Paano Magdisenyo ng Layout ng Substation Busbar: Mga Scheme, Clearance at Mga Panuntunan sa Spacing

Ang isang 110 kV na panlabas na bakuran ay 60 metro ang haba, ang papasok na linya ay dumarating sa kanlurang bahagi, at gusto ng kliyente ng dalawang transformer bay at espasyo para sa pangatlo sa hinaharap. Naaprubahan ang single-line diagram. Ang tanong na nagpatigil sa proyekto sa loob ng isang linggo ay hindi gaanong kaakit-akit: saan eksaktong tumatakbo ang busbar, at gaano karaming mga istruktura ng suporta ang kailangan nito?

Ang layout ng busbar ay isang problema sa pagkakasunud-sunod bago ito isang problema sa pagguhit. Ayusin muna ang switching arrangement, i-lock ang mga electrical clearance sa pangalawa, at ilagay ang bakal at insulator sa huli. Ang mga koponan na nagsisimula sa pagguhit ng suporta ay kadalasang nagre-redraw nito, dahil ang isang clearance na mukhang mapagbigay sa view ng plano ay bihirang makaligtas sa isang maintenance access check gamit ang isang bucket truck.

Ang maikling sagot: piliin ang pagsasaayos mula sa antas ng kasalanan at ang pilosopiya ng pagpapanatili, kunin ang espasyo mula sa pinakamataas na boltahe ng system at ang antas ng polusyon sa site, pagkatapos ay sukatin ang konduktor mula sa tuluy-tuloy na kasalukuyang at short-circuit na makatiis. Ang mga suporta, insulator, trenches, kalsada at hinaharap na bay ay sumusunod lahat mula sa tatlong desisyong iyon.

Ang Mga Input na Kailangan Mo Bago Gumuhit ng Anuman

Kolektahin ang mga ito bago ang unang sketch. Ang pagkawala ng alinman sa mga ito ay nagtutulak sa problema sa pagtatayo, kung saan ang mga pagwawasto ay nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa papel.

Nominal at pinakamataas na boltahe ng system, na nagtatakda ng antas ng pagkakabukod at, hindi direkta, ang geometry ng buong bakuran.
Patuloy na kasalukuyang bus kasama ang paglago na inaasahan ng may-ari sa susunod na 10 hanggang 15 taon.
Short-circuit withstand: rms at peak current, at tagal, karaniwang 1 o 3 segundo.
Mga hangganan ng site, umiiral na mga karapatan ng daan, at ang direksyon na pinapasok ng bawat linya.
Antas ng polusyon at altitude, na parehong nagpapalawak ng mga kinakailangan sa paggapang at clearance.
Saklaw ng temperatura sa paligid, bilis ng hangin at seismic zone para sa structural loading.
Mga panuntunan sa redundancy: aling mga circuit ang dapat patuloy na tumakbo habang pinapanatili ang isang busbar o isang breaker.

Ang huling item ay nagpapasya ng pera. Ang busbar na may dalang 800 A ngayon ay idinisenyo pa rin para sa 25 kA na maihahatid ng network, dahil ang spacing ng suporta at pag-load ng insulator ay nagmumula sa peak short-circuit force kaysa sa kasalukuyang load. Itaas ang antas ng fault mamaya at itatayo mo muli ang bakal.

Pagpili ng Busbar Pag-aayos Scheme

Ang pagsasaayos ay isang pakikipagkalakalan sa pagitan ng paglipat ng flexibility at kung gaano karaming mga breaker, disconnector at bay ang iyong binibili, ini-install at pinapanatili sa loob ng 30 taon.

Talahanayan 1: karaniwang pagsasaayos ng busbar ng substation at ang kanilang mga praktikal na trade-off.
Arrangement	Paglipat ng flexibility	Kamag-anak na bakas ng paa	Karaniwang angkop	Pangunahing trade-off
Isang busbar	Pinakamababa; isang bus fault o bus maintenance ang nakakaabala sa istasyon	Pinakamaliit	Maliit na mga substation ng pamamahagi, mga single-transformer na site	Simple at matipid, ngunit walang bus maintenance window
Isang busbar with sectionaliser	Katamtaman; ang mga seksyon ay maaaring ihiwalay nang nakapag-iisa	Maliit	Mga substation ng pamamahagi na may dalawang papasok na feeder	Nililimitahan ang outage, ngunit hindi ito inaalis
Dobleng busbar	Mataas; anumang feeder ay maaaring ilipat sa alinmang bus	Mas malaki, na may duplicated na bus at mga karagdagang disconnector	Mga transmission node at mahahalagang substation na pang-industriya	Mas mataas na gastos at mas kumplikadong interlocking
Main at transfer bus	Katamtaman; lilipat ang isang feeder sa transfer bus para sa pagpapanatili ng breaker	Medyo mas malaki	Mga site kung saan ang pagpapanatili ng breaker ay hindi dapat makagambala sa supply	Ang paglipat ng paglipat ay nangangailangan ng mahigpit na pamamaraan
Isang-at-kalahating breaker	Pinakamataas; anumang breaker ay maaaring bawiin nang hindi nawawala ang isang circuit	Pinakamalaki, na may pinakamaraming istruktura	Mga EHV node at kritikal na koneksyon sa grid	Pinakamataas na gastos sa kapital at pagiging kumplikado ng proteksyon

Sa pagsasagawa, ang isang solong busbar na may sectionaliser ay sumasaklaw sa karamihan ng 10 kV hanggang 35 kV na gawaing pamamahagi. Ang double busbar ay kumikita ng gastos nito kapag ang pagkawala ng bus ay nangangahulugan ng pagkawala ng produksyon o isang distrito ng lungsod. Ang isa at kalahating breaker arrangement ay nabibilang sa mga node kung saan walang circuit na maaaring i-switch out upang mapanatili ang isang breaker.

Mga Clearance at Spacing Hugis sa Bakuran

Kapag naayos na ang kaayusan, clearance na ang talagang kumukuha ng plano. Magsimula sa pinakamataas na boltahe ng system, ilapat ang polusyon at mga pagwawasto sa altitude, pagkatapos ay suriin ang resulta laban sa pamantayang namamahala.

Talahanayan 2: karaniwang phase-to-phase air clearance para sa mga panlabas na air-insulated busbar; palaging namamahala ang naaangkop na pamantayan.
Boltahe ng system	Karaniwang minimum na phase-to-phase clearance	Praktikal na kinahinatnan para sa layout
10 kV	Humigit-kumulang 200 mm	Mga compact bay; Ang panloob na switchgear ay madalas na pinapalitan ang mga bukas na busbar
35 kV	Humigit-kumulang 400 mm	Ang mga payat na bay, ang solong antas na mga istruktura ng busbar ay karaniwan
66 kV	Humigit-kumulang 700 mm	Ang mga lapad ng bay ay mabilis na lumalaki; ang mga istruktura ng suporta ay nagiging mas mataas
110 kV	Humigit-kumulang 1000 mm	Dalawang antas na layout na may mga busbar sa itaas ng mga disconnector
220 kV	Sa paligid ng 1800 mm	Mahabang haba, mabibigat na istruktura, malalawak na daanan
500 kV	Humigit-kumulang 3800 mm	Ang pagpaplano ng bakuran ay pinangungunahan ng clearance at corona

Dalawang kahihinatnan ang kasunod. Una, ang isang 220 kV yard ay humigit-kumulang tatlong beses ang lapad ng isang 35 kV yard na nagdadala ng parehong kasalukuyang. Pangalawa, ang haba ng span ay mahalaga gaya ng clearance. Ang mga post insulator ay karaniwang nagdadala ng mga matibay na tubular busbar sa mga span na 6 hanggang 12 metro, at ang span ay dapat sapat na maikli upang ang peak short-circuit force ay hindi mag-overstress sa insulator, sa suporta, o sa conductor mismo.

Pagtutugma ng Conductor at Insulation sa Layout

Ang pagpili ng konduktor ay sumusunod mula sa layout, hindi ang kabaligtaran. Kung saan madaling makuha ang mga clearance, ang hubad na aluminum o copper tubular busbars sa mga post insulators ang matipid na sagot: matibay, madaling siyasatin, at simpleng i-extend kapag nagdagdag ng bagong bay.

Aluminum Alloy Tubular Bus Bar for High-Voltage Systems

Aluminum Alloy Tubular Bus Bar para sa High-Voltage System Ang matibay na 6063G aluminum alloy na tubular busbar na ito ay nababagay sa mga layout na may sapat na clearance, na nag-aalok ng mataas na mekanikal na lakas at conductivity. Tingnan ang Produkto →

Kung saan masikip ang espasyo, tulad ng isang panloob na switchgear room, isang compact na industrial bay, isang wind turbine tower, isang tunnel o isang rooftop substation, ang mga hubad na konduktor ay hindi makakatugon sa clearance sa lapad na magagamit. Ang mga insulated tubular busbars ay malulutas iyon sa pamamagitan ng paglalagay ng insulation sa konduktor sa halip na umasa sa hangin, na dahilan din kung bakit nagiging karaniwan ang mga ito sa mga proyektong retrofit na may mga nakapirming dimensyon ng gusali. Ang ganap na insulated tubular bus bar saklaw ng saklaw ang karamihan sa mga hadlang na ito.

Tatlong sistema ng pagkakabukod ang humahawak sa karamihan ng mga kaso. Ang epoxy resin vacuum-cast busbars ay nagbibigay ng matigas, dimensional na matatag na shell na angkop sa mahalumigmig o kontaminadong kapaligiran. Ang EPDM silicone rubber ay nagpapanatili ng flexibility at sumisipsip ng thermal movement. Ang PTFE ay nababagay sa mga aplikasyon kung saan ang paglaban sa kemikal at maliit na diameter ang pinakamahalaga.

Fully Insulated Epoxy Resin Cast Tubular Bus Bar

Ganap na Insulated Epoxy Resin Cast Tubular Bus Bar Ang ganap na insulated na epoxy resin cast busbar na ito ay nagbibigay ng isang matigas, dimensional na matatag na shell para sa mahalumigmig o kontaminadong mga kapaligiran sa medium at mababang boltahe na panloob na paggamit. Tingnan ang Produkto →

Sa katamtaman at mababang boltahe sa loob ng mga gusali, pinapalitan ng mga busway system ang mga cable run kung saan mas mahalaga ang tap-off flexibility, predictable heat dissipation at mas madaling lokasyon ng fault kaysa sa pinakamababang unang halaga.

Fully Insulated High and Low Voltage Busway System

Ganap na Insulated High at Low Voltage Busway System Ang fully insulated busway system na ito ay nag-aalok ng compact, shared-enclosure na disenyo para sa power distribution, na angkop para sa retrofit at expansion projects na may space constraints. Tingnan ang Produkto →

Earthing, Maintenance Access at Room to Grow

Ang geometry ng busbar at disenyo ng earthing ay dapat gumalaw nang magkasama. Ang earth grid footprint ay sumusunod sa mga ruta ng konduktor, kaya ang isang busbar ay gumalaw nang huli sa disenyo ay pinipilit ang earthing study na muling gawin, at ang mga limitasyon ng step at touch boltahe ay karaniwang humihigpit sa halip na magpahinga.

Panatilihin ang mga access road na 3.5 hanggang 4 na metro ang lapad, na may malinaw na lugar ng pagliko sa transformer bay.
Mag-iwan ng sapat na daanan para sa isang technician na magpatakbo ng mga disconnector nang hindi pumapasok sa clearance zone.
I-ruta ang mga kable ng kable upang hindi tumawid sa ilalim ng mga suporta ng busbar na maaaring mangailangan ng kapalit.
Magreserba ng isang ekstrang bay o hindi bababa sa pisikal na espasyo para dito, kasama ang mga koneksyon nito sa lupa.

Isang Praktikal na Pagkakasunud-sunod ng Disenyo

Kumpirmahin ang data ng kuryente: boltahe, tuluy-tuloy na kasalukuyang, antas ng fault, at tagal.
Piliin ang busbar arrangement mula sa redundancy requirement, hindi mula sa ugali.
Kumuha ng mga clearance mula sa pinakamataas na boltahe ng system at pagwawasto ng polusyon at altitude.
Sukatin ang konduktor para sa tuluy-tuloy na kasalukuyang at short-circuit thermal duty.
Itakda ang span at support spacing mula sa peak short-circuit force.
Maglagay ng mga suporta, pundasyon, kalsada at trenches sa plano, pagkatapos ay suriin ang access sa pagpapanatili.
I-verify ang mga zone ng proteksyon, interlocking at earthing laban sa panghuling pisikal na layout.
Suriin ang drawing kasama ang operations team bago ito ma-freeze; mahahanap nila ang problema sa pag-access na napalampas mo.

Kung Saan Karaniwang Mali ang Mga Layout ng Busbar

Pag-size ng busbar para sa load current lamang, pagkatapos ay matuklasan na ang spacing ng suporta ay pinamamahalaan ng fault force.
Paggamit ng isang low-altitude clearance table sa isang site na higit sa 1000 metro.
Ang pagkalimot na ang antas ng polusyon ay nagpapalawak ng creepage, na nagpapahaba ng mga insulator at nagpapataas ng taas ng istraktura.
Paglalagay ng disconnector kung saan napupunta ang operating handle sa loob ng safety clearance.
Hindi nag-iiwan ng pisikal na silid para sa isang bay sa hinaharap, na sa kalaunan ay pinipilit ang isang buong bakuran na muling pagsasaayos.
Ang pagpili ng isang nababaluktot na konduktor kung saan ang isang matibay na tubular busbar ay nahati ang span at ang bakal.

Mga Madalas Itanong

Gaano dapat kalawak ang substation busbar bay?

Ang lapad ng bay ay karaniwang hinihimok ng pinakamalawak na clearance sa bay kasama ang working space, hindi ng diameter ng conductor. Para sa isang 110 kV outdoor bay, tipikal ang 8 hanggang 12 metro sa pagitan ng mga phase center; sa 35 kV, kadalasang sapat ang 3 hanggang 5 metro. Palaging kumpirmahin laban sa naaangkop na pamantayan at mga sukat ng switchgear.

Dapat bang umupo ang busbar sa itaas o ibaba ng mga disconnector?

Sa itaas, sa karamihan ng panlabas na air-insulated na mga disenyo, upang maisagawa ang pagpapanatili sa isang disconnector nang hindi lumalapit sa isang live na busbar. Ang trade-off ay mas matataas na istruktura at mas mahabang insulator. Ang mga single-level na layout ay nakakatipid ng bakal ngunit nagpapahirap sa pag-access.

Rigid tubular busbar o flexible conductor?

Ang mga matibay na tubular busbar ay nababagay sa maikli, malinis na mga span at binabawasan ang taas at bilang ng istraktura. Ang mga nababaluktot na konduktor ay humahawak ng mahahabang span, paggalaw ng seismic at hindi pantay na pag-aayos ng suporta. Karaniwang bumababa ang desisyon sa haba ng span at kung gaano karaming bakal ang handa mong itayo.

Kung susundin ang pagkakasunud-sunod sa itaas, ang pagguhit ng layout ay hihinto sa pagiging isang negosasyon at magiging bunga ng mga de-koryenteng desisyon. Magsimula sa pag-aayos, kunin ang mga clearance, pagkatapos ay sukatin ang hardware. Kung nagtatrabaho ka sa isang partikular na bakuran, maaaring suriin ng aming mga inhinyero ang iyong single-line na diagram at mga hadlang sa site at magmungkahi ng kumbinasyon ng konduktor at insulasyon na akma sa espasyong mayroon ka. Maaari mong maabot ang koponan sa pamamagitan ng pahina ng contact .