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变电站动力电缆截面选择计算书

发布时间:2025/2/8 12:50:39   

动力电缆截面的选择主要考虑载流量和电压降。

1、低压动力电缆截面的选择计算

低压指1kV以下,计算依据为旧版电力工程一次设计手册附录7-1。

1)电动机回路计算工作电流.

Ped=电动机的额定功率(kW)

Ue=电动机的额定电压(kV)

cosφe=电动机的额定功率因数

ηe=电动机的效率

当缺乏技术资料时,对V交流三相电动机可用下式近拟计算:

Ig=2Ped(3kW以上)

Ig=2.5Ped(3kW及以下)

2)馈电干线的计算工作电流

ΣIgl=由该馈线供给的所有连续工作回路的计算工作电流的总和(A)

ΣIgh=由该馈线供给的所有短时及断续工作回路的计算工作电流的总和(A)(如短时及断续性负荷中,有一台电动机容量超过短时及断续性负荷总容量的50%以上时,此处取最大一台电动机的额定电流)

Ko=短时及断续工作回路的同时率,通常采用0.5。

3)电流载流量的校正

根据《电力工程电缆设计规范》GB-附录D,按照电缆敷设环境以及敷设方式不同,进行系数校正,包含环境温度、土壤热阻系统、敷设方式、日照影响等。

4)电缆截面的选择

根据《电力工程电缆设计规范》GB-附录C,按照之前计算的电缆载流量可以反选出电缆截面。要求是KIxu≥Ig。K为校正系数,Ixu为在标准敷设条件下的电缆载流量。

5)电压损失的校验

对于变电站工程,低压动力设备主要是低压电动机,电压降的要求为:低压电动机≤5%(一般),≤10%(个别特别远的电机);≤15%~30%(起动时端电压降低的电机)。

三相交流

单相交流

直流线路

U=线路工作电压,三相为线电压,单相为相电压(V)

Ig=计算工作电流(A)

L=线路长度(km)

r=电缆单位长度电阻(Ω/km)

x=电缆单位长度电抗(Ω/km)

cosφ=功率因数

对于变电站工程,当查不到r、x、cosφ时,可以粗略的不考虑X,只考虑R=L/(γS),此时L的单位是m。

6)计算案例

采用主变风机配电箱电源电缆为案例,风机功率为15kW,三相电压。采用近式计算Ig=2Ped=2x15=30A;电源电缆在槽盒中两层敷设,根据《电力工程电缆设计规范》GB-附录D,校正系数取0.55;要求KIxu≥Ig,则Ixu取30/0.55=54.5A,查电缆载流量表,选用ZRA-YJV22-0.6/1-4x10电缆能满足要求。

本案例中查不到r、x、cosφ,粗略的不考虑X,只考虑R=L/(γS),此时L的单位是m,本案例取60m。则,电压降百分数=(/)x30x60/(57x10)=1.,该回路电压降也满足要求。

综上,本案例中,主变风机配电箱电源电缆ZRA-YJV22-0.6/1-4x10能满足要求。

2、10kV动力电缆截面的选择计算

对于变电站工程,10kV电力电缆主要用于连接电容器、站用变、接地变等设备。以连接站用变电缆为例:

1)站用变回路计算工作电流

S=变压器的额定容量(kVA),以kVA为例

U=母线的额定电压(kV),以10kV为例

Ig=计算工作电流(A)=12.12A

2)短路热稳定计算缆芯最小截面

Q=短路电流热效应(kA2·s)=I2*t=(此例60kA2·s)

I=短路电流周期分量起始有效值(kA),(此例取20kA)

t=短路电流持续时间,高速断路器动作时间取0.15s

η=计入包含电缆芯数充填物热容影响的校正系数(此例取1)

J=热功当量系数,取1

q=缆芯导体的单位体积热容量(J/cm3·0C),铜芯取3.4

α=20℃缆芯导体电阻温度系数(1/0C),铜芯取0.

k=缆芯导体的交流电阻与直流电阻之比值,(此例取1.)

ρ=20℃缆芯导体电阻系数(Ωcm2/cm),铜芯取0.

θm=短路作用时间内电缆缆芯允许最高温度(0C),铜取

θp=短路发生前的缆芯最高工作温度(0C),YJV电缆取90

根据上述参数,此例可计算出C=,进而计算出截面S的最小值为50.7mm2。

3)电流载流量的校正

根据《电力工程电缆设计规范》GB-附录D,按照电缆敷设环境以及敷设方式不同,进行系数校正,包含环境温度、土壤热阻系统、敷设方式、日照影响等。

本案例按照户内电缆层桥架单层敷设进行设计,校正系数K为0.8;则电缆载流量能力不小于12.12/0.8=15.15A

4)电缆截面的选择

根据《电力工程电缆设计规范》GB-附录C,按照之前计算的电缆载流量可以反选出电缆截面。要求是KIxu≥Ig。K为校正系数,Ixu为在标准敷设条件下的电缆载流量。结合第2)点最小截面的要求,可以知道,选择ZRA-YJV22-3x70mm2截面电缆能满足要求。

5)电压损失的校验

对于变电站工程,一般要求≤5%,本例电缆长度取60m,功率因素cosφ、电抗x都不方便查找数据,只简单计算R=L/(γS)=60/(57x70)。

本案例中=(/10)x12.12x60/(57x70)=3.15≤5,满足要求。

变电站电缆敷设之动力电缆分隔敷设变电站电气设计总论

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