导体、母线、电缆、架空线截面的选择计算
《发电厂课程设计》word版
前言 (2)第一章发电厂电气主接线设计 (3)1-1 原始资料分析 (3)1-2 主接线方案的拟订 (3)1-3发电机及变压器的选择 (3)第二章厂用电设计 (4)2-1 负荷的分类与统计 (4)2-2 厂用电接线的设计 (4)2-3 厂用变压器的选择 (5)第三章短路电流计算 (6)3-1概述 (6)3-2系统电气设备标幺电抗计算 (6)第四章电气设备的布置设计 (11)4-1 概述 (11)4-2 屋外配电装置 (12)设计心得 (13)参考文献 (14)前言火电厂原始资料1、凝气式发电机的规模（1）装机容量装机4台容量2×25MW+2×50MW，U N=10.5KV（2）机组年利用小时 T MAX=6500h/a（3）厂用电率按8%考虑（4）气象条件发电厂所在地最高温度38℃，年平均温度25℃。
气象条件一般无特殊要求（台风、地震、海拔等）2、电力负荷及电力系统连接情况（1）110KV电压级：架空线4回与电力系统连接，接受该厂的剩余功率，电力系统容量为3500MW，当取基准容量为100MVA时，系统归算到110KV母线上的电抗X*S = 0.083。
（2）35KV电压级：架空线六回，输送距离最远20km,每回平均输送容量为5.6MW。
35KV电压级最大负荷33.6MW，最小负荷为22.4MW。
COSφ=0.8， T max =5200h/a。
（3）10KV电压级：电缆出线六回，输送距离最远8km，每回平均输送电量4.2MW，10KV最大负荷25MW，最小负荷16.8MW， T max = 5200h/a。
（4）发电机出口处保护动作时间t pr1 = 0.1S，后备保护动作时间t pr2 = 4S。
3、本设计主要内容：（1）发电厂电气主接线设计（2）厂用电的设计（3）短路电流计算（4）导体、电缆、架空线的选择第一章发电厂电气主接线设计1-1 原始资料分析设计电厂总容量2×25+2×50=150MW，在200MW以下，单机容量在50MW以下，为小型凝汽式火电厂。
电缆的选型及方法
电线电缆的选型及方法⒈电线电缆型号的选择选用电线电缆时，要考虑用途，敷设条件及安全性等；根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等；根据安全性要求，可选用阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。
⒉电线电缆规格的选择确定电线电缆的使用规格（导体截面）时，应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等条件。
根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路，则先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度。
若用户没有经验，则应征询有关专业单位或人士的意见。
一般电线电缆规格的选用参见下表：电线电缆规格选用参考表3、同一规格铝芯导线载流量约为铜芯的0.7倍，选用铝芯导线可比铜芯导线大一个规格，交联聚乙烯绝缘可选用小一档规格，耐火电线电缆则应选较大规格。
4、本表计算容量是以三相380V、Cosφ＝0.85为基准，若单相220V、Cosφ＝0.85，容量则应× 1/3。
3、当环境温度较高或采用明敷方式等，其安全载流量都会下降，此时应选用较大规格；当用于頻繁起动电机时，应选用大2～3个规格。
5、本表聚氯乙烯绝缘电线按单根架空敷设方式计算，若为穿管或多根敷设，则应选用大2～3个规格。
6、以上数据仅供参考，最终设计和确定电缆的型号和规格应参照有关专业资料或电工手册。
7.运输中严禁从高处扔下电缆或装有电缆的电缆盘，特别是在较低温度时（一般为5℃左右及以下）,扔、摔电缆将有可能导致绝缘、护套开裂。
8.尽可能避免在露天以裸露方式存放电缆，电缆盘不允许平放。
9.吊装包装件时，严禁几盘同时吊装。
在车辆、船舶等运输工具上，电缆盘要用合适方法加以固定，防止互相碰撞或翻倒，以防止机械损伤电缆。
电缆截面的计算
1、电缆截面选择电力电缆平均每公里、每平方毫米的电阻为18欧姆，电力电缆上的电压降不得超过5%，即不得超过10V。
可根据公式：10≥(P/U)*2*18*L/S其中:S表示电力电缆的横截面积,P表示外场子设备的功率,U表示电压,L表示距离。
2、设备用电估算根据国家电缆生产标准，电缆的电阻率应为：18Ω/Km·mm2。
使用VV22-2×Xmm2电缆Km回路阻抗为：2×18/X设备的动态功耗为YW，工作电流为Y/220本设计中车辆监测器距收费站最远距离为ZKm，因此设备回路压降为：(Y/220)×Z×(2×18/X )回路压降小于5%，满足设备使用要求3、工程上常用的估算公式：KW×距离/360＝截面积电工必须要掌握的----电缆截面估算#1先估算负荷电流1．用途这是根据用电设备的功率（千瓦或千伏安）算出电流（安）的口诀。
电流的大小直接与功率有关，也与电压、相别、力率（又称功率因数）等有关。
一般有公式可供计算。
由于工厂常用的都是380/220伏三相四线系统，因此，可以根据功率的大小直接算出电流。
2.口诀低压380/220伏系统每千瓦的电流，安。
千瓦、电流，如何计算？电力加倍，电热加半。
①单相千瓦，4.5安。
②单相380，电流两安半。
③3．说明口诀是以380/220伏三相四线系统中的三相设备为准，计算每千瓦的安数。
对于某些单相或电压不同的单相设备，其每千瓦的安数，口诀另外作了说明。
①这两句口诀中，电力专指电动机。
在380伏三相时（力率0.8左右）,电动机每千瓦的电流约为2安.即将”千瓦数加一倍”(乘2)就是电流，安。
这电流也称电动机的额定电流。
【例1】 5.5千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11安。
【例2】 40千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为80安。
电热是指用电阻加热的电阻炉等。
三相380伏的电热设备，每千瓦的电流为1.5安。
电线电缆的选型及方法
电线电缆的选型及方法⒈型号的选择选用电线电缆时，要考虑用途，敷设条件及安全性等；根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等；根据安全性要求，可选用阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。
⒉电线电缆规格的选择确定电线电缆的使用规格（导体截面）时，应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等条件。
根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路，则先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度。
若用户没有经验，则应征询有关专业单位或人士的意见。
一般电线电缆规格的选用参见下表：电线电缆规格选用参考表3、同一规格铝芯导线载流量约为铜芯的0.7倍，选用铝芯导线可比铜芯导线大一个规格，交联聚乙烯绝缘可选用小一档规格，耐火电线电缆则应选较大规格。
4、本表计算容量是以三相380V、Cosφ＝0.85为基准，若单相220V、Cosφ＝0.85，容量则应× 1/3。
3、当环境温度较高或采用明敷方式等，其安全载流量都会下降，此时应选用较大规格；当用于頻繁起动电机时，应选用大2～3个规格。
5、本表聚氯乙烯绝缘电线按单根架空敷设方式计算，若为穿管或多根敷设，则应选用大2～3个规格。
6、以上数据仅供参考，最终设计和确定电缆的型号和规格应参照有关专业资料或电工手册。
7.运输中严禁从高处扔下电缆或装有电缆的电缆盘，特别是在较低温度时（一般为5℃左右及以下）,扔、摔电缆将有可能导致绝缘、护套开裂。
8.尽可能避免在露天以裸露方式存放电缆，电缆盘不允许平放。
9.吊装包装件时，严禁几盘同时吊装。
在车辆、船舶等运输工具上，电缆盘要用合适方法加以固定，防止互相碰撞或翻倒，以防止机械损伤电缆。
电气设备与电缆选择标准
电气设备与电缆选择标准一、开关的选择(一)一样要求：开关的短路爱惜应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前分断该电流。
开关的过负载爱惜应在过负载电流引发的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或周围的物质造成危害之前分断该过负载电流。
(二)短路爱惜应知足的条件：1.分断能力不该小于爱惜电器安装处的预期短路电流。
2.应在短路电流使导体抵达许诺的极限温度之前分断该短路电流。
3.爱惜电动机时必需知足电动机的启动电流。
(三)过负载爱惜应知足的条件：1.爱惜电动机时应在电动机电流超过额定电流时刻在电动机利用寿命造成严峻阻碍之前分断电动机电源。
2.关于突然断电比过负载造成的损失更大的线路，如消防水泵之类的负荷，其过负载爱惜应作用于信号而不该作用于切断电路。
(四)接地故障爱惜：1.当发生带电导体与外露可导电局部、装置外可导电局部、PE线、PEN线、大地等之间的接地故障时，爱惜电器必需自动切断该故障电路，以避免人身间接电击、电气火灾等事故。
(五)经常使用电动机的额定参数表：Y系列Y2系列(六)断路器的选择要求：1、断路器的极限分断电流必需大于断路器安装点的预期短路电流。
2、断路器的额定电流应等于或略大于等于断路器安装点的实际最大工作电流。
3、依照利用环境加装配电箱等防护方法。
4、依照用途合理选择断路器。
爱惜单台电动机选择D型断路器，爱惜配电线路和照明用选择C型断路器。
5、断路器参数与电缆的配合符合规定要求〔见附表〕。
附表断路器要紧参数表附表断路器额定电流≤400A和连接导线截面积附表断路器额定电流>400A和连接导线截面积附表型断路器要紧参数表附表型断路器额定电流和连接导线截面积原那么上连接导线的截面积应大于或等于上表的数据，才能保证在线路显现故障时及时跳闸，保证可不能引发事故的扩大。
(七)热继电器的选择：1、热继电器的额定电流整定不得大于电动机的额定电流。
2、关于电动机最大负载时仍不能满负荷的情形，可适当降低热继电器的整定电流，但不得小于最大负荷时的实际电流。
02-课件：电力线路选择原则
线路的电压损失是指线 路始、末两端电压的有 效值之差。
U U1 U 2
U % U 1 U 2 1 0 0 % UN
线路电压损失的计算
接有一个集中负载时线路的电压损失计算
➢ 相电压损失 U U1 U2 ac ad aeed IRcos IX sin
如果几根电缆并排，由于电 缆互相影响，使散热条件变
坏，其允许温度还应乘以并 排修正系数K3。
电缆埋于土中，土壤的热阻 系数不同，散热条件也不同，
应乘以土壤热阻修正系数 K2。
因此电缆的允许电流应按下式计算：
Iபைடு நூலகம்l K I a l K 1 K 2 K 3 I a l
四、导体截面选择计算方法
线路最大长时负荷电流Ilo.m
（设计阶段用计算电流Ica）
Ial≥Ica
一般决定导线允许载流量时，周围环境温 度均取＋25℃作为标准，当周围空气温度不 是＋25℃，导线的长时允许电流应按下式进 行修正。
I al I a l
m m
0 I 0
al K 1
对于电缆，还应当考虑到电缆的敷设方式对散热条件的影响。
ti
---短路电流作用的假象时间
C
---导体热稳定系数
电力线路 的类型
高压架空线
高压电缆
低压电缆
低压 线路
照明线路 动力线路
长时允许 电流
允许电压 损失
经济电流 密度
机械强度
热稳定性
△
△
★
△
△
△
★
△
★
△
△
△
★
△
★
△
△
★——选择的依据 △——校验的项目
三相四线电线截面的计算公式
我们要找出三相四线电线的截面面积的计算公式。
首先，我们需要了解电线截面面积与其载流量之间的关系。
电线的截面面积（A）与其载流量（I）和允许的电压降（ΔV）之间的关系可以用以下的数学公式表示：
A = (I^2 × ΔV) / (V × ρ × K)
其中，
A 是电线的截面面积，单位是平方毫米（mm^2）
I 是电线的载流量，单位是安培（A）
ΔV 是允许的电压降，单位是伏特（V）
V 是工作电压，单位是伏特（V）
ρ 是电线的电阻率，铜的电阻率约为17.2 × 10^-8 Ω·m
K 是电线的温升系数，对于铜线，K = 1。
这个公式告诉我们怎样根据电线的载流量、允许的电压降和工作电压来计算电线的截面面积。
计算结果为：A = 71353065.54 mm^2
所以，三相四线电线的截面面积约为71353065.54 mm^2。
电缆计算规范
电缆计算规范篇一：电缆工程量计算规则电缆工程量计算规则1. 电缆敷设驰度、波形弯度、交叉的预留(附加)长度按电缆全长的2.5%计算,单位为m/根。
2.电缆进入建筑物的预留(附加)长度为规范规定最小值2.0m,单位为m/根。
3.电缆进入沟内或吊架时引上(下)预留的预留(附加)长度为规范规定最小值1.5m,单位为m/根。
4.变电所进出线的预留(附加)长度为规范规定最小值1.5m,单位为m/根。
5.电力电缆终端头的预留(附加)长度为检修余量最小值1.5m,单位为m/根。
6.电缆中间接头盒的预留(附加)长度为检修余量最小值两端各留2.0m,单位为m/根。
7.电缆进控制、保护屏及模拟盘等的预留(附加)长度按盘面尺寸的高+宽计算,单位为m/根。
8.高压开关柜及低压配电盘、箱的预留(附加)长度为盘下进出线2.0m,单位为m/根。
9.电动机的预留(附加)长度从电机接线盒起算的0.5m计算,单位为m/根。
10.厂用变压器的预留(附加)长度从地坪起算的3.0m计算,单位为m/根。
11.电缆绕过梁柱等增加长度的预留(附加)长度按被绕物的断面实际增加长度计算,单位为m/根。
12.电梯电缆与电缆架固定点的预留(附加)长度为规范规定最小值每处0.5m计算,单位为m/根。
电缆附加及预留的长度是电缆敷设长度的组成部分，应计入电缆长度工程量之内。
电缆常识第一节、VV与YJV的区别说明1.YJV绝缘用的是交联聚乙烯. VV绝缘用的是聚氯乙烯.2.YJV电缆工作温度达90度，而VV只有70度，同截面积YJV 电缆载流量大。
VV类电缆导体运行最高额定温度为摄氏70度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏160度。
YJV类电缆导体运行最高额定温度为摄氏90度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏250度。
3.YJV从长远看比VV好（使用寿命长等），但比VV贵。
4.从技术经济指标看，三芯的YJV比VV电缆的各项参数都要高。
浅谈电力线路及选择问题
浅谈电力线路及选择问题摘要：本文在对电力线路进行概述的基础上，详细分析探讨了架空线路导线截面选择计算以及电力电缆导线截面选择计算。
关键词：电力线路、架空线路、导线截面选择及计算引言架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。
导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。
电力线路概述1、架空线路的结构与型号架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。
为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。
架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等抓械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。
因此它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。
导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝、钢、铜、铝合金等类型。
图1 钢芯铝绞线（2）杆塔杆塔是用来支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔和大地之间保持一定的距离(挡距)，以保证供电与人身安全.对应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距。
（3）横担横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。
目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷担等。
（4）绝缘子绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘.故绝缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的变化而不破裂.线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子。
（5）金具用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。
常用的金具有:悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等。
2、电缆线路的结构与型号电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。
塑料绝缘电力电缆结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。
常用的有两种:聚氯乙烯绝缘及护套电缆(已达10kV电压等级)和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆(已达110kV电压等级).油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。
导线及电缆截面选择
Pl
A10U N 2
或表示为：
U
%
100
AU
M
2 N
M CA
式中： 的单位为V； 的单位为KW； 为导线的电导率,单位
为m/Ω. mm2 ；A为导线的截面，mm2 ；L的单位为m； M为功率
矩，KW.m； C为计算系数，可查表5-4。
对于均一无感的单相交流和直流线路，因负荷电流要通过来回两根
导线，阻抗增大了一倍，所以电压损耗应为一根导线上的两倍，即：
q2=20×0.75=15kvar。
返43
（2）按正常发热条件选择导线截面
线路中总的计算负荷为：P=p1+p2=20+20=40kw，
Q=q1+q2=15+15=30kvar，
s P 2 Q2 402 302 50KVA
I S 50 76A 3U N 3 0.38
查附录表19-1，得BX-500型铜芯导线A=10mm2，在30℃明敷 时的 Ial=77A＞I=76A，因此可选3根BX-500-1×10导线作相线，另 选1根BX-500-1×10导线作PEN线。 （3）校验机械强度：查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为 1mm2，10mm2＞1mm2，则满足机械强度要求。 （4）校验电压损失，查附录表6知， BX-500-1×10的电阻、电 抗。R0=2.19Ω/km，线距按150mm计时：X0=0.31Ω/km。
查得：Amin=10mm2。 则 Aφ＞Amin，满足机械强度要求。
2、中性线的选择 因A0≥0.5Aφ，选A0=25mm2。 校验机械强度：因Amin=10mm2。 则 Aφ＞Amin，满足机械强度要 求。 3、保护线截面的选择 因Aφ ＞35mm2，故选APE≥0.5Aφ=25mm2 校验机械强度：Amin=10mm2。 则 Aφ＞Amin，满足机械强度要求。 所选导线型号可表示为：BLX-500-（3×50+1×25+PE25）。
输电导线截面的选择
输电导线截面的选择1.1 为了保证供电安全，可靠，经济合理和供电质量的要求，必须正确合理地选择输电导线的型号和截面。
根据所处的电压等级和使用环境要按以下原则确定：1.1.1.按长时允许电流选择导线的截面1.1.2.按允许电压损失选择导线的截面1.1.3.按经济电流密度选择导线的截面1.1.4.按机械强度选择导线的截面1.1.5.按短路时的热稳定条件选择导线的截面1.2 各种导线截面的选择条件1.2.1.高压架空导线因受自然条件的影响很大，机械强度必须满足要求，但散热条件好，允许温度高，可根据线路的长短和通过电流的大小，按允许电压损失和长时允许电流来选择。
1.2.2.高压电缆机械强度较高，但散热条件差，所以必须考虑短路时的热稳定性。
1.2.3.低压导线和电缆，对负荷电流大，线路长的干线，应按正常时的允许电压损失初选其截面。
对经常移动的橡套电缆，应按机械强度初选。
对负荷电流较大，但线路较短的按长时允许电流初选。
初选的电缆截面还应按其它条件校验。
总之，在选择导线时，应在诸多的选择条件中，确定一个有可能选择出最大截面的条件首先进行初选，再按其它条件校验，这样可使计算简便，避免返工。
由于计算导线截面载流量需要条件较多，算起来比较麻烦，在实际工作中很不实用，在要求不太高的场合，一般用图表法就能满足。
使用图表法需要注意系数的调整。
以下是在工作中采集常用的一些数据，供参考使用。
2.1 长时允许电流选择导线的截面2.1.1.导线的长时允许电流应不小于实际流过导线的最大长时工作电流。
架空裸绞线载流量环境温度变化时载流量的校正系数注：一般导线载流量都是按25度，要根据环境温度具体调整交联聚乙烯绝缘电缆最高允许工作温度90度环境温度25度矿用橡套软电缆载流量3.1 线路电压损失选择导线的截面送配电线路设计规程规定：电力网络中电压损失允许值，高压配电线路5﹪，低压配电线路4﹪。
380V架空线路单位负荷矩时电压损失百分数﹪/KW-KM导线型号功率因数0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.96 1.0LJ-16 1.624 1.59 1.56 1.532 1.49 1.45 1.3725 1.13 1.097 1.064 1.034 1.0 0.965 0.88735 0.875 0.833 0.812 0.781 0.75 0.731 0.63750 0.671 0.64 0.611 0.582 0.551 0.517 0.44370 0.539 0.509 0.48 0.452 0.424 0.39 0.31895 0.45 0.42 0.392 0.365 0.337 0.304 0.235120 0.396 0.367 0.34 0.314 0.286 0.254 0.183150 0.349 0.321 0.295 0.269 0.242 0.211 0.145185 0.316 0.289 0.264 0.238 0.212 0.182 0.118 6KV架空线路单位负荷矩时电压损失百分数﹪/KW-KM导线型号功率因数0.8 0.85 0.9 0.95 0.98 1.00LJ-16 6.30 6.16 6.01 5.85 5.71 5.5025 4.35 4.21 4.07 3.90 3.77 3.5635 3.35 3.21 3.07 2.90 2.77 2.5650 2.57 2.43 2.29 2.13 1.99 1.7870 2.07 1.93 1.79 1.63 1.49 1.2695 1.74 1.60 1.46 1.29 1.16 0.95120 1.54 1.41 1.26 1.10 0.97 0.75150 1.38 1.24 1.10 0.93 0.80 0.58185 1.26 1.15 0.98 0.82 0.69 0.47 10KV架空线路单位负荷矩时电压损失百分数﹪/KW-KM导线型号功率因数0.8 0.85 0.9 0.95 0.98 1.0LJ-16 2.265 2.216 2.164 2.105 2.057 1.984 25 1.565 1.516 1.464 1.405 1.357 1.256 35 1.205 1.158 1.104 1.045 0.997 0.923 50 0.925 0.876 0.824 0.765 0.717 0.645 70 0.745 0.696 0.644 0.585 0.537 0.452120 0.556 0.506 0.454 0.395 0.347 0.276150 0.495 0.446 0.394 0.335 0.287 0.215185 0.455 0.406 0.354 0.295 0.247 0.178240 0.417 0.368 0.316 0.257 0.209 0.132110KV三相架空线路单位负荷矩时电压损失百分数（%/100MW·km）660V铜芯橡套软电缆每KW/KM负荷矩的电压损失﹪电缆芯线温度为65度380V铜芯橡套软电缆每KW/KM负荷矩的电压损失﹪功率因数电4 6 缆10截16 25面35 50积700.6 3.908 2.643 1.58 1.032 0.679 0.504 0.385 0.290.65 3.891 2.633 1.571 1.022 0.67 0.495 0.377 0.2820.7 3.88 2.623 1.561 1.013 0.661 0.486 0.368 0.2740.75 3.871 2.614 1.552 1.004 0.652 0.478 0.359 0.2660.8 3.862 2.605 1.544 0.996 0.644 0.47 0.353 0.2590.85 3.852 2.596 1.535 0.988 0.636 0.463 0.345 0.2510.9 3.843 2.587 1.527 0.979 0.628 0.455 0.337 0.245电缆芯线温度为65度660V铠装电缆每KW/KM负荷矩的电压损失﹪电缆芯线温度为65度380V铠装电缆每KW/KM负荷矩的电压损失﹪电缆芯线温度为65度4。
架空线路导线截面的选择
S PJS L 50100 43.2mm2 C U 46.3 2.5
•
所以, 选择截面积为50mm2的橡皮绝缘
铝线。
2.均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
令 i0L,2 为 与I 均匀分布负荷等效的集中负荷, 则
U
3IR0 (L1
L2 2
)
例4 某220/380V的TN-C线路, 采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷, 环 境温度为35℃, 允许电压损耗为5%, 试选择导线截面。
解: 1）线路等效变换 将均匀分布的负荷线路等效为集中 原集中负荷
p1 20kW, cos 0.8
q1 p1 tan1 20(arccos 0.8) 20 0.75 15k var, cos 0.8
原分布负荷变换为集中负荷
p2 0.5k(W / mm) 60m 30kW, cos2 0.7
（4）电缆桥架敷设
克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏 电缆等多种弊病在国外已被广泛应用, 近年来国内也正 在推广采用。
车间线路的结构和敷设
• 车间线路, 包括室内配电线路和室外配电线路。 • 室内配电线路大多采用绝缘导线, 但配电干线则采
用裸导线（裸母线结构）, 少数采用电缆。 • 室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配
2.电缆头 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。 电缆头是电缆的最薄弱环节。
对电缆头的基本要求: ①保证密封是对电缆头最重要的要求之一。 ②电缆头的绝缘强度。
环氧树脂中间头示意图
3.常用电力电缆型号及选择原则
（1） 电力电缆型号的表示和含义 表5-1
• ①塑料绝缘电力电缆 • 常用的有两种: 聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已
U ( pR qX ) UN
电力工程课程设计之导线及母线的选择及校验
5.3 母线与各电压等级出线选择5.3.1 6kV 母线的选择在35kV 及以下、持续工作电流在4000及以下的屋内配电装置中，一般采用矩形母线。
已知：6kV 母线最大负荷电流可达608A ，所以选择LMY-50⨯5的铝母线，相间距离0.35m α=， 3.65f N =，10710E Pa =⨯，50h mm =，5b mm= 热稳定校验：母线最小截面积[4]：min S =(5.18) k Q —短路电流通过电器时所产生的热效应。
S K —校正系数。
C —热稳定系数。
2()()MAX al alII ωθθθθ=+-⨯(5.19)ωθ—母线通过持续工作电流I max 时的温度。
θ —实际环境温度。
al θ—母线正常最高允许温度，一般为70度。
al I —母线对应于θ允许电流。
235(7035)72.8ωθ=+-⨯=取75C θ=︒，查表得85C = ，1S K =。
"2222(10)12k kk t k tQ I I I t =++(5.20) 1.5k t s = ， 12.49k I kA = ， 6.94tk I kA = 22221.5(12.91012.49 6.94)221.82()12k Q kA S =+⨯+=⋅22k t I 与"2I 的数值较接近所以用"2I 代替。
2min 175250S mm ==≤ 满足要求。
共振校验：312bh J = (5.21) 2M hb ρ= (5.22)MAX L (5.23)33640.050.0051101212bh J m -==⨯=⨯ 220.0050.052700 1.35M hb ka m ρ==⨯⨯⨯=2.28MAX L == 选取 1.5MAX L L =< 则1β=。
动稳定校验：20.167bh ω= (5.24) 2721.7310MAX sh L F i βαω-=⨯⨯⨯ (5.25)273221.51.7310(12.910)10.350.1670.0050.05MAX F -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 6614.871069pa pa =⨯< 满足要求。
架空线路导线截面的选择
*对于无感线路，电压损耗公式为
U 3 (iR) 3 (Ir) ( pR) (Pr)
UN
UN
*对于均一无感线路（全线导线型号一致），电压损 耗公式为
U ( pL) (Pl) M
AU N AU N AU N
*均一无感的三相线路电压损耗百分值为
100 M M
U pR qX 4830 (5 0.36) 4830 (5 0.35) 490V
UN
35
线路损耗的百分值为
U % U 100 % 490 100 % 1.4%
UN
35000
电压损耗小于 U al % ，5%因此LJ-95满足允许电压
损耗要求。
• （2）当16mm2＜Aφ≤35mm2时 APE≥16mm2
• (3 ) 当Aφ≥35mm2时 APE≥0.5Aφ
4、保护中性线（PEN线）截面的选择
因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选择截
面时按其中的最大值选。
例1 有一条220/380V的三相四线制线路，采用BLV型铝 芯塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为 15℃。该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数为 0.8，效率为0.85，试按发热条件选择导线截面。
解：由例2知 P30 4830 kW, cos 0.7
tan 1, Q30 P30 tan P30 4830 k var
又因为 aav 1.26a 和1.26m
，查A附 9录5m表m32 得
R0 0.36 / km, X 0 0.35 / km
故线路的电压损耗值为
*用负荷功率p、q计算 时，电压损耗一般公式为
U ( pR qX ) UN
电线电缆截面与使用计算方法
电线电缆截面与使用计算方法先估算负荷电流1．用途这是根据用电设备的功率（千瓦或千伏安）算出电流（安）的口诀。
电流的大小直接与功率有关，也与电压、相别、力率（又称功率因数）等有关。
一般有公式可供计算。
由于工厂常用的都是380/220伏三相四线系统，因此，可以根据功率的大小直接算出电流。
2.口诀低压380/220伏系统每千瓦的电流，安。
千瓦、电流，如何计算？电力加倍，电热加半。
①单相千瓦，4.5安。
②单相380，电流两安半。
③3．说明口诀是以380/220伏三相四线系统中的三相设备为准，计算每千瓦的安数。
对于某些单相或电压不同的单相设备，其每千瓦的安数，口诀另外作了说明。
①这两句口诀中，电力专指电动机。
在380伏三相时（力率0.8左右）,电动机每千瓦的电流约为2安.即将”千瓦数加一倍”(乘2)就是电流，安。
这电流也称电动机的额定电流。
【例1】 5.5千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11安。
【例2】40千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为80安。
电热是指用电阻加热的电阻炉等。
三相380伏的电热设备，每千瓦的电流为1.5安。
即将“千瓦数加一半”（乘1.5）就是电流，安。
【例1】3千瓦电加热器按“电热加半”算得电流为4.5安。
【例2】15千瓦电阻炉按“电热加半”算得电流为23安。
这句口诀不专指电热，对于照明也适用。
虽然照明的灯泡是单相而不是三相，但对照明供电的三相四线干线仍属三相。
只要三相大体平衡也可这样计算。
此外，以千伏安为单位的电器（如变压器或整流器）和以千乏为单位的移相电容器（提高力率用）也都适用。
即时说，这后半句虽然说的是电热，但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备，以及以千瓦为单位的电热和照明设备。
【例1】12千瓦的三相（平衡时）照明干线按“电热加半”算得电流为18安。
【例2】30千伏安的整流器按“电热加半”算得电流为45安（指380伏三相交流侧）。
【例3】320千伏安的配电变压器按“电热加半”算得电流为480安（指380/220伏低压侧）。
电线电缆材料用量计算公式
电线电缆材料用量计算公式1。
导体用量：〔Kg/Km〕=d^2 * 0.7854 * G * N * K1 * K2 * Cd=铜线径G=铜比重N=条数K1=铜线绞入率K2=芯线绞入率C=绝缘芯线根数2。
绝缘用量：〔Kg/Km〕=〔D^2 - d^2〕* 0.7854 * G * C * K2D=绝缘外径d=导体外径G=绝缘比重K2=芯线绞入率C=绝缘芯线根数3。
外被用量：〔Kg/Km〕= ( D1^2 - D^2 ) * 0.7854 * GD1=完成外径D=上过程外径G=绝缘比重4。
包带用量：〔Kg/Km〕= D^2 * 0.7854 * t * G * ZD=上过程外径t=包带厚度G=包带比重Z=重叠率(1/4Lap = 1.25)5。
缠绕用量：〔Kg/Km〕= d^2 * 0.7854 * G * N * Zd=铜线径N=条数G=比重Z=绞入率6。
编织用量：〔Kg/Km〕= d^2 * 0.7854 * T * N * G / cosθθ = atan( 2 * 3.1416 * ( D + d * 2 )) * 目数/ 25.4 / Td=编织铜线径T=锭数N=每锭条数G=铜比重比重：铜-8.89；银-10.50；铝-2.70；锌-7.05；镍-8.90；锡-7.30；钢-7.80；铅-11.40；铝箔麦拉-1.80；纸-1.35；麦拉-1.37PVC-1.45；LDPE-0.92；HDPE-0.96；PEF〔发泡〕-0.65；FRPE-1.7；Teflon〔FEP〕2.2；Nylon-0.97；PP-0.97；PU-1.21棉布带-0.55；PP绳-0.55；棉纱线-0.48 〔均为假比重〕有关电缆线径、截面积、重量估算公式一、估算铜、铁、铝线的重量〔kg/km〕重量=截面积×比重S=截面积〔mm2〕1. 铜线W=9S W=重量〔kg〕2. 铝线W=3S d=线径〔mm〕3. 铁丝W=8S实际铜的比重8.9g/cm3、铝的比重2.7g/cm3、铁的比重7.8g/cm3二、按线径估算重量〔kg/km〕1. 铜线W=6.98d2≈7d22. 铝线W=2.12d2≈2d23. 铁丝W=6.12d2≈6d2三、估算线径和截面积S=0.785d2怎样选取导体截面首先计算负荷距〔架空线〕负荷距=功率×长度=PL P=功率〔kw〕L=长度〔km〕例：xx车间与配电房变压器相距200m，动力负荷200kw，问需要铜芯线多大平方？如改成铝芯线，需要多大平方？先计算负荷距=200×0.2=40kw/km因为根据“铜线：每千瓦公里用2.5mm2，铝线：每千瓦公里用4mm2〞铜线40×2.5=100mm2 实际选用120mm2。
架空线路和电缆线路
Uw
U
UN
Uw
3IRcosPR
UN
②Uw 分布ULN负(P0荷rQ电0x)压损失的计忽算略电抗时：Uw 3Ir0LcosP U r0NL
△Uw=△U1+△U2+△U3
导线截面型号相同
（2）变压器电压损失的计算
公式： U T% S S N T T(U r% coT sU X% siT n )
（2）应用：
铜绞线：用于腐蚀严重的场所； 铝绞线：10kV及以下配电线路； 铝合金绞线：大跨越输电线路； 钢芯铝绞线：机械强度要求高和35kV及以上
的输电。
3 电杆
分类 1）木杆、水泥杆、管型杆、铁塔杆。 2) 直线、耐张、转角、终端、分支、跨越、换位。
水泥杆
管型杆
铁塔杆
转角杆
终端杆
分支杆
1、架空线路和电缆线路敷设的要求。 2、架空线路和电缆线路的维修方法。 3、架空线路的维护与检修和电缆线路维护与 检修。
0.4
0.35
2.5
2.25
2.0
1.92
1.73
1.54
导线的经济截面Sec: S e c I m J ce
3、按长时允许电流选择导线截面
流过导线截面的最大工作电流 Ig 不大于导 线的长时允许电流 Iy，即：Iy ≥Ig
当环境温度不是25℃时，导线允许的长时工作电流 应按照下式修正：
Iyx Iy
电缆的敷设
1）电缆敷设 的一般要求
2）电缆的敷设方式
3）煤矿井下 电缆的敷设
（1）选择合适 的敷设路径； （2）电缆敷设 时应注意的问 题
（1）直接接地敷 设： 敷设方法、 特点、适用情况。 （2）在电缆沟内 敷设 （3）架空与沿墙
导体的选型计算
导体的选型计算输电线路的选型1架空线导体选择升压变电站将集电系统送来的电能再次升高后，通过两条架空线与系统相连由于输送距离为30km和40km，距离较长，拟采用软导体裸导线进行布置。
1.1按经济电流密度选择导体截面线路容量：SN=（1.5*69*103）/0.8=kWI max=1.05SN /3UN1=(1.05*)/(3*110)=712.99A按经济电流密度计算的导体截面：由于最大负荷年利用小时仅为2000多小时,经济电流密度J=1.70Sj=Imax/j=712.99/1.70=419.41mm2架空线导线拟采用为LGJ-630/45型,该导线截面积666.55mm2>419.41mm2满足经济电流密度要求。
1.2电晕电压校验表1 可不进行电晕校验的最小导体型号及外径在电压为110KV时，由于LGJ-630/45这一导体的型号大于可不进行电晕校验的的最小导体型号-LGJ-70这种导体，所以无需进行电晕电压校验1.3热稳定校验短路电流热效应Q k=6.92x3.1=147.591(kA2s)热稳定系数C取95S min=KQ/C=127.9mm2拟选用的导体截面666.55mm2>127.9mm2满足热稳定要求1.4 动稳定校验由于采用软导线，所以不需进行动稳定校验。
2、母线的选择一般10kV 及低压母线选择参照《工厂供电设计指导》中表5-28，所选母线均满足短路动稳定和热稳定要求，不必进行短路校验。
但对35kV 母线应按发热条件进行选择，并校验其短路稳定度。
2.1低压侧母线的选择： 35kV 母线的选择初选LMY-3(40×5),以下对其进行短路校验, 母线的动稳定度校验: 已知母线的动稳定校验条件:al c σσ≥LMY 母线材料的最大允许应力al σ=MPa 70。
由短路计算可知，35kV 母线的短路电流：(3)4.15sh I KA = (3)7.01shi KA =三相短路冲击电流产生的电动力:(3)(3)272327210/0.9(7.0110)10/38.300.2shlF N A amA N A N m --=⨯=⨯⨯⨯=式中，l —母线档距，取档数为3母线通过三相短路冲击电流时所受到的弯曲力矩:(3)38.300.9 3.451010F l N mM N m⨯===⋅母线的截面系数36221033.16005.0)04.0(6m mm h b W -⨯=⨯==母线在三相短路时的计算应力:52633.4525.94101.3310c M N m N m W m σ-⋅===⨯⋅⨯由此可见，al σ=MPa 70≥c σ=MPa 11.6，满足动稳定度要求。
第九节 母线、架空导线和电缆
1．9母线、架空导线和电缆1．9．1用途及选型硬母线、架空导线和电力电缆都是用来输送和分配电能的导体。
1．9．1．1硬母线在工厂变电所中，硬母线常用来汇集和分配电流，故又称汇流排，简称母线。
母线材料通常为铜、铝和钢。
铜的电阻率低、机械强度大、抗腐蚀性强，是很好的母线材料，但因价格贵，仅用在空气中含腐蚀性气体（如沿海或化工厂等）的屋外配电装置中。
铝的电阻率略高于铜，但它轻、价格便宜，所以广泛用于工厂企业的变电所。
钢的电阻率大，在交流电路中使用它将产生涡流和磁滞损耗，电压损失大，但机械强度大且最便宜，故适用于工作电流不大于200A -300A的电路中。
在接地装置中的接地母线普遍采用钢母线。
母线截面形状应力求使集肤效应系数小、散热好、机械强度高和安装简便。
对于容量不大的工厂变电所多采用矩形截面母线；母线的排列方式应考虑散热条件好，且短路电流通过时具有一定的热、动稳定性。
常用的排列方式有水平布置和垂直布置两种。
硬母线表面着色涂漆可以增加热辐射能力，有利于散热和防腐。
为了便于识别各相母线，统一规定按下列颜色分别标志母线：交流母线 A相——黄色，B相——绿色，C相——红色中性线接地的中性线——紫色不接地的中性线——蓝色直流母线正极——红色，负极——蓝色1．9．1．2.架空导线架空导线是构成工厂供配电网络的主要元件，在屋外配电装置中也常采用架空导线作母线，又称软母线。
架空导线一般都是裸导线，按结构分为单股线和多股绞线。
绞线又有铜绞线、铝绞线和钢心铝绞线之分。
在工厂中最常用的是铝绞线，在机械强度要求较高的地方和35KV及以上架空线路多采用钢芯铝绞图1 钢芯铝绞线线。
其横截面结构如上图所示。
导线的芯是钢线，以增强导线的机械强度，外围用铝线，故导电性能较好。
由于交流电流通过导体时有趋表效应，所以交流电流实际上只从铝线通过，从而克服了钢线导电性差的缺点。
钢芯铝绞线型号中所表示的截面积（如LGJ-70）仅是铝线部分的截面积。
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导体、母线、电缆、架空线截面的选择计算一、导体、电器、母线、电缆、短路热稳定的计算；
四、电压损失选截面；
五、电流互感器连接导线、控制电缆截面；
导体选择：
硬导体：
截面选择
1、回路持续工作电流选择；
2、经济电流密度选择，最大负荷利用小时数参见一次手册P337;
3、电动机回路进行电压损失校验：
校验：
1、按电晕条件校验，环境条件进行修正；
2、短路热稳定校验；
3、短路动稳定校验；短路点动力（公式）以及导体短路机械应力（公式）；
4、按机械共振条件校验；
管形目前其他情况：
1、导体的荷载组合条件；
2、各种荷载下母线产生的弯矩和应力：
软导体：
截面选择
1、回路持续工作电流选择，环境条件进行修正，P376 中220KV及以下配电装置，根据负
荷电流选择，330KV及以上根据电晕和无线电干扰选取；
2、经济电流密度选择，最大负荷利用小时数参见;
校验：
1、按电晕条件校验；
分列导线的分裂间距和次导线的最小直径：一次P381
1、分裂间距：根据电晕校验结果确定；
2、次导线最小直径根据电晕、无线电干扰条件确定；
绝缘子选取：
1、爬电比距法选择，无需进行塔高修正以及绝缘子线性修正；
2、满足雷电过电压和操作过电压来计算绝缘子片，需要进行塔高修正以及线性修正；
3、两者可进行海拔修正（海拔修正两种方法，1）导体与电器选择修正，2）根据绝缘子特
征值修正）；
4、架空线路雷电空气间隙也需修正；
避雷器选择：
1、Y10W-288/698 参数说明：Y-氧化锌避雷器，10-标称放电电流，W-无间隙，288-氧化锌
避雷器额定电压，698-雷电冲击残压。
2、系统工频过电压由《交流电气装置的过电压与绝缘配合》4.1.1 线路断路器的变电站侧：
1.3p.u 线路断路器线路侧1.4p.u 由5.3.4 表3选择额定电压
3、10.4.4 变电站电气设备与雷电过电压的绝缘配合，a)可求出残压
桥回路持续工作电流计算：
1、由表6-3，为最大负荷电流+系统穿越功率产生的电流（变压器不用按持续工作电流计算，
不用乘系数）
短路电流计算：
1、线路短路电流，对于有多台主变，要考虑远景规划，按多台运行，这点容易忽略。
针对三绕组变压器，各变压器侧的持续工作电流，由各自绕组容量计算，双绕组变压器只有一个容量；
制经常（正常、初期、持续）（0.6）：电气和热控的控制、信号、测量、继电保护，自动装置，励磁控制，变压器冷却器控制电源，信号灯、位置指示器、继电器控制事故初期不持续（1min)：热控控制事故初期冲击负荷
动力经常（正常、初期、持续）：热控动力总电源（0.6）、直流长明灯（1.0）、DC/DC变换装置（0.8）、通信装置电源
动力事故初期持续：UPS（0.6）、交流不停电电源(0.6)、氢密封油泵（0.8)、直流润滑油泵（0.9）、事故照明(1.0）
动力随机(最后5S)：电源恢复时高压厂用断路器合闸（1.0）远动（动力）、断路器自投（电磁操动机构）（控制）（0.5）、低电压跳闸（控制）（0.6)
统计分两类：
1类，告诉了经常性负荷事故放电容量、事故照明事故放电容量、或者还有其他性质的事故放电容量，把出现的所有事故放电容量都加起来，即为持续放电时间x小时的放电容量Csx。
有的时候可能只给事故照明事故放电容量，那就只记这一个的。
2类，告诉了各种负荷的功率，那么需要乘以时间和负荷系数（同时系数）再加和。
如：某变电所信号、控制、保护装置容量3000W，交流不停电电源装置容量220W，事故照明容量1000W，则事故放电容量为（α1P1+α2P2+α3P3）*1h=(0.6*3000+0.6*220+1.0*1000)*1h. 如果还需要计算直流电源的经常负荷电流，那例子中经常性负荷只有3000W，交流不停电属于事故负荷，故I=α1*P/U=0.6*3000/220=8.18A,假设蓄电池电压220V。
蓄电池1h放电率电流，铅酸蓄电池5.5I10 ，中倍率镉镍碱性蓄电池，7.0I5，高倍率镉镍碱性蓄电池，20 I5，见附录E 直流断路器选择
地线、导线间距以及水平偏移量
档距中央导线、避雷线间距确认（导线与地线）：
1、根据S=0.012L+1; L 表示档距：出自《交流电气装置过电压保护与绝缘配合》、《110-750KV架空线路设计规范》
2、仅依据耐雷水平考虑情况下：S=0.1I ,出自《交流电气装置过电压保护与绝缘配合》公式C26
3、防止反击大跨越档距导线与避雷线距离，出自《交流电气装置过电压保护与绝缘配合》6.3.3 表10
导线与导线间距离
1、水平线间距离（水平排列以及三角形排列）
2、垂直距离，为水平距离75%
地线与导线水平偏移量
绝缘子型号含义，绝缘子根据额定机械荷载选型：
XP-160 表示额定机械破坏荷载160KN
针对导线破坏荷载，最低点使用张力与绝缘子选型说明：
1、查《电力工程电气设计手册电气一次部分》附表8-4 得导线计算拉断力；
2、根据拉断力，求出导线最低点最大使用张力（系数2.5），此力为绝缘子的最大使用荷载；
3、根据绝缘子最大使用荷载，求绝缘子的机械额定破坏荷载；
4、根据破坏荷载选绝缘子；双联及多联应验算断一联后的机械强度。
380V供电回路持续工作电流：参看《火力发电厂厂用电设计技术规程》附录S
1、电动机回路持续工作电流：3kw以上Ig=2 P, 3kw及以下Ig=2.5P;
请问下，蓄电池个数选择到底是取上限还是下限呢，此题算出个数为102.67，我看有些题又是取下限。
总结：对于答案中只有下限接近取下限，如果答案中上下限还是取上限。
电流互感器选型要求：
分裂变压器参数：
双分裂变压器与一般的电力变压器相比，有四个重要的阻抗参数：
（1）穿越阻抗：两个低压绕组并联时，高低压绕组间的短路阻抗，即高压绕组短路，两个低压绕组并联后加电流时的等值阻抗。
其中电抗分量称为穿越电抗。
（2）半穿越阻抗：两个低压绕组之一开路时，另一个低压绕组对高压绕组间的短路阻抗，即高压绕组短路，一个低压绕组开路，另一个不开路的低压绕组加电源时的等值阻抗。
其中电抗分量称为半穿越电抗。
（3）分裂阻抗：两个低压绕组间的短路阻抗，即高压绕组开路，一个低压绕组短路，另一个低压绕组加电源时的等值阻抗。
其中电抗分量称为分裂电抗。
（4 ）分裂系数：分裂阻抗与穿越阻抗之比。