电气主接线及有关设备选择的探讨

崔鹏 沈振华

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

电气主接线是为了满足电力系统电能传输运行而设计的，其实用于高压电气设备前相互传输电能而建立的电路，其涉及的电气设备包括母线、变压器和断路器等设备，这些设备的连接决定着供电情况，对供电的经济、灵活以及可靠等具有决定作用。为了确保火车电力系统能够安全稳定运行，需要确保其电气主接线和相应的设备选择符合电力供应要求，满足火车用电要求。

1 电气主接线及其设备选择原则

1.1 接线选择原则

电器主接线选择依据以下原则：①可靠性原则，在进行断路器检修时，不可对系统供电造成影响，在对母线故障进行检修时需要缩减停运时间及回路。②灵活性原则，主接线操作要保证灵活，满足电路运行调度需求。③扩容性原则，为了适应负荷突增，需要保证连路具有备用容量，以保证供电可靠和有效，防止出现故障检修停运的现象[1]。④负荷与出线回路相匹配，负荷不同电气主接线形式也不同，例如一级和二级负荷所需电源为2个，以保证故障时能够有备用电源保持供电，三级负荷所需电源为1个。

1.2 设备选择原则

电气设备的选择原则包括以下几点：①设备选择需要考虑安装条件、使用条件、室内外设备类型、款式、值班需求、载流导体额定电压情况等等因素；②电气设备选择要考虑其与载流导体是否会出现短路问题，需要计算电动大小与发热温度，确保其不会由于短路问题而出现损坏现象[2]。③电气设备载流导体选择需要安装环境进行检测，温度、高度、湿度等因素都会影响电气设备的使用。

2 电气主接线方式的选择

2.1 双母线单分段和双分段方式

双母线接线设备进出回路次数较多，需要在母线上加装断路器，确保电路能够安全、可靠的运行，这就是双母线单分段和双分段两种接线形式。双母线分段接线形式不仅能够使电力系统可靠性与安全性得以提升，同时能够防止母线出现断电故障，有效控制断电影响范围[3]。

2.2 单母线分段和双母线方式

单母线分段接线形式是在单母线上加装断路器，这种接线形式可以减少设备使用量，同时也能够节约成本。但是，若是母线上的断路器出现故障，就会导致电源线路受影响，影响整个线路供电。同时，在维修母线及其隔离开关时，必须要断电才能够实现，而一旦母线断电，则其中的电气设备也就无法正常运行。

双母线接线形式在维修时扔能够保持运行，其是利用断电器将两条母线连接起来，电力设备则是由隔离开关和断路器经由母线实现连接的，各种方式相较于单母线而言更加安全、可靠，对维修工作也更加灵活，一旦母线出现问题，可以利用断路器和隔离开关将无故障的设备转换到备用母线上运行，避免影响设备的运行。在对母线进行维修的时候，只需要将故障母线断电即可，无需切断整个电路，两条母线上的设备能够灵活切换、调度。

2.3 桥形和角形接线形式

桥形接线形式主要应用在电源和电线回路少的装置中，尤其是小容量的变电站中。而角形接线形式一般用于而回输电线和变压器进线电站中，若是有三回出现和二回进线现象则使用五角接线形式，根据具体的进出线数量组合选择相应的角形接线形式。

3 电气设备的选择

3.1 接地设备

接地系统中的电气设备选择是十分重要的，对于接地母线、设备保护壳以及支撑架等接地设备要做好规划设计，防止接地设备出现漏电问题，进而导致触电事故。接地系统分为垂直和水平两种接地地级，大部分接地系统都是水平接地地级构成形式，其在于电气设备中的金属制品连接时必须要加装保护套，防止接地设备出现漏电现象。

3.2 照明设备

照明设备的设计与建设需要考虑能源资源的节约问题，照明工具必须要保证高效节能。对于火车照明设备而言，其不仅要考虑照明、能源节约等，同时还需要考虑自动控制与用电量等问题，合理控制照明设备，对照明开关也科学设置，不同用途的照明系统要注意电量分配、开关时间、自动控制等问题。

3.3 变压器和断路器设备

对于变压器而言，若是无运输要求，则可以选择三相变压器。主变电源等级超过500kv时，要按照运输、制造以及可靠性等要求，在比较过技术经济后，再确定选择三相变压器还是选择单相变压器。变压器的容量选择是由系统调度需求、发电厂使用情况而决定的。

对于断路器而言，高压交流断路器分为真空、SF6两种短路去。高压断路器的选择是依据电源寿命、设备寿命、贿赂特性、重击穿概率等特征决定的。同时，选择的断路器额定关合电流要高于应用部位的短路预期电路最大值，这样才能够保证断路器不会受到影响，进而正常运行。

3.4 母线材质

母线的材质分为软母线以及硬母线两种。软母线的材质一般为铝制材料，但是，在持续工作时，若是电流较大，母线位置处于狭窄场所或是易腐蚀的场所，母线材质一般会选择铜材。母线的导体截面形状是依据正常工作状态时的电流而选择的，其面积是依据经济电流密度来选择的，而为了保证其运行的稳定性，需要对母线进行热稳定检测，这超过110Kvc的母线实行电源电压检测。

4 结语

综上所述，电气主接线的选择需要考虑多种因素，根据实际情况来选择电气主接线形式，但要保证接线灵活稳定、安全可靠。本文针对电气主接线的双母线单分段和双分段方式、单母线分段和双母线方式、桥形和角形接线这几种接线形式进行了阐述，根据火车实际情况选择相应的接线形式。此外，本文就接地设备、照明设备、变压器和断路器设备、母线材质、电动机设备等设备作出了分析，最终得到，对于电气设备的选择，根据火车情况来选择合适的设备，同时对其参数作出相应的设置，确保电气设备能够安全稳定的运行。