1、选择原则
低压电缆主芯线截面必须满足以下几个条件:
正常工作时,电缆芯线的实际温度应不超过电缆的长时允许温度,所以应保证流过电缆的最大长时工作电流不得超过其允许持续电流。 正常工作时,应保证供电网所有电动机的端电压在95%~105%的额定电压范围内,个别特别远的电动机端电压允许偏移8%~10%。距离远、功率大的电动机在重载情况下应保证能正常起动,并保证其起动器有足够的吸持电压。
所选电缆截面必须满足机械强度的要求。 3.选择方法
在按上述条件选择低压电缆主芯线的截面时,支线电缆一般按机械强度初选,按允许持续电流校验后,即可确定下来。
选择干线电缆主芯线截面时,如干线电缆不长,应先按电缆的允许持续电流初选;当干线电缆较长时,应先按正常时的允许电压损失初选;然后再按其他条件校验。 1)按机械强度选择
根据不同的机械设备,选择电缆的截面不小于橡套电缆满足机械强度要求的最小截面。 2)按长时允许电流选择
电缆的长时允许电流IP应不小于通过电缆的最大长时工作电流Ica。即: IP≥Ica
IP ——电缆的长时允许电流;
Ica——通过电缆的最大长时工作电流;按以下方法确定:支线电缆最
大长时工作电流可取电动机的额定电流。如果查不到电动机的额定电流,可按下面的经验公式估算: Ica≈IN=0.76PN/UN
干线电缆最大长时工作电流可按下式计算:
Kde?PN?103Ica= 3UNcos?wm
∑PN——电缆所带负荷的额定功率之和,kW; UN——电缆所在电网的额定电压,V;
Kde——电缆线路所带负荷的需用系数,由表查取; cosφwm——电缆所带负荷的加权平均功率因数,由表查取
电缆的长时允许电流IP应不小于通过电缆的最大长时工作电流Ica。即: IP≥Ica
IP ——电缆的长时允许电流,查表。
Ica——通过电缆的最大长时工作电流;按以下方法确定:支线电缆最大长时工作电流可取电动机的额定电流。如果查不到电动机的额定电流,可按下面的经验公式估算:
Ica≈IN=0.76PN/UN干线电缆最大长时工作电流可按下式计算:
Kde?PN?103Ica= 3UNcos?wm
∑PN——电缆所带负荷的额定功率之和,kW; UN——电缆所在电网的额定电压,V;
Kde——电缆线路所带负荷的需用系数,由表查取; cosφwm——电缆所带负荷的加权平均功率因数,由表查取 4)按正常工作时允许电压损失选择
正常工作时电网的电压损失ΔU应不超过电网允许的电压损失ΔUp , ΔU≤ΔUp
(1) 低压电网的允许电压损失
按要求,正常工作时应保证供电网所有电动机的端电压不低于额定电压 的95%。为了保证用电设备的供电质量,低压电网允许电压损失为 ΔUp=U2NT-0.95×UN(7-12) ΔUp——低压电网的允许电压损失,V; U2NT——变压器二次侧额定电压,V。 由式(7-12)可求得:
对于380 V电网ΔUp=400-0.95×380=39 V 对于660 V电网ΔUp= 690-0.95×660=63 V 对于1 140 V电网ΔUp=1200-0.95×1140=117 V (2) 采区低压电网电压损失
采区低压电网的电压损失包括变压器的电压损失和线路电压损失两部分。
线路一般又包括干线和支线两部分。全部低压电网的总电压损失ΔU为 ΔU=ΔUT+ΔUms+ΔUbl (7-13)
ΔUT——变压器的电压损失,V; ΔUms——干线电缆的电压损失,V; ΔUbl——支线电缆的电压损失,V。 ①变压器的电压损失
ΔUT=√3IT(RTcosφT+XTsinφT) (7-14) IT——变压器的计算电流,
IT=ST3UT2N (7-15)
RT——变压器的电阻,
URT=△PNT22N.TSNT (7-16)
2ΔPNT——变压器的负载损耗,可查表7-1或表7-2,W;
XT——变压器的电抗, XT?ZT?RT (7-17)
U ZT=US%2N.TSN.T ZT——变压器的阻抗,
222
US%——变压器阻抗百分数,查表7-1/表7-2,%。
ΦT——变压器的加权平均功率因数角,由式(7-5)的反函数求得; ST——变压器的计算容量,kV?A;
UT2N——变压器二次侧额定电压(按所选变压器的技术数据),V; STN——变压器的额定容量,MVA; ②负荷集中的干线电缆线路的电压损失ΔUm
PcaLms?103?Ums?UN?SCAms
③负荷沿线分布的干线电缆线路的电压损失ΔUms
?Ums??=in(PmsiLi?103)UN?SCA1
干线的电压损失应为各段电缆线路电压损失之和 ④支线电缆电压损失ΔUbl
ΔUbl=PblL×103/(UNγscAbl)(7-20) UN——支线电缆线路所在电网的额定电压,V; Lbl——支线电缆的长度、m; Abl——支线电缆的截面积、mm2;
γsc——支线电缆导体的电导率,查表7-10,m/(Ω?mm2); Pbl——支线电缆所带负荷的计算功率值(可近似取额定功率),kW。 4)按允许电压损失选择干线电缆截面 按允许电压损失选择干线电缆截面 ΔUms≤ΔUpms
△Upms=△UP-△UT-△Ubl △Upms——干线电缆的允许电压损失,V;
式整理后,得出其满足电压损失的最小截面为
Ams.min?Kde?PNLms?103UN?sc?Up.ms
根据上式的计算结果,选择标准截面不小于计算截面的电缆即可满足电压损失的要求。
(5)按允许电压损失校验电缆截面
如果电缆截面按其他条件已经选出,此时需按电压损失的条件校验电缆截面。校验时需按式