井式电阻炉的配电设计

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1、井式电阻炉的配电设计黄浩中航工程集成设备有限公司井式电阻炉的配电系统需要参考建筑电气供配电系统的相关规范和手册，但又具有其设备配电的特殊性，没有可以直接参考的依据。本文讲述了井式电阻炉配电系统各个组成部分的选用原则和方法。关键词：电阻炉;断路器;电流整定;晶闸管;快速熔断器;单台电阻炉功率从2000kW到3000kW不等。一台电阻炉绝大多数负载为纯阻性的加热器负载，只有绝少部分的负载为电动机负载，相对于加热器负载可以忽略不计。按照用户要求对于这样大功率的设备，选择为每台电阻炉配置一台10/0.4kV变压器。用户

2、提供变压器，＞1.提供电源至电阻炉进线电源枳。所以在此不再赘述变压器部分的设计。1配电系统布j如此大功率的用电设备，位置又如此集中。在目前材料价格持续偏高的情况下，应当充分考虑到系统的经济性。首先在设备布置上做充分考虑。低压变压器的放置应当尽量接近用电设备点，这样可以尽量减少低压侧的用铜量。考虑到这点，变压器应直接建在电阻炉群的旁边，顺着电阻炉一列排开，剩下所有进线电源柜、调功柜放在变压器间二层，通过封闭母线的方式将电源引至进线电源柜，再由进线电源柜通过柜内横向母线将电源分至各调功柜断路器前端。调功柜出线电缆沿

3、桥架从二层沿电阻炉平台到设备。单台炉子系统配电图见图1。2进线电源柜框架断路器的设计基本选用原则：(1)断路器的额定工作电压＞线路额定电压。(2)断路器的额定电流＞线路计算负载电流。(1)短延时动作电流整定值彡1.2(Ijx+Ic^))o式屮：Ijx—最大一台电动机启动电流(基本为纯阻性负载，Ijx可以取0)Ic(n-I)一除最大一台电动机外的线路计算负载电流在这里基木为阻性加热器负载，电动机负载基木可以忽略。由于下级断路器为末端断路器，只有瞬时过电流脱扣器，所以短延时整定时间根据与上下级断路器有选择性脱扣，所

4、以又有短延吋动作电流整定值＞1.2(下级断路器瞬时过电流脱扣器整定电流)。本级短延时时间可确定为0.2s，上级为0.4s。图1单台炉子系统配电图(2)瞬时动作电流整定值彡1.2(Ijx+I(Hn-O)。式屮：Ijx—最大一台电动机启动电流的2倍(这里除炉门开关控制外，其余基本为纯阻性负载。由于炉门幵关电机功率很小且不与加热负载同时工作，所以这里IjX可以取0)Ic(n-1)一最大一台电动机启动电流除最大一台电动机外的线路计算负载电流笔者发现由(4)选择出的瞬时动作电流整定值等于短延时动作电流整定值。这是由于系统

5、屮只有纯电阻性负载造成的，由于功能重复，且没有短延时动作保护选择性好，在这里可以将框架断路器的瞬时动作保护功能取消。(3)断路器的长延时动作电流整定值＞线路中的计算电流，且长延时动作电流整定值＜母线允许持续载流量。(4)断路器的额定短路通断能力&线路中可能出现的最大短路电流。3配电母排的设计电阻炉的功率为2000~3000kW,主要负载为加热器，是纯阻性负载，其功率因数基木等于1。计算下来母线上的线路电流为3000、500A。因此这里用到的母线规格会很大，其至用到了5000A。根据配电手册要求，大于16mm的母

6、线N截而必须大于相线的50%。所以对于PE线应当遵照表1选择。表1TN系统PE线的最小截面现在车间配电系统一般为TN-S系统，而单台电阻炉二次控制电源大概也就在2kVA以下。这样在TN系统屮如何选择PE和N最经济的呢?按照TN-S系统等电位的要求，PE线肯定不可哲略。但由于电阻炉绝大多数为三相平衡的纯阻性负载，系统中只有极少量的二次控制电源(包含框架断路器的控制电源，以及控制柜的散热风扇与柜内照明)，在这里就可以考虑把N线省掉。为了提供少量的~220V控制电源，在控制系统里配置、80V广220V交流变压器。这样

7、通过~380V的线电压转换为~220V的控制电压解决二次控制电源问题。配电母排允许的持续载流量应当大于进线电源柜框架断路器的长延时动作电流整定值。同时应当对配电母排分别进行动热稳定性校验。4各调功柜断路器的设计各分IX调功柜断路器选用原则在额定工作电压、额定电流、长延时动作电流整定值、额定短路通断能力的选用原则基本是一致的。不冋的是为了满足与进线框架断路器的保护具有选择性，短延时动作电流整定值与瞬时动作电流整定值会有所差别：由于分区调功柜断路器为末端断路器，在断路保护跳闸时可以没有延时,可以没有短延时动作保护，

8、只有瞬时动作保护。所以即有：（1）额定工作电压＞线路额定电压。（2）额定电流＞线路计算负载电流，即本分区计算负载电流。（3）短延时动作电流整定值取消或直接选用不带有短延时功能的断路器。（4）因各加热分区为纯阻性负载，所以瞬时动作电流整定值＞1.2（本分区加热负载计算负载电流）。（5）长延时动作电流整定值＞线路中的计算电流，即木分区计算负载电流。且长延时动作电流整定值＜本区配电电缆的允许