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开关柜母线的额外功率损耗

2024/8/19 10:20:06 分类:电工基础 
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开关柜的能耗损失是巨大的,如果开关柜内铜排长度长,电阻大,热损耗就大,同样,触头部分电阻大,发热高,也在损失电能。

SF6绝缘开关柜,热能密闭在壳体内部,铜排量大,电阻大,加之SF6这个巨大的温室效应气体,碳排放惊人,一万台环网柜每年制造、安装、泄露等造成的碳排放超2000吨,40年使用达8万吨,寿命结束后的回收不利造成的碳排放更大。


紧凑型空气绝缘开关柜,外形与SF6开关柜相同,不使用SF6,导体回路短。发热小。能耗损失小,据测算,40年使用寿命比普通中置柜可以减排近1000吨二氧化碳。与SF6开关柜排放万吨二氧化碳比较,真是优势显著。


发热和电动力对电气设备的影响

电气设备在运行中有两种工作状态,即正常工作状态和短路时工作状态。
电气设备在工作中将产生各种损耗,如:
①“铜损”,即电流在导体电阻中的损耗;
②“铁损”,即在导体周围的金属构件中产生的磁滞和涡流损耗;
③“介损”,即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。这些损耗都转换为热能,使电气设备的温度升高,进而受到各种影响:机械强度下降,接触电阻增加,绝缘性能下降。

1、要实现双碳目标,我们应降低导体的发热和散热损耗。

①发热
导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和外部的热量。
②散热
散热的过程实质是热量的传递过程,其形式一般由三种:传导、对流和辐射。

2、提高导体载流量的措施

在工程实践中,为了保证配电装置的安全和提高经济效益,应采取措施提高导体的载流量。常用的措施有:
①减小导体的电阻
因为导体的载流量与导体的电阻成反比,故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。减小导体电阻的方法:
1)采用电阻率ρ较小的材料作导体,如铜、铝、铝合金等;
2)减小导体的接触电阻(Rj);
3)增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加,往往集肤系数(Kf)也跟着增加,所以单条导体的截面积不宜做得过大,如矩形截面导体,单条导体的最大截面积不超过1250mm2如单根采用10×150或10×200截面积的铜排的集肤效应非常大,导体中心部位不流过电流,铜排利用率非常低。
②增大有效散热面积
导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比,所以导体宜采用周边最大的截面形式,如矩形截面、槽形截面等,并采用有利于增大散热面积的方式布置,如矩形导体竖放。

1)提高换热系数
高换热系数的方法主要有:

a、加强冷却
如改善通风条件或采取强制通风,采用专用的冷却介质,如SF6气体、冷却水等;
b、室内裸导体表面涂漆
利用漆的辐射系数大的特点,提高换热系数,以加强散热,提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。
③铜排、电缆等导电体周边采用非导磁材料,减少额外功率损耗,降低发热。

作者:烟雨遥


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