铝电解多功能天车滑触线的选择及其供配电

1 概 况

在一个铝电解系列的两幢并列厂房间，由电解槽容量及其数量确定设三个或五个中间通道。按电源深入负荷中心的原则，10／0．4kV 变、配电所多设在中间的一个通道旁，以便向两幢铝电解厂房和烟气净化中的高、低压负荷供电。

铝电解多功能天车属**负荷，所以对多功能天车滑触线采用末级切换的双电源供电方式，如图1。

根据设计运行经验，一台多功能天车约分担30台铝电解槽的加工操作，或者说一个采用160kA 预焙电解槽，产能约为25kt／a 的铝电解厂房需配2台多功能天车，相关滑触线长度约300m；每台多功能天车的电动机安装容量约182kW，*大运行容量约 120kW，其中*大电机容量约45kW。

2 滑触线的选择

根据概况所述条件，我们以一个年产100kt 的电解铝厂为例，计算电流选择和计算尖峰电流校验滑触线的电压损失。

计算负荷采用综合系数法时，多功能天车额定负荷持续率为65％；假设每栋厂房需用两台多功能天车‚两 台 天 车 取 综 合 系 数 0．5；计 算 负 荷 约

182kW，功率因数 COSφ取0．5，45kW 电机额定电流为84．2A，则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， 计 算 电 流 为 553A；尖 峰 电 流 约1100∙3A。式中：Ijs－－－计算电流；Pjs－－－计算功率；Ue－－－额定电压；Ijf－－－尖峰电流；Kz－－－综合系数；Kqd－－－启动电流倍数；Ie．max－－－*大一台电动机的额定电流计算负荷采用利用系数法时，用电设备功率为2×120kW，负荷系数取0．75，功率因数取0．5。经同样计算，计算电流为547A，尖峰电流约1087A。以上两种计算结果相近，拟选用 AHG－800型绝缘式安全滑触线。采用电源中间进线的方式供电，如图1。以计算电流553A，尖峰电流1100．3A，滑触线计算长度按300m 考虑，AHG－800滑触线阻抗为0．000159Ω／m，验算启动电压损失：

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

式中：Z－－－滑触线的阻抗，Ω／m；

l－－－滑触线的计算长度，m；

可知，电压损失为23．9％，远大于15％的启动压降限值，同样的计算分析，即使是2000A 的安全型滑触线（阻抗为0．000127Ω／m）（方案三），其启动电压损失亦达19．1％，也不能解决启动电压的损失问题。

另换一种供电方式。在该厂房中间设滑触线绝缘分段，电源电缆改在每一段滑触线的中间供电，则计算电压降的每段滑触线的长度仅有150m，如图2所示（方案二）。该方式采用1200A 的安全滑触线，按上述公式可知*远端的压降为9．8％，可满足电压损失的要求，但当滑触线检修时仍会造成一半车间的滑触线停电，从而影响生产，这样的先例在铝电解行业已多次出现。

那么如何解决这一问题呢？既要减少电压在传送线路上的损失，又要满足在对某一段滑触线进行检修时不影响其余部分的供电及生产？为此，提出了增加补偿电缆的问题。

3 解决电压损失的补偿问题

针对铝电解车间多功能天车滑触线电压降过大，补偿电缆如何加？先作些感性认知：铝电解多功能天车负荷持续率为65％，其电流发热温升按20℃考虑；电解车间为轻微腐蚀性高温环境；滑触线安装时的环境温度，作为设计难于预测，对滑触线制作、安装的平行度、水平度在国家标准的施工验收规范中无明确规定；在铝电解特定环境中伸缩缝数量设置不够的情况下，运行中因检修或事故造成滑触线全线停电时有发生。

为解决铝电解多功能天车滑触线存在的机、电问题提出：滑触线设伸缩缝绝缘间隔检修段和补偿导线措施（方案一），其供、配电示意图如下：

图3为年产100kt 的铝电解厂一栋厂房天车供电的示意图，其中电源切换箱安装在操作平面，检修开关箱安装在天车轨道走台平面上，以方便滑触线的检修。按概况所述进线电源共需为四台天车供电，要求1＃、2＃任一电源线都能带全部多功能天车负荷；每段补偿电缆能带2台。这样，每段滑触线的供电主要依靠补偿电缆来完成，以 YJV －0．6／1kV （3x240）电缆为例，*远端的电缆供电长度为200m，其启动电压降为：

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

式中：△ Ua％－－－三相线路每1A．km 的电压损失百分数，％／A．km；

△ U％－－－线路电压损失百分数 ％；

I－－－计算电流，A；

l－－－线路长度，km；

经过以上计算可知，以补偿电缆的方式来为滑触线提供电源，可解决在长距离供电上滑触线启动电压降过大的缺点，而将滑触线以绝缘间隔分段后‚每段滑触线均可单独停电检修，避免因检修局部的滑触线而造成全线停电的现象。