Funciones y tipos de barras colectoras.

 

Una barra colectora es un conductor-portador de corriente que se utiliza en plantas de energía, subestaciones y diversos sistemas de distribución de energía para conectar generadores, transformadores y diversos equipos eléctricos. Es una unidad conductora básica crucial en un sistema de energía, que generalmente toma la forma de una barra colectora eléctrica o una barra colectora de energía.

 

La función principal de una barra colectora es recolectar, distribuir y transmitir energía eléctrica. A través del sistema de barras colectoras, se puede lograr acceso centralizado, distribución flexible y salida estable de múltiples fuentes de energía, lo que lo convierte en un componente importante para garantizar la operación segura y el despacho eficiente del sistema eléctrico.

 

Desde una perspectiva estructural funcional, un sistema de barras colectoras generalmente incluye barras colectoras principales de equipos primarios, barras colectoras de conexión de equipos, barras colectoras de CA de servicio de estaciones, barras colectoras de sistemas de CC y barras colectoras pequeñas en sistemas secundarios. En aplicaciones de alta-corriente, las barras colectoras también sirven como portadores importantes de conectores y contactos de alta corriente.

 

 

Desde una perspectiva estructural general, las barras colectoras se pueden dividir en tres categorías principales: barras colectoras expuestas, barras colectoras cerradas y barras colectoras aisladas. Las diferentes formas estructurales exhiben diferencias significativas en seguridad, capacidad de carga-actual, utilización del espacio y métodos de mantenimiento.

 

 

Las barras colectoras expuestas se refieren a barras colectoras que están directamente expuestas al aire, aseguradas por aislamiento de aire y aisladores de soporte. Se utilizan ampliamente en los sistemas de distribución de energía tradicionales.

 

1. Clasificación por Material

Las barras colectoras de cobre poseen una excelente conductividad, alta resistencia mecánica y buena resistencia a la corrosión. Las formas típicas incluyen barras colectoras de cobre y barras colectoras sólidas de cobre. Debido al alto costo de los recursos de cobre, las barras colectoras de cobre generalmente se usan en ambientes corrosivos o en lugares que requieren una alta capacidad de transporte de corriente-, como áreas costeras o zonas industriales químicas.

 

Las barras colectoras de aluminio son ligeras,{0}}de bajo coste y abundantes en recursos. Su conductividad es superada sólo por el cobre, lo que los hace ampliamente utilizados en sistemas de distribución de energía interiores y exteriores. Son uno de los tipos de cobre para barras colectoras más utilizados.

 

Las barras colectoras de aleación de aluminio incluyen principalmente dos tipos: aleaciones de aluminio-manganeso y aleaciones de aluminio-magnesio. El primero tiene una alta capacidad de transporte de corriente-pero una resistencia mecánica relativamente baja, mientras que el segundo tiene una alta resistencia mecánica pero una pobre soldabilidad, lo que limita su rango de aplicación. Las barras colectoras de acero tienen una alta resistencia mecánica pero una conductividad deficiente y, por lo general, se usan solo en circuitos de baja-corriente, alto-voltaje o de conexión a tierra, como barras colectoras de tierra.

 

2. Clasificación por forma-de sección transversal

Las barras colectoras de sección transversal- rectangulares se utilizan principalmente en sistemas de distribución de energía de 35 kV y menos. Ofrecen una buena disipación de calor, un bajo efecto superficial y una instalación y conexión sencillas, lo que las convierte en una estructura de barra colectora común en sistemas de baja- y media-tensión.

 

Las barras colectoras de sección transversal-circular se utilizan principalmente en sistemas exteriores de alto voltaje-de 110 kV y superiores. Su objetivo principal es suprimir la descarga en corona y mejorar la estabilidad del sistema; son una estructura típica de barra colectora de alto-voltaje.

 

Las barras colectoras de sección transversal-en forma de ranura-son adecuadas para aplicaciones de alta-corriente, ya que ofrecen una distribución de corriente uniforme y una alta utilización del metal, lo que las hace adecuadas para sistemas con alta corriente de funcionamiento continua.

 

Las barras colectoras-con sección transversal-en forma de tubo se utilizan principalmente en sistemas de corriente ultra-alta-, ya que poseen buenas capacidades de disipación de calor y alta resistencia mecánica, lo que las convierte en una forma importante en sistemas de voltaje de barra colectora de alta-corriente-.

 

Las barras colectoras flexibles trenzadas suelen estar compuestas de alambre trenzado de aluminio con núcleo de acero-multi-o alambre trenzado de aluminio con núcleo de acero-. Adecuados para aplicaciones de alto voltaje-en exteriores, pueden absorber la tensión mecánica causada por la expansión y contracción térmica y se usan comúnmente para conexiones entre generadores y equipos de subestaciones.
 

 

Las barras colectoras cerradas son sistemas de barras colectoras que encierran completamente los conductores dentro de una carcasa. Se utilizan ampliamente en grupos electrógenos de gran-capacidad y en importantes nodos de transmisión y distribución de energía, y representan una dirección de desarrollo importante para los sistemas eléctricos de barra colectora modernos.

 

1. Clasificación de barras colectoras cerradas

Según el material de la carcasa, se pueden dividir en barras colectoras con carcasa de plástico-y barras con carcasa de metal-.

 

Según la estructura de fase-a-fase, se pueden dividir en barras colectoras cerradas no-fases-separadas, fases-separadas y fases-separadas. Entre ellos, las barras colectoras cerradas separadas por fases-tienen una carcasa metálica independiente para cada conductor de fase, lo que ofrece la mayor seguridad y confiabilidad.

 

2. Composición estructural de las barras colectoras cerradas separadas de fase-

Las barras colectoras cerradas-separadas por fases normalmente constan de conductores-que transportan corriente, aisladores de soporte, una carcasa protectora, dispositivos de aislamiento de sellado, juntas de expansión y hardware de conexión. Las estructuras huecas de aluminio se utilizan comúnmente para conductores-que transportan corriente para reducir el efecto piel; La refrigeración por agua se puede utilizar para mejorar la capacidad de carga-actual en condiciones de corriente ultra-alta.

 

3. Características técnicas de las barras colectoras cerradas separadas de fase-

Las estructuras cerradas separadas entre fases-reducen significativamente el riesgo de cortocircuitos entre fases-a-fases y mejoran la seguridad operativa. Al mismo tiempo, el efecto de blindaje de la carcasa metálica reduce en gran medida los campos magnéticos externos y la generación de calor de los componentes de acero, lo que reduce las pérdidas del sistema. Esta estructura es ideal para aplicaciones Power Bar BusBar de alta-potencia y alta-confiabilidad.

 

Sus desventajas incluyen un mayor consumo de materiales y costos de fabricación, y la posible limitación de la capacidad de carga actual-si el diseño de disipación de calor es inadecuado.

 

 

Las barras colectoras aisladas constan de conductores, una capa de aislamiento integral y una estructura de blindaje. Los conductores están completamente recubiertos de material aislante, lo que representa un sistema de barras altamente integrado.

 

Las barras colectoras aisladas poseen características de aislamiento total y la distancia entre fases-a-ya no está limitada por los niveles de voltaje, lo que reduce significativamente el espacio de instalación. Esto los hace ideales para subestaciones compactas, subestaciones subterráneas y sistemas de tránsito ferroviario.

 

Su método de conexión modular hace que la instalación sea más flexible, permitiendo ajustes basados ​​en las condiciones del sitio y evitando problemas de desigualdad actual causados ​​por múltiples cables paralelos. Esto representa una importante dirección de desarrollo en los modernos sistemas de barras trifásicas.
 

 

Con el desarrollo de nuevas fuentes de energía, vehículos eléctricos, almacenamiento de energía y grandes centros de datos, se imponen mayores exigencias a la actual-capacidad de carga, seguridad y confiabilidad de los sistemas de barras colectoras. Ya sea tradicionalBarras eléctricas de cobreo barras colectoras cerradas y aisladas altamente integradas, se han convertido en componentes clave indispensables en sistemas de alta-corriente.

 

Desde una perspectiva de integración de sistemas, las barras colectoras no son solo unidades conductoras, sino también soportes estructurales cruciales para conectar equipos, optimizar el diseño y mejorar la eficiencia del sistema. Poseen un valor de ingeniería irreemplazable en los campos de las conexiones de alta-corriente y la distribución de energía.