1 概 況

在一個(gè)鋁電解系列的兩幢并列廠房間，由電解槽容量及其數(shù)量確定設(shè)三個(gè)或五個(gè)中間通道。按電源深入負(fù)荷中心的原則，10／0．4kV 變、配電所多設(shè)在中間的一個(gè)通道旁，以便向兩幢鋁電解廠房和煙氣凈化中的高、低壓負(fù)荷供電。

鋁電解多功能天車屬**負(fù)荷，所以對多功能天車滑觸線采用末級切換的雙電源供電方式，如圖1。

根據(jù)設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一臺多功能天車約分擔(dān)30臺鋁電解槽的加工操作，或者說一個(gè)采用160kA 預(yù)焙電解槽，產(chǎn)能約為25kt／a 的鋁電解廠房需配2臺多功能天車，相關(guān)滑觸線長度約300m；每臺多功能天車的電動(dòng)機(jī)安裝容量約182kW，*大運(yùn)行容量約 120kW，其中*大電機(jī)容量約45kW。

2 滑觸線的選擇

根據(jù)概況所述條件，我們以一個(gè)年產(chǎn)100kt 的電解鋁廠為例，計(jì)算電流選擇和計(jì)算尖峰電流校驗(yàn)滑觸線的電壓損失。

計(jì)算負(fù)荷采用綜合系數(shù)法時(shí)，多功能天車額定負(fù)荷持續(xù)率為65％；假設(shè)每棟廠房需用兩臺多功能天車?兩 臺 天 車 取 綜 合 系 數(shù) 0．5；計(jì) 算 負(fù) 荷 約

182kW，功率因數(shù) COSφ取0．5，45kW 電機(jī)額定電流為84．2A，則Ijs＝Pjs x 1000／（ 3x Ue x COSφ）＝182x1000／（ 3x380x0．5）＝553A

Ijf＝Ijs＋（Kqd－Kz）x Ie．max＝553＋（7－0．5）x84．2＝1100．3A

可 知， 計(jì) 算 電 流 為 553A；尖 峰 電 流 約1100?3A。式中：Ijs－－－計(jì)算電流；Pjs－－－計(jì)算功率；Ue－－－額定電壓；Ijf－－－尖峰電流；Kz－－－綜合系數(shù)；Kqd－－－啟動(dòng)電流倍數(shù)；Ie．max－－－*大一臺電動(dòng)機(jī)的額定電流計(jì)算負(fù)荷采用利用系數(shù)法時(shí)，用電設(shè)備功率為2×120kW，負(fù)荷系數(shù)取0．75，功率因數(shù)取0．5。經(jīng)同樣計(jì)算，計(jì)算電流為547A，尖峰電流約1087A。以上兩種計(jì)算結(jié)果相近，擬選用 AHG－800型絕緣式安全滑觸線。采用電源中間進(jìn)線的方式供電，如圖1。以計(jì)算電流553A，尖峰電流1100．3A，滑觸線計(jì)算長度按300m 考慮，AHG－800滑觸線阻抗為0．000159Ω／m，驗(yàn)算啟動(dòng)電壓損失：

U％＝ 3xIjfx Zxlx100／Ue＝（ 3x1100．3x 0．000159x 300x100／380） ％＝23．9％

式中：Z－－－滑觸線的阻抗，Ω／m；

l－－－滑觸線的計(jì)算長度，m；

可知，電壓損失為23．9％，遠(yuǎn)大于15％的啟動(dòng)壓降限值，同樣的計(jì)算分析，即使是2000A 的安全型滑觸線（阻抗為0．000127Ω／m）（方案三），其啟動(dòng)電壓損失亦達(dá)19．1％，也不能解決啟動(dòng)電壓的損失問題。

另換一種供電方式。在該廠房中間設(shè)滑觸線絕緣分段，電源電纜改在每一段滑觸線的中間供電，則計(jì)算電壓降的每段滑觸線的長度僅有150m，如圖2所示（方案二）。該方式采用1200A 的安全滑觸線，按上述公式可知*遠(yuǎn)端的壓降為9．8％，可滿足電壓損失的要求，但當(dāng)滑觸線檢修時(shí)仍會(huì)造成一半車間的滑觸線停電，從而影響生產(chǎn)，這樣的先例在鋁電解行業(yè)已多次出現(xiàn)。

那么如何解決這一問題呢？既要減少電壓在傳送線路上的損失，又要滿足在對某一段滑觸線進(jìn)行檢修時(shí)不影響其余部分的供電及生產(chǎn)？為此，提出了增加補(bǔ)償電纜的問題。

3 解決電壓損失的補(bǔ)償問題

針對鋁電解車間多功能天車滑觸線電壓降過大，補(bǔ)償電纜如何加？先作些感性認(rèn)知：鋁電解多功能天車負(fù)荷持續(xù)率為65％，其電流發(fā)熱溫升按20℃考慮；電解車間為輕微腐蝕性高溫環(huán)境；滑觸線安裝時(shí)的環(huán)境溫度，作為設(shè)計(jì)難于預(yù)測，對滑觸線制作、安裝的平行度、水平度在國家標(biāo)準(zhǔn)的施工驗(yàn)收規(guī)范中無明確規(guī)定；在鋁電解特定環(huán)境中伸縮縫數(shù)量設(shè)置不夠的情況下，運(yùn)行中因檢修或事故造成滑觸線全線停電時(shí)有發(fā)生。

為解決鋁電解多功能天車滑觸線存在的機(jī)、電問題提出：滑觸線設(shè)伸縮縫絕緣間隔檢修段和補(bǔ)償導(dǎo)線措施（方案一），其供、配電示意圖如下：

圖3為年產(chǎn)100kt 的鋁電解廠一棟廠房天車供電的示意圖，其中電源切換箱安裝在操作平面，檢修開關(guān)箱安裝在天車軌道走臺平面上，以方便滑觸線的檢修。按概況所述進(jìn)線電源共需為四臺天車供電，要求1＃、2＃任一電源線都能帶全部多功能天車負(fù)荷；每段補(bǔ)償電纜能帶2臺。這樣，每段滑觸線的供電主要依靠補(bǔ)償電纜來完成，以 YJV －0．6／1kV （3x240）電纜為例，*遠(yuǎn)端的電纜供電長度為200m，其啟動(dòng)電壓降為：

△U％＝△Ua％ x I x l＝0．051x1100．3x0．2＝11．2％ ＜15％

式中：△ Ua％－－－三相線路每1A．km 的電壓損失百分?jǐn)?shù)，％／A．km；

△ U％－－－線路電壓損失百分?jǐn)?shù) ％；

I－－－計(jì)算電流，A；

l－－－線路長度，km；

經(jīng)過以上計(jì)算可知，以補(bǔ)償電纜的方式來為滑觸線提供電源，可解決在長距離供電上滑觸線啟動(dòng)電壓降過大的缺點(diǎn)，而將滑觸線以絕緣間隔分段后?每段滑觸線均可單獨(dú)停電檢修，避免因檢修局部的滑觸線而造成全線停電的現(xiàn)象。