(tǒng)的影響。同時(shí)，為了滿足供電分配要求，主接線需要靈活運(yùn)行，完善事故運(yùn)行、檢修和特殊等運(yùn)行調(diào)度，為保證安全檢修，需要安裝繼電保護(hù)裝置保證主接線的運(yùn)行[1]。

2 電氣主接線基本形式

2.1 單母線連接

單母線接線操作簡(jiǎn)單、線路清晰、需要設(shè)備少，便于后續(xù)擴(kuò)建，投入資源相對(duì)較少。但是可靠度不高，需要隔離開(kāi)關(guān)斷電才能夠進(jìn)行檢修，適合在發(fā)電廠和變電站等地方應(yīng)用，如圖1所示。

（1）普通母線連接。每條線路都需要配置隔離開(kāi)關(guān)、斷路器。基本支路中包括引出線與電源兩部分，其中引出線的電能使由母線提供的，而電源則為母線提供電能，母線實(shí)現(xiàn)了電能的匯集與分配，因此，母線也被稱為匯流排。斷路器則是一種滅弧裝置，其在正常運(yùn)行時(shí)能夠起到斷開(kāi)或是連接電路的作用，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置就可以對(duì)故障部位實(shí)行自動(dòng)切除，其他無(wú)故障部位則可以正常運(yùn)行[2]。

（2）分段接線。如圖2所示，母線可以根據(jù)電源功率及其數(shù)目分為2-3段，以保證供電系統(tǒng)的靈活和可靠。單母線分段接線確保了供電的可靠，但是一旦母線分段部位發(fā)生故障，無(wú)線就會(huì)停止運(yùn)行，只有排除故障才能夠繼續(xù)運(yùn)行，航母現(xiàn)在檢修時(shí)需要隔離開(kāi)關(guān)，在該故障段上斷開(kāi)電源連接，引出線上使用斷路器斷開(kāi)電能，停止回路工作。單母線分段接線所需要的電源容量和出現(xiàn)數(shù)目都比較大，特別是供電用戶多的線路上，對(duì)于火車而言，供電線路比較分散，可以采用單母線分段接線的方式降低供電損失率。

圖1 單母線連接形式

圖2 單母線分段接線形式

2.2 雙母線鏈接

（1）普通雙母線接線。如圖3所示，這種接線形式具備兩組母線，兩組母線分別與斷路器和隔離開(kāi)關(guān)連接，每一出線、電源都需要與斷路器、隔離開(kāi)關(guān)連接，任何一種母線，都可以用工作或是備用，母線之間的連接是由聯(lián)絡(luò)斷路器實(shí)現(xiàn)的，這種連線方式。具有較高的靈活性和可靠性。、

在對(duì)母線進(jìn)行檢修時(shí)，啟用備用母線保證供電，但是需要對(duì)備用母線進(jìn)行檢查，確保其完好且能夠使用后才可以啟用備。對(duì)此，需要將母線兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)連接，如果備有母線出現(xiàn)故障，繼電器會(huì)立即對(duì)其進(jìn)行分閘，若母線連接完好，則不會(huì)出現(xiàn)分閘。之后退出繼電保護(hù)裝置，連接好備母線隔離開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)工作目前的隔離開(kāi)關(guān)，在兩種線電壓相同的情況下，隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)電弧現(xiàn)象，最后，將母線隔離開(kāi)關(guān)以及斷路器斷開(kāi)，所有回路轉(zhuǎn)移到備用線上，這時(shí)可以檢修工作路線。而在檢修母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，需要將其所屬線路斷開(kāi)，回路則由另一條路線接收，之后將母線兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)與斷路器斷開(kāi)，即可進(jìn)行檢修。

對(duì)于故障母線而言，各電源回路斷路器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)分閘，各出線回路會(huì)斷開(kāi)，接通備用母線的隔離開(kāi)關(guān)，連接斷路器，迅速將回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，保證供電的穩(wěn)定。

（2）帶旁路雙母線連接形式。雙母線連接形式中，為了防止誤操作隔離開(kāi)關(guān)現(xiàn)象的發(fā)生，可以在隔離開(kāi)關(guān)與斷路器間加裝電器閉鎖等裝置，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)不停電檢修，可以加裝裝旁路母線。

2.3 角線連接

當(dāng)母線呈現(xiàn)閉合成環(huán)狀時(shí)，進(jìn)行斷路器分段工作，也就是形成角形連接形式，在這種連接形式中，斷路器數(shù)量就是回路數(shù)量，每條回路連接兩臺(tái)斷路器，任何一臺(tái)斷路器的檢修都不會(huì)導(dǎo)致供電中斷現(xiàn)象出現(xiàn)，隔離開(kāi)關(guān)在檢修設(shè)備中起到電源隔離的作用，這種接線形式具有較高的靈活性以及可靠性。其分別為三角形、四角形以及五角形接線形式。角形接線形式能夠防止斷路器檢修時(shí)出現(xiàn)的開(kāi)環(huán)運(yùn)行和斷路器故障的綜合現(xiàn)象，進(jìn)而防止出現(xiàn)系統(tǒng)解列現(xiàn)象，出現(xiàn)停電事故。

2.4 單元接線

單元接線形式是由發(fā)電機(jī)和變壓器連接構(gòu)成的，形成發(fā)電機(jī)變壓器組。這種接線形式操作簡(jiǎn)單、需要的開(kāi)關(guān)設(shè)備比較少，且無(wú)需設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線。但是，一旦主變壓器出現(xiàn)故障，斷路器切除時(shí)必須用關(guān)閉發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)，操作比較麻煩，且這故障切除所需時(shí)間長(zhǎng)，容易損壞設(shè)備。單元接線形式在系統(tǒng)允許下，能夠連接兩臺(tái)發(fā)電機(jī)及一臺(tái)變壓器，擴(kuò)大接線網(wǎng)絡(luò)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣主接線的構(gòu)成部分，包括電氣元件及其連接電路所組成，用于電能的輸送和分配，在選擇接線形式時(shí)，需要根據(jù)不同要求來(lái)選擇電器主接線形式，選擇的接線形式需要便于安裝、檢修以及運(yùn)行等要求，確保電能的供應(yīng)是順利的，滿足用戶的電力需求。對(duì)于火車發(fā)電而言，采用高可靠性和靈活性的接線形式是其首選。