导线及电缆截面选择PPT讲稿.ppt
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1、导线及电缆截面选择第1页,共78页,编辑于2022年,星期六导线和电缆截面的选择计算导线和电缆截面的选择计算一、概述一、概述工厂电力线路的结构工厂电力线路的结构:架空线路或电缆线路,或两者的结合。:架空线路或电缆线路,或两者的结合。电力线路的材料电力线路的材料:铜或铝。高压大多用铝线,低压大多用铜线。:铜或铝。高压大多用铝线,低压大多用铜线。型号型号:TJ、LJ、LGJ、LYJ、BLX(BX)BLV(BV)、)、BLXF(BXF)、)、VLV(VV)、)、YJLV(YJV)TJ铜绞线;铜绞线;LJ铝绞线;铝绞线;LGJ钢芯铝绞线;钢芯铝绞线;LYJ架空绝缘电缆,铝芯绝缘导线,架空绝缘电缆,铝芯
2、绝缘导线,交联聚乙烯绝缘交联聚乙烯绝缘。另外还有另外还有聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘或或聚乙烯绝缘聚乙烯绝缘的架空线。的架空线。GJ钢绞线,一般作为接地引下线。钢绞线,一般作为接地引下线。氯丁橡皮绝缘氯丁橡皮绝缘铝芯橡皮绝缘线铝芯橡皮绝缘线铝芯塑料绝缘线铝芯塑料绝缘线铜芯塑料绝缘线铜芯塑料绝缘线聚氯乙烯绝缘铝芯聚氯乙烯绝缘铝芯电缆电缆交联聚乙烯绝缘铝芯交联聚乙烯绝缘铝芯电缆电缆图图铜芯橡皮绝缘线铜芯橡皮绝缘线p18第2页,共78页,编辑于2022年,星期六选择导线电缆的截面时应满足的条件:选择导线电缆的截面时应满足的条件:1、正常发热条件正常发热条件:正常运行时发热温度不超过允许值。正常运行时发热
3、温度不超过允许值。2、机械强度机械强度:不应小于机械强度要求的最小允许截面。选择截面时:不应小于机械强度要求的最小允许截面。选择截面时:AAmin,Amin可查可查附录表附录表14、15。电缆不必校验此项。电缆不必校验此项。3、电压损失条件电压损失条件:不应超过正常运行时允许的电压损失。工厂内较短不应超过正常运行时允许的电压损失。工厂内较短的高压线路可不校验此项。的高压线路可不校验此项。4、经济电流密度经济电流密度:适用于适用于35KV及以上的线路或低压特大电流的及以上的线路或低压特大电流的线路。线路。5、校验热稳定最小允许截面校验热稳定最小允许截面:,架空线不必架空线不必校验此项。校验此项。
4、u 对于绝缘导线和电缆,还应按额定电压条件选择。对于绝缘导线和电缆,还应按额定电压条件选择。返返20第3页,共78页,编辑于2022年,星期六根据实际经验,具体选择方法如下根据实际经验,具体选择方法如下:选择架空线选择架空线:1)当)当L2KM时时,可按照正常发热条件选择,再校验机械强度和电压,可按照正常发热条件选择,再校验机械强度和电压损失。损失。2)当)当L2KM时时,可按照电压损失选择,再校验正常发,可按照电压损失选择,再校验正常发 热条件和机械强热条件和机械强度。度。选择选择10KV及以下的电缆线时及以下的电缆线时:可按照正常发热条件选择,再校验电压损失:可按照正常发热条件选择,再校验
5、电压损失和热稳定最小允许截面。和热稳定最小允许截面。选择长距离大电流线路或选择长距离大电流线路或35KV及以上的线路时:及以上的线路时:应按照经济电流密度应按照经济电流密度确定经济截面,再校验其它条件。确定经济截面,再校验其它条件。第4页,共78页,编辑于2022年,星期六低压线路:低压线路:1 1)动力线)动力线,可按照正常发热条件选择,再校验机械强度和电压可按照正常发热条件选择,再校验机械强度和电压损失。损失。2 2)照明线)照明线,可按照电压损失选择,再校验机械强度和正常发热条件。,可按照电压损失选择,再校验机械强度和正常发热条件。按上述条件选择截面,容易满足要求,减少返工,按上述条件选
6、择截面,容易满足要求,减少返工,返返20第5页,共78页,编辑于2022年,星期六二、按发热条件选择导线和电缆的截面二、按发热条件选择导线和电缆的截面(一)按正常发热条件选择三相系统相线截面应满足:(一)按正常发热条件选择三相系统相线截面应满足:式中:式中:I Ial导线在一定环境温度下的允许载流量;导线在一定环境温度下的允许载流量;见附录表见附录表16-19。I I30线路的计算电流。线路的计算电流。K温度校正系数。温度校正系数。0 0导线允许载流量采用的温度,一般为导线允许载流量采用的温度,一般为2525。实际环境温度。一般取实际环境温度。一般取当地最热月平均最高气温当地最热月平均最高气温
7、当地最热月平均最高气温当地最热月平均最高气温,室内时,室内时 应加应加5 5。alal导线电缆正常工作时的最高允许温度。导线电缆正常工作时的最高允许温度。一般一般:铝导线为铝导线为70 70 ,铜导线为,铜导线为70-85 70-85 ,电缆为,电缆为60-80 60-80 。对变压器高压侧导线:对变压器高压侧导线:I I30=I I1NT对电容器的引入线对电容器的引入线:I I30=1.35 I INC第6页,共78页,编辑于2022年,星期六注意:注意:对低压绝缘导线和电缆,按发热条件选择时,还应注意与保护(熔断对低压绝缘导线和电缆,按发热条件选择时,还应注意与保护(熔断器和自动开关)的配
8、合,以避免发生线路已烧坏,而保护未动作的情况。器和自动开关)的配合,以避免发生线路已烧坏,而保护未动作的情况。对熔断器保护对熔断器保护:对自动开关保护对自动开关保护:Kol 的取值方法见课本的取值方法见课本p199、p206。(二)低压中性线和保护线截面的选择(二)低压中性线和保护线截面的选择1、中性线(、中性线(N线)的选择线)的选择不应小于三相系统的最大不平衡电流。不应小于三相系统的最大不平衡电流。1)一般三相四线制的一般三相四线制的中性线中性线截面:截面:A00.5A 或或 A0A2 2)两相三线及单相线路的中性线截面:两相三线及单相线路的中性线截面:A0=A3 3)三次谐波突出的三次谐
9、波突出的三相四线制的三相四线制的中性线截面:中性线截面:A0A(一般取(一般取A0=A)中性线中性线相线相线绝缘导线及电缆允许的短时过负绝缘导线及电缆允许的短时过负荷倍数荷倍数变压器接线方式为变压器接线方式为,yn0变压器接线方式为变压器接线方式为D,yn11第7页,共78页,编辑于2022年,星期六低压设计规范规定:低压设计规范规定:当当A 16mm16mm2 2时时,APEA (一般取(一般取A0=A)当当16mm16mm2 2 A35mm35mm2 2时时,APE 16mm16mm2 2当当A35mm35mm2 2时时,APE 0.5 0.5A3 3、保护中性线截面(、保护中性线截面(P
10、ENPEN线的选择)的选择线的选择)的选择应同时满足应同时满足1 1、2 2的条件。的条件。例题例题5-15-12 2、保护线截面(保护线截面(PEPE线)线)的选择的选择 应考虑到单相短路电流通过应考虑到单相短路电流通过PE线时的热稳定度。线时的热稳定度。第8页,共78页,编辑于2022年,星期六 有一条采用有一条采用BLX-500BLX-500型铝芯橡皮线明敷的型铝芯橡皮线明敷的220/380V220/380V的的TN-STN-S线路,线路计算电线路,线路计算电流为流为150A150A,当地最热月平均最高气温为,当地最热月平均最高气温为+30+30。试按发热条件选择此线路的导线。试按发热条
11、件选择此线路的导线截面。截面。解:解:1 1、相线截面、相线截面A的选择的选择查查附录表附录表19-119-1:环境温度为:环境温度为3030时,明敷的时,明敷的BLX-500BLX-500型截面为型截面为50mm50mm2 2的铝芯橡皮线的铝芯橡皮线I Ial=163AI I30=150A,满足发热条件。则选得相线截面为:满足发热条件。则选得相线截面为:A=50mm=50mm2 2校验机械强度校验机械强度:查附录表:查附录表1515,假设为室外明敷且,假设为室外明敷且15m15mL25mL25m,查得:查得:A Aminmin=10mm=10mm2 2。则则 AAmin,满足机械强度要求。满
12、足机械强度要求。例题例题第9页,共78页,编辑于2022年,星期六3 3、保护线截面的选择、保护线截面的选择因因A 35mmmm2 2,故选,故选APE0.5A=25mm=25mm2 2校验机械强度:校验机械强度:A Aminmin=10mm=10mm2 2。则则 AAmin,满足机械强度要求。满足机械强度要求。所选导线型号可表示为:所选导线型号可表示为:BLX-500-BLX-500-(350+125+PE25350+125+PE25)。2 2、中性线的选择、中性线的选择因因A00.5A,选选A0 0=25mm=25mm2 2。校验机械强度校验机械强度:因:因A Aminmin=10mm=1
13、0mm2 2。则则 AAmin,满足机械强度要求。满足机械强度要求。第10页,共78页,编辑于2022年,星期六三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面目的目的:使年运行费用低,有色金属消耗量小来进行选择。:使年运行费用低,有色金属消耗量小来进行选择。年运行费年运行费:包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。:包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。线路折旧费线路折旧费=线路投资线路投资/折旧年限折旧年限图图5-28:曲线曲线1:(线路折旧费线路折旧费+线路维修管理费线路维修管理费)与导线截面的关系;与导线截面的关系;曲线曲线2:电能损耗费与导线截面的关系;
14、:电能损耗费与导线截面的关系;计算经济截面的公式为:计算经济截面的公式为:式中:式中:经济电流密度。经济电流密度。见表见表5-3。年运行费年运行费与与导线截面导线截面的关系。的关系。第11页,共78页,编辑于2022年,星期六第12页,共78页,编辑于2022年,星期六线路电压损失的计算线路电压损失的计算定义定义:电压降电压降线路始末两端电压的相量差;线路始末两端电压的相量差;电压损失电压损失线路始末两端电压的数值差。线路始末两端电压的数值差。(一)线路末端接有一集中负荷的三相线路(一)线路末端接有一集中负荷的三相线路UU的计算的计算1 1、线路末端接有一集中负荷的三相线路线路末端接有一集中负
15、荷的三相线路UU的计算的计算因为三相对称,因为三相对称,等值电路为:等值电路为:矢量图:矢量图:取一相分析取一相分析:g第13页,共78页,编辑于2022年,星期六 由矢量图可看出由矢量图可看出:电压损失为:电压损失为ae段。为计算方便,用段。为计算方便,用ad段代替段代替ae段。段。其误差为实际电压损失的其误差为实际电压损失的5%以内。以内。ae段为:段为:UUad=af+fd=IRcosad=af+fd=IRcos+IXsinIXsin 用线电压的电压损失表示为:用线电压的电压损失表示为:式中:式中:P Q UP Q UX X R XR X单位分别为:单位分别为:W var V W var
16、 V ,或:或:KW Kvar KV KW Kvar KV 。第14页,共78页,编辑于2022年,星期六用百分数表示时:用百分数表示时:式中:式中:P Q UP Q UX X R XR X单位为:单位为:W W varvar V V 。若用若用kWkW kvarkvar kV kV 表示时:表示时:或表示为:或表示为:式中:式中:P Q UP Q UX X R XR X单位为:单位为:kW kvar kV kW kvar kV 。第15页,共78页,编辑于2022年,星期六线路各段接有负荷时的三相线路线路各段接有负荷时的三相线路UU的计算的计算以三个集中负荷为例:以三个集中负荷为例:见下图见
17、下图:AB有两种计算方法:有两种计算方法:1 1)计算各段线路的)计算各段线路的UU然后叠加然后叠加每一段线路通过的总负荷功率如图所示。每一段线路通过的总负荷功率如图所示。线段线段 :线段线段 :线段线段 :第16页,共78页,编辑于2022年,星期六线路各段的电压损失为:线路各段的电压损失为:段段:段:段:段:段:总的电压损失通用式为:总的电压损失通用式为:2 2)计算各负荷单独作用时的电压损失,然后叠加。)计算各负荷单独作用时的电压损失,然后叠加。分别计算出三段线路的总阻抗分别计算出三段线路的总阻抗Ri i Xi i(见上页图)见上页图)第一第一段:段:第二第二段段:第三第三段段:总的电压
18、损失通用式为:总的电压损失通用式为:第17页,共78页,编辑于2022年,星期六对于无电感的线路对于无电感的线路,即,即cos1或或x=0 的线路,线路电压损耗为:的线路,线路电压损耗为:或表示为或表示为:式中:式中:的单位为的单位为V;的单位为的单位为KW;为导线的电导率为导线的电导率,单位为单位为m/.mm2;A为导线的截面,为导线的截面,mm2;L的单位为的单位为m;M为功率矩,为功率矩,KW.m;C为计算系数,可为计算系数,可查表查表5-4。对于均一无感的对于均一无感的单相交流单相交流和和直流线路直流线路,因负荷电流要通过来回两根导线,阻,因负荷电流要通过来回两根导线,阻抗增大了一倍,
19、所以电压损耗应为一根导线上的两倍,即:抗增大了一倍,所以电压损耗应为一根导线上的两倍,即:第18页,共78页,编辑于2022年,星期六第19页,共78页,编辑于2022年,星期六对于均一无感的两相三线线路,可推导出:推导略对于均一无感的两相三线线路,可推导出:推导略.在工业企业电力网络中,由于线路的总长度不长,通常在工业企业电力网络中,由于线路的总长度不长,通常各段导线的结各段导线的结构和截面都一样构和截面都一样,则:,则:R=RR=R0 0L L,X=XX=X0 0L L或或r=Rr=R0 0 ,x=Xx=X0 0 。R R0 0 X X0 0单位长度的电阻、电抗,见单位长度的电阻、电抗,见
20、附录表附录表6 6。此公式常用此公式常用第20页,共78页,编辑于2022年,星期六 试验算例试验算例5-3所选所选LGJ-50LGJ-50型型(35kV)(35kV)钢芯铝绞线是否满足允许电压钢芯铝绞线是否满足允许电压损失损失5%的要求。已知该线路导线为的要求。已知该线路导线为水平等距排列水平等距排列,相邻,相邻线距为线距为1.6m1.6m。线线路全长路全长5km5km。解:解:由例由例5-3知知P P3030=2500kW=2500kW,cos=0.7=0.7,因此,因此tantan =1=1,Q Q3030=2500kvar2500kvar。利用利用A=50mmA=50mm2 2(LGJ
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