冷軋廠新建罩式退火生產線，項目的平面布置如圖 1 所示。

原有中間庫 /?跨電源取自 1#低壓配電中心，新建罩式退火生產線廠房（含中間庫 /?跨的擴建部分）及起重機電源取自新建 2#低壓配電中心。

1 冷軋廠中間庫

1.1 中間庫廠房

冷軋廠中間庫詳細布置見圖 2（云線范圍內為增建部分）。原有庫房范圍為 /?、①～?軸線部分。建筑軸線面積為 6237m2，跨內布置有鞍座。

1.2 中間庫起重機及供電

為滿足工藝需求，中間庫原配置有三臺起重機 Z1#～Z3#，具體參數如表 1 所示。

所有起重機的主卷電機均采用 YZP 系列起重及冶金用變頻調速三相異步電動機，它適用于驅動各種型式的起重機械及其他類似設備；具有寬廣的調速范圍、較大的過載能力和較高的機械強度。所有電機均采用變頻器控制。

起重機通過安全滑觸線供電：電源取自約 300m 以外的 1#低壓供電中心的吊車 2#變壓器配電柜，通過YJV-0.6/1kV 3(3×185)+1(1×95)，供至 /?柱處的現場配電箱 3B6Q2，再分為三路供至沿 列柱吊掛的安全滑觸線。具體參見圖 3（圖中云線內虛線部分為改造內容）。

滑觸線為 JDU-1000 型安全滑觸線，額定載流量 1000A。

1.3 中間庫廠房延長

/?跨新裝的 Z4#起重機吊運鋼卷至罩退生產線的脫脂機組入口，進入罩式退火工藝流程。

1.4 中間庫新裝起重機

Z4#的配置與 Z1#等相同，其技術性能表見表 1。

Z1#～Z4#起重機均需在整個庫房運行，因而 Z4#起重機的滑線需與原有起重機滑線連接，且型號保持一致。

2 校核供電系統(tǒng)電壓損失

增加 Z4#起重機后，工作負荷增加，將使原有供電系統(tǒng)電壓損失增加。它是否還能滿足規(guī)范的要求，需進行計算。

2.1 基本數據

Z1#～Z4#起重機總裝機容量均為 215kW，功率*大的主卷揚電機功率為 132kW。

從 1#低壓配電中心至現場配電柜 3B6Q2 間的電纜計算長度 L=295m。

從 3B6Q2 至*遠端的滑線上電點的計算長度 L2=98m。

2.2 確定計算電流及尖峰電流

確定起重機計算電流的方法較多，常見的有需要系數法，利用系數法、綜合系數法、負荷系數法（參見文獻[8]）等。本文按《工業(yè)與民用配電設計手冊》第三版，采用綜合系數法，并參照文獻[9]《5 臺及以下用電設備的負荷計算》中給出的系數進行計算?；緮祿缦拢?

c Σ I KP? ? ?JF c st ? ? Σ c max I I K KI ?? ? ?

其中

K?? =0.96, K =0.32 Σ （ε=40%，三臺起重機）

K?? =0.90, K =0.30 Σ （ε=40%，四臺起重機）

K =1.8 stc max I ? =246A，起重機中*大電動機的額定電流。

2.3 計算電流與尖峰電流

經計算，三臺起重機時，計算電流 c1 I 619 ? A，尖峰電流 JF1 I 983 ? A四臺起重機時， c2 I 774 ? A， JF1 I 1143 ? A

2.4 線纜阻抗計算

2.4.1 滑線的阻抗

滑線為銅導體、斷面為 259.5749mm2 的安全滑觸線，其安裝形式見圖 4，水平排列，滑線間距 100mm。

（1）直流電阻 Rθ 的計算：

Rθ=ρ20(1+0.00393(θ?20))/S=0.017241×(1+0.00393(70?20))/259.5749=7.9471692×10?5(?/m)式中，ρ20：20℃導電率，銅 ρ200.017241?×mm2

/m；θ：滑線實際工作溫度[℃]，θ=70℃；S：滑線的截面積[mm2]，S=259.5749 mm2。

（2）交流電阻的計算：

Ra=KjK1Rθ=1.028×1.03×7.9471692×10?5=8.41478×10?5

(?/m) =0.0841478?/km：

3 3 D D D D 100 100 200 ? ?? ? ? ? 123 =125.99(mm)

2πD H 2 3.14 125.99 34 X 0.144lg 0.01884 0.144lg 0.01884

πB 2H 3.14 28 2 34? ?? ?? ?? ?? ? ??=0.12304897(?/km)式中，D：幾何均距， 3 D DD D ? 123 mm；

D1～D3：為 A,B,C 相間距 mm D1=D2=100mm，D3=200mm；

H：導體高度 mm，H=34mm；

B：導體寬度 mm，B=28mm。

（4）阻抗的計算：

22 2 2 Z X R 0.12304897 0.0841478 h a ? ?? ? =0.149070125?/km

2.4.2 電纜的阻抗

查手冊，得電纜 YJV-0.6/1kV (3×185)+(1×95)的電阻與感抗：

電阻 R=0.118?/km；

感抗 X=0.078?/km。

將工作溫度換算至 70℃時：

電阻 R=0.114247451?/km；

感抗 X=0.078?/km

電纜的阻抗： 2 2 Z RX l1 ? ? =0.138334667(?/km)

2.5 電壓損失校核

2.5.1 原有系統(tǒng)校核系統(tǒng)各段代號如圖 3 所示。Z1～Z7 各段元件及阻抗詳見表 3（其中 Z1 的阻抗 Z1A參見表 2）。式中，Kj：集膚效應系數,按滑線廠家意見，取為 1.028；K1：鄰近效應系數，滑線取 1.03；Rθ：溫度 θ℃時的直流電阻。

由圖 3 可見，滑線采用典型的三點供電方式，在校驗系統(tǒng)電壓損失時，主要有如下計算方式：

（1）供電電纜電壓損失及 L/6（L 為滑線全長）滑線電壓損失；

（2）按照滑線上起重機的臺數，取一個系數 K，計算 KL 電壓損失；如文獻[3]；

（3）取兩個供電點的中點為校驗載荷的加載點，將整個供電系統(tǒng)（含滑線）視為一個網絡，計算其阻抗，再計算電壓損失。

本文采取*后一種方式對系統(tǒng)電壓損失進行校驗計算。校驗載荷加載點為 T1，*后求出 Z1A 與 Z46'的串聯阻抗，即系統(tǒng)總的阻抗 ZTA：ZTA=1.79×10-2?

再計算電壓損失 ΔUA%：2JF1 TAA173 I Z 173 983.28 1.79 10 U %380 380? ? ? ? ?? ?? ? =8.03(%)<10%

可見，原系統(tǒng)是符合規(guī)范規(guī)定的。近十年的生產運行過程中，天車供電系統(tǒng)安全順穩(wěn)，已明確證實了這一點。

2.5.2 廠房擴大后系統(tǒng)電壓損失校核

擴建廠房、加裝起重機后，若只是簡單將滑線延長，而不做其它改動，這是*節(jié)省投資的。但需校驗其供電系統(tǒng)載流量及電壓損失是否符合規(guī)定。計算電壓損失的過程詳見表 3，ΔUB%：

2JF2 TBB173 I Z 173 1143 2.75 10 U %380 380? ? ? ? ?? ?? ? =14.30(%)

根據《起重機設計規(guī)范》（GB3811—2008）第 7.2.1.2 規(guī)定：“在正常工作條件下，供電系統(tǒng)在起重機械饋電線接入處的電壓波動不應超過額定±10%”，可見，僅從電壓損失來看，原供電系統(tǒng)已不能滿足4 臺起重機運行的需求了，必須對其進行改造。

其中，自低壓配電中心至現場配電箱 3B6Q2 間電纜的電壓損失：? ? 2 U 3 I Z 3 1143 1.36 10 26.92 B1 JF2 1B V ? ? ?? ? ?? ? ? ?從現場配電箱 3B6Q2 至校驗點的電壓損失：? ?? ?? ? ? ? U U U 380 14.30% 26.92 B2 B B1 =27.42(V)

2.5.3 載流量校核

原供電系統(tǒng)相線為 3 根 YJV3×185 電纜并行沿橋架敷設，從 1#低壓配電中心供至現場動力配電箱3B6Q2，單根電纜長度 295m。由 3B6Q2 分三路供電至滑觸線，每一路均為 3 根 YJV3×185 電纜并行使用，參照《電線電纜常用數據速查手冊》（**節(jié)，P53），電纜的允許載流量需滿足：

KI I N C ≥式中，K 為綜合校正系數，K=Kt×K1×KA；IC為計算電流，由前計算可知，四臺起重機時為 774A；環(huán)境溫度校正系數： m 2tm 1θ θ Kθ θ? ? ? ；θm=90℃,θ1=40℃，θ2=36.7+5=41.7℃（工廠所在地*熱月平均*高溫度 36.7℃，室內再加 5℃），Kt=0.98；空氣中并列敷設電纜載流量的校正系數，橋架單層敷設，K1=0.8（疊置電纜層數 1）；多根電纜并列使用的安全系數 KA，經驗數據，取為 0.85～0.9；IN為電纜在標準敷設條件下的額定載流量，410A（P56）。

3 根電纜并列使用，KA取為 0.9，則 KIN=0.98×0.8×0.9×3×410=868A≥IC=774A。

由于起重機上絕大部分負荷均為電機負荷，單相負荷極少，因而，中性線的載流量不再校驗。由上可見，電纜載流量是足夠的。

另外，滑觸線的安全載流量為 1000A。由 2.3 的計算可知，增加起重機后，系統(tǒng)的計算電流為 774A，可見，系統(tǒng)的計算電流仍在電纜、滑線的的安全載流量范圍內。

3 供電擴容方案

中間庫擴大后，庫區(qū)通過的貨物量、起重機數量及滑線長度都有所增加。從上面的核算可知，原有供電系統(tǒng)已不能滿足使用要求了。因而，需對起重機的供電系統(tǒng)進行擴容改造。

由 2.5.2 節(jié)的計算可見，增加起重機后，電纜及滑線上的電壓損失分別為 26.92V 和 27.42V，即供電電纜與滑觸線上電壓損失均較大。降低電壓損失的具體措施如下：

（1）在 1#低壓配電室至現場配電柜 3B6Q2 間，加敷一條與原有電纜相同規(guī)格的并聯電纜 YJV 0.6/1kV(3×185)，以降低電纜部分的電壓損失并增加其載流量。需注意的是，新增電纜的參數應與原有電纜盡量一致，以減少載荷分配不均的問題。

（2）在?～?軸線間設輔助電纜 YJV 0.6/1kV 2(3×185)，輔助電纜載面略大于滑線載面，以便負荷分配更平衡一些。具體見表 4。

4 改造后電壓損失核算

改造后的供電系統(tǒng)圖詳見圖 3，其校驗荷載加載點取為 Z８段滑線的中點 T2：

3 I Z 173 1143 1.90 10 U %380 380? ? ? ? ?? ?? ? =9.89(%)可見按此方案改造后，系統(tǒng)電壓損失在規(guī)范要求的范圍之內。

5 滑線穩(wěn)定性校核

5.1 短路電流計算

滑線供電系統(tǒng)圖如圖 5 所示。采取歐姆法計算系統(tǒng) K1（3）的短路電流。

5.1.1 各元件電抗值

高壓斷路器 Q1：120W?VACX 321250

A 查資料，可得其分斷電流 Ioc=31.5kA，因而S 3I U 1.732 31.5 10.5 573 MVA OC OC N ? ? ??? ? ?

5.2 滑線抗彎模量計算

滑線安裝方式如圖 4 所示，由于是水平并列布置，因而，需計算其相對 X 軸的抗彎截面模量。滑線的斷面如圖 7 所示，則其抗彎截面模量：

X 3XMAXI 16406.39 W 2343.77(mm ) Y 14 ?? ? =2.34cm3

5.3 滑線穩(wěn)定性

原設計的滑線支架間距為 1.5m?；€支架間的距離應小于 Lmax：x max 2 2kk δ W a 10 12740 2.34 10 L1.732I 1.732 24.33?? ? ? ? ? ? ? ?

=170.72(cm)>1.5m式中，Lmax——支持點間距離（cm）；

Ik——允許的三相短路沖擊電流值（kA）；

a——滑觸線的相間距離（cm），a=10cm；

δ——滑觸線材料的*大應力（N/cm2），δ=12740N/cm2；Wx——抗彎矩（cm3），Wx=2.34cm3。

可見，滿足滑線支點設置是滿足其穩(wěn)定性的要求的。

6 結論

自從 2012 年 6 月改造完成，中間庫天車的運行已達到甚至超過設計工況，運行結果是：

（1）從沒發(fā)生起重機因線路壓損失太大，而導致欠壓脫扣動作，或者變頻器報欠壓故障的現象。

（2）沒發(fā)生因增設電纜與原有電纜分流不均，導致部分電纜過熱的現象。

可見，這一擴容改造是成功的。