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摘 要:在电力系统中,电缆截面的选择直接影响到整个电力系统的潮流分布,短路电流大小,从而影响电力系统的安全可靠的运行,因此,电缆截面的选择显得尤为重要,本文综合考虑各种因素,对中压电缆截面的选择做了阐述。
关键词:中压电缆;载流量;降容系数;压降
1、引言
在电力系统中,电缆起着不可或缺的作用。对于需要长时间工作的电缆而言,当电缆中有电流流过时,电缆会有一定的温升。当电缆流过的电流小于此工况下的额定载流量时,电缆的温升不会影响绝缘层的绝缘效果,因此电缆可以正常工作;而当电缆中流过的电流大于其额定载流量时,电缆温升会加大,会使绝缘损坏,甚至燃烧,危及工作人员安全,导致设备损坏,造成很大的经济损失。
2、中压电力电力截面选择
本文以某国外项目中电压等级为13.8kV的电缆为例,阐述如何选择电缆截面以及电缆截面的校验。
某国外项目中有一台13.8kV/0.4kV变压器, 容量为800kVA,变压器的满负荷电流为33.5A,系统短路电流为25kA/1s。
该变压器的电缆敷设方式为直埋平铺无间隙敷设,埋深为0.8m,土壤热阻系数为120℃ cm/W,土壤温度为40℃,现对该电缆截面进行选择和校验。
电缆形式:13.8kV交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装铜芯单芯电缆。电缆长度为100m,线芯长期允许工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃。
2.1电缆允许最小截面
根據IEC-60949 绝热短路电流计算公式为:
其中
IAD : 在绝热短路电流,
t : 短路电流持续时间,
S : 载流体的几何截面积(mm2)
θf : 最终温度 (oC )
θi : 起始温度 (oC )
β : 在0oC 时电阻温度系数的倒数(铜为234,铝为228),
K:基于载流导体材料的常数,
其中:
σ0 : 20 oC 时载流体的比热(J/K.m3),
ρ20 :20 oC载流体的电阻率( .m)
S=174.6mm2
其中Iad为绝热短路电流,考虑到热损失系数ε
对于交流聚乙烯绝缘电缆,X=0.41(mm2/s)1/2,Y=0.12(mm2/s)1/2]
因此 导体最小允许截面积为εS=178 mm2。
2.2电缆降容系数
电缆供货商提供的13.8kV直埋电缆载流量基于的敷设环境为:埋深为0.8m,土壤热阻系数为120℃ cm/W,土壤温度为30℃,计算载流量时要考虑降容系数的影响。
电缆降容系数主要考虑电缆成组敷设,土壤温度,土壤热阻系数,埋深因素的影响。
根据电缆供货商提供的降容系数表格,电缆成组直埋敷设降容系数为0.85,土壤降容系数为0.85,土壤热阻系数的降容系数为1,土壤埋深的降容系数为1,因此总的降容系数为0.85×0.85×1=0.7225。
根据电缆供货商提供的直埋敷设的13.8kV电缆载流量,并考虑1.2倍安全系数,选择300 mm2截面电缆,考虑降容系数后的载流量为307A大于变压器最大负荷电流。
3、中压电力电缆截面校验
3.1根据电压降落校验
最大电压降落要求不大于5%,电压降落大小为:
其中
Vd : 电缆降落百分比,
Vn :额定电压13.8kV,
I:满负荷电流 40.2A,
L:电缆长度 0.1km,
n:每相的电缆根数,
R和X :电缆电阻0.0991Ω/km和电缆电抗0.1055Ω/km,
cosθ :功率因数0.9。
3.2 热稳定校验
由绝热短路电流计算公式为:
考虑到热损失系数ε,13.8kV 300截面电缆允许的短路电流大小为εIAD =43.5kA大于25kA。
因此,该变压器可选择13.8kV 300 mm2电缆,载流量,压降,热稳定校验均满足要求。
4、总结
在电力网络中,电缆截面选择过大时,电缆敷设时会造成一定的困难,另外会会造成一定的经济损失;电缆截面选择过小时,电缆会过载运行,导致过热绝缘损坏、线损增加,影响电缆、电气设备的安全运行,严重时,会造成火灾事故。因此在工程实践中要合理布置电缆敷设方式以及路径,根据电缆载流量合理的选择电缆截面‘’并利用电压降以及热稳定等进行校验。
参考文献:
[1]IEC 60502-2,Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) 2014
[2]《工业与民用配电设计手册》第四版
[3]伍娟,唐志军,郭艳.低压配电线路电力电缆截面的选择与节能[J].科技创新与应用,2017(22):82+84.
[4]夏锋.浅析电厂电力电缆截面选择的影响因素[J].城市建设理论研究(电子版),2016(33):20-22
关键词:中压电缆;载流量;降容系数;压降
1、引言
在电力系统中,电缆起着不可或缺的作用。对于需要长时间工作的电缆而言,当电缆中有电流流过时,电缆会有一定的温升。当电缆流过的电流小于此工况下的额定载流量时,电缆的温升不会影响绝缘层的绝缘效果,因此电缆可以正常工作;而当电缆中流过的电流大于其额定载流量时,电缆温升会加大,会使绝缘损坏,甚至燃烧,危及工作人员安全,导致设备损坏,造成很大的经济损失。
2、中压电力电力截面选择
本文以某国外项目中电压等级为13.8kV的电缆为例,阐述如何选择电缆截面以及电缆截面的校验。
某国外项目中有一台13.8kV/0.4kV变压器, 容量为800kVA,变压器的满负荷电流为33.5A,系统短路电流为25kA/1s。
该变压器的电缆敷设方式为直埋平铺无间隙敷设,埋深为0.8m,土壤热阻系数为120℃ cm/W,土壤温度为40℃,现对该电缆截面进行选择和校验。
电缆形式:13.8kV交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装铜芯单芯电缆。电缆长度为100m,线芯长期允许工作温度为90℃,短路热稳定允许温度为250℃。
2.1电缆允许最小截面
根據IEC-60949 绝热短路电流计算公式为:
其中
IAD : 在绝热短路电流,
t : 短路电流持续时间,
S : 载流体的几何截面积(mm2)
θf : 最终温度 (oC )
θi : 起始温度 (oC )
β : 在0oC 时电阻温度系数的倒数(铜为234,铝为228),
K:基于载流导体材料的常数,
其中:
σ0 : 20 oC 时载流体的比热(J/K.m3),
ρ20 :20 oC载流体的电阻率( .m)
S=174.6mm2
其中Iad为绝热短路电流,考虑到热损失系数ε
对于交流聚乙烯绝缘电缆,X=0.41(mm2/s)1/2,Y=0.12(mm2/s)1/2]
因此 导体最小允许截面积为εS=178 mm2。
2.2电缆降容系数
电缆供货商提供的13.8kV直埋电缆载流量基于的敷设环境为:埋深为0.8m,土壤热阻系数为120℃ cm/W,土壤温度为30℃,计算载流量时要考虑降容系数的影响。
电缆降容系数主要考虑电缆成组敷设,土壤温度,土壤热阻系数,埋深因素的影响。
根据电缆供货商提供的降容系数表格,电缆成组直埋敷设降容系数为0.85,土壤降容系数为0.85,土壤热阻系数的降容系数为1,土壤埋深的降容系数为1,因此总的降容系数为0.85×0.85×1=0.7225。
根据电缆供货商提供的直埋敷设的13.8kV电缆载流量,并考虑1.2倍安全系数,选择300 mm2截面电缆,考虑降容系数后的载流量为307A大于变压器最大负荷电流。
3、中压电力电缆截面校验
3.1根据电压降落校验
最大电压降落要求不大于5%,电压降落大小为:
其中
Vd : 电缆降落百分比,
Vn :额定电压13.8kV,
I:满负荷电流 40.2A,
L:电缆长度 0.1km,
n:每相的电缆根数,
R和X :电缆电阻0.0991Ω/km和电缆电抗0.1055Ω/km,
cosθ :功率因数0.9。
3.2 热稳定校验
由绝热短路电流计算公式为:
考虑到热损失系数ε,13.8kV 300截面电缆允许的短路电流大小为εIAD =43.5kA大于25kA。
因此,该变压器可选择13.8kV 300 mm2电缆,载流量,压降,热稳定校验均满足要求。
4、总结
在电力网络中,电缆截面选择过大时,电缆敷设时会造成一定的困难,另外会会造成一定的经济损失;电缆截面选择过小时,电缆会过载运行,导致过热绝缘损坏、线损增加,影响电缆、电气设备的安全运行,严重时,会造成火灾事故。因此在工程实践中要合理布置电缆敷设方式以及路径,根据电缆载流量合理的选择电缆截面‘’并利用电压降以及热稳定等进行校验。
参考文献:
[1]IEC 60502-2,Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) 2014
[2]《工业与民用配电设计手册》第四版
[3]伍娟,唐志军,郭艳.低压配电线路电力电缆截面的选择与节能[J].科技创新与应用,2017(22):82+84.
[4]夏锋.浅析电厂电力电缆截面选择的影响因素[J].城市建设理论研究(电子版),2016(33):20-22