Para alimentadores de moderada classificações de, digamos até 600/800A, cabos são os preferidos, enquanto que para classificações mais elevadas (acima de 1000A) a preferência é optar por condutores sólidos (LT sistemas de ônibus) por motivos de segurança, confiabilidade, manutenção, custo, aparência e facilidade de manuseio. Para classificações maiores, mais cabos podem se tornar pesados e difíceis de manter e podem apresentar problemas na localização de falhas. As conexões contínuas estendidas do lado da fonte à extremidade de recepção através das barras de ônibus são chamadas ônibus-condutas. Essas barras de ônibus estão alojadas em um gabinete de chapa metálica.
a maior preocupação será lidar com grandes correntes em vez de tensões. Grandes correntes são mais difíceis de manusear do que tensões devido à indução mútua entre os condutores e também entre o condutor e o gabinete. Este artigo elabora sobre os tipos de sistemas de barramento fechados de metal e seus parâmetros de projeto para selecionar o tamanho correto das seções do condutor e dos gabinetes do barramento para uma classificação de corrente necessária e tensão do sistema.
tipos de Sistemas de barramento fechados em Metal
um sistema de barramento pode ser um dos seguintes tipos, dependendo de sua aplicação:
-Não segregada
Segregados
-Isolado fase
-Aumento da rede eléctrica (vertical sistemas de barramento)
-Sobrecarga do barramento (barramento horizontal do sistema)
Não-fases segregadas sistema
Em construção, todos os ônibus fases estão alojados em um gabinete metálico com adequado espaçamento entre eles e também com o gabinete, mas sem quaisquer barreiras entre as fases, como mostrado na figura-1. Sendo vívido, é a metodologia a mais amplamente utilizada para todos os tipos de sistemas do LT.
sistema de barramento de fase segregado
nesta construção, todas as fases são alojadas em um invólucro metálico como anteriormente, mas com uma barreira metálica entre cada fase, conforme mostrado na Figura-2. As barreiras metálicas fornecem a blindagem magnética necessária e isolam os barramentos magneticamente uns dos outros.
o cerco pode ser do MS ou da liga de alumínio e as barreiras escolhidas podem ser do mesmo metal que o cerco. O objetivo de fornecer uma barreira metálica não é apenas encobrir as fases contra curtos-circuitos, mas também reduzir o efeito da proximidade de uma fase na outra, prendendo o campo elétrico produzido pelos condutores de transporte de corrente dentro da própria barreira. Ele agora opera como um gabinete com um arranjo de intercalação equilibrando os campos produzidos pelos condutores em uma extensão substancial e permitindo apenas um campo moderado no espaço.
estes são usados geralmente para umas avaliações mais altas 3000A e acima em todos os sistemas da tensão. Estes, ao contrário do primeiro, são preferidos em um sistema HT.
sistema de barramento de fase isolado (IPB)
usado para classificações muito grandes de 10.000 a e acima. Nesta construção, os condutores de cada fase são alojados em um invólucro metálico não magnético separado para isolá-los completamente uns dos outros com as seguintes vantagens.
-elimina falhas de fase a fase.
-minimiza os efeitos de proximidade entre os principais condutores de transporte de corrente das fases adjacentes a quase zero devido à blindagem magnética.
-o sistema de barramento é fácil de manusear, flexionar e instalar.
rede elétrica ascendente (sistema de barramento Vertical)
usada na formação vertical para fornecer pisos individuais de um edifício alto. Sobe do fundo do edifício e vai para o último andar. Para reduzir o custo, as classificações podem estar em ordem decrescente A cada três ou quatro andares, pois após cada andar a carga desse piso será reduzida.
barramento suspenso (sistema de barramento horizontal)
ao contrário de um riser alto, agora o sistema de barramento suspenso funciona horizontalmente, abaixo do teto em uma altura apropriada, para distribuir energia para pontos de carga leves e pequenos. Em um sistema de barramento aéreo, a energia pode ser aproveitada de qualquer número de pontos para fornecer os pontos de carga logo abaixo dele através de uma caixa de plug-in análoga à usada em uma rede crescente.
Parâmetros de Projeto e Condições de Serviço para um Metal Entre o Sistema de Ônibus
Um sistema de ônibus seriam atribuídas as seguintes classificações
-tensão Nominal
-freqüência Nominal
-nível de isolamento Nominal
-frequência de Alimentação tensão de suportar
-tensão de Impulso suportar
-Contínuo classificação máxima
-Classificados curto período de tempo corrente nominal
Classificação momentânea valor de pico da corrente de fuga
-Duração da falha
Curto-circuito efeitos
O propósito é determinar o tamanho mínimo de corrente de condutores de transporte e decidir sobre a montagem arranjo.
Um curto-circuito, resulta em uma corrente excessiva devido à baixa impedância do circuito defeituoso entre a fonte de alimentação e falha. Essa corrente excessiva resulta em calor excessivo nos condutores Portadores de corrente, o que gera efeitos eletromagnéticos e forças eletro-dinâmicas de atração e repulsão entre os condutores e sua estrutura de montagem. Essas forças são distribuídas uniformemente ao longo do comprimento dos condutores.
O efeito de um curto-circuito, doravante, requer que estes dois fatores (efeitos térmicos e eletro-dinâmico de forças) para ser considerados ao projetar o tamanho dos condutores de transporte da corrente e a sua estrutura de montagem, que inclui suportes mecânicos, tipo de isoladores e tipo de hardware, além longitudinal distância entre os suportes e as diferenças entre a fase para fase de condutores.
efeitos térmicos
com dispositivos de interrupção normais, a corrente de falha dura até 1 seg. Este tempo é muito curto para permitir a dissipação de calor do condutor através de radiação ou convecção. O calor total gerado em uma falha será dissipado pelo próprio condutor. O tamanho do condutor, portanto, deve ser tal que seu aumento de temperatura durante uma falha mantenha sua temperatura final abaixo do nível em que o metal do condutor começará a amolecer. O alumínio, o metal o mais amplamente utilizado para cabos de alimentação, linhas aéreas da transmissão e de distribuição ou o conjunto do switchgear do LT e do GH e aplicações do canal de ônibus, começa a amaciar em uma temperatura de ao redor 180-200 deg. C.
por via de regra, em uma falha, um aumento de temperatura seguro de 100 graus.C acima da temperatura final permitida de 85 graus.C ou 90 graus.C do condutor durante o serviço normal, ou seja, até 185 graus.C-190 deg.C durante a condição de falha é considerado seguro e tomado como base para determinar o tamanho do condutor.
a parte soldada tal como nas junções flexíveis, deve igualmente ser segura até Esta temperatura e não deve ser usada para esta finalidade onde a solda de bronze é preferida.
Para determinar o tamanho mínimo do condutor para um nível necessário Isc a conta para os efeitos térmicos sozinho a seguinte fórmula é utilizada para determinar o tamanho mínimo do condutor para qualquer nível de falha.
onde
qt = aumento de temperatura de 0C
Isc = simétrico da corrente de falta em Um
A = área da seção transversal do condutor (mm2)
a20= coeficiente de temperatura da resistência às 20 0C
0.00403 para Alumínio puro
0.00363 para ligas de Alumínio
0.00393 para cobre puro
q = temperatura de operação do condutor em que a falha ocorre no 0C
K = 1.166 para o Alumínio e 0,52 para o cobre
t = duração da falha (em segundos)
Exemplo-1: Para determinar o tamanho mínimo do condutor para um nível de falha de 50kA por um segundo para um condutor de alumínio, assumindo que o aumento de temperatura seja de 100 graus.C e a temperatura inicial do condutor no instante da falha 85 deg.C, a seção transversal do condutor seria
100 = (1.166/100) * (50000/A) 2. (1+0.00403*85) *1
Através da resolução de Um = 625.6 mm2 de Alumínio puro
= 617.6 mm2 para as ligas de Alumínio
= 416 mm2 de cobre puro
Electro-efeitos dinâmicos:
A corrente de curto circuito é geralmente assimétrico e contém um componente CC. O componente DC, embora dure apenas três ou quatro ciclos, cria uma condição sub transiente e causa forças eletrodinâmicas excessivas entre os condutores de transporte de corrente. A estrutura de montagem, os suportes da barra e os fixadores são submetidos a essas forças eletrodinâmicas. Embora essa força seja apenas momentânea, pode causar danos permanentes aos componentes e deve ser considerada ao projetar o sistema de transporte atual e sua estrutura de montagem. A força máxima na televisão barramentos pode ser expressa por
Fm = máximo Estimado de força dinâmica que pode se desenvolver em uma única ou sistema trifásico em uma falha
ISC = valor rms da simétricos da corrente de falta, em ampères,
k = fator de espaço, que é de 1 para circular condutores.
Para condutores retangulares, pode ser encontrada a partir do fator de espaço gráfico (figura-3) correspondente (S-a)/(a+b)
onde
S = centro de espaçamento entre duas fases em mm
a = espaço ocupado pelos condutores de uma fase em mm
b = largura dos condutores em mm
Veja exemplo-6
Considerações de Design
-temperatura Ambiente
Tamanho do gabinete
-queda de Tensão
-a Pele e o efeito de proximidade
temperatura Ambiente
Para alta temperatura ambiente, capacidade de corrente deve ser suficientemente reduzida para manter o mesma temperatura final durante a operação contínua (derating). A temperatura final para o alumínio é considerada segura a 85-90 graus.C, em que o metal não se deteriora ou altera sua resistência mecânica durante um longo período de operação. A tabela – 1 lista as temperaturas operacionais permitidas das várias partes de um sistema de barramento. A tabela 2 lista os fatores de desclassificação para uma temperatura ambiente mais alta ou um aumento de temperatura mais baixo para a mesma temperatura final de 850C ou 900C, respectivamente.
Tamanho do gabinete
O gabinete de sistema de ônibus fornece o resfriamento de superfície para a dissipação de calor. Seu tamanho tem uma influência importante no aumento da temperatura dos condutores e, portanto, para afetar sua capacidade de carga atual. O efeito do gabinete e as condições de ventilação do ambiente em que o gabinete está instalado devem ser considerados ao projetar um sistema de barramento. A proporção da área dos condutores de transporte de corrente para a área da seção transversal do gabinete fornecerá a base para determinar o efeito de dissipação de calor. A tabela 3 sugere o cenário dos fatores de dissipação aproximados que podem ser considerados como prováveis desclassificações para um sistema de barramento em diferentes condições. (A ser continuado)…
