导体和电缆选择总结(By Maple)
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导体和电缆选择
注:以下内容是结合了导体和电缆选择2013年版讲义和部分网友的统计、历年的一些案例题型,再加上个人对配电手册和规范相关内容的理解总结而成。“总结是最好的复习”,希望大家也多多形成自己的总结。如果有错误纰漏请联系Maple (QQ:27183269),大家共同努力。
一. 内容和依据
A.高压导体选择:GB 50060-2008《3~110kV 高压配电装置设计规范》
DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》 (适用范围:3~500kV ;考试重点:3~35kV 配电装置导体。)
B.低压导体选择:GB 50054-1995《低压配电设计规范》
(低压配电装置硬母线的短路稳定校验:参照高压导体。
三相平衡系统中的谐波电流效应:见GB/T 16895.15-2002 《建筑物电气装置 第5部分: 电气设备的选择和安装 第523节: 载流量》。)
C.电缆线路设计:GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》
(适用范围:500kV 及以下;考试重点:10kV 及以下。)
D.架空线路设计:GB 50061-2010《66kV 及以下架空电力线路设计规范》
二.选择导体要考虑的因素:
选择导体的技术条件:
电流、电晕、动稳定或机械强度、热稳定、允许电压降、经济电流密度
选择导体的环境条件:
环境温度(屋内和屋外)、日照、 风速、污秽、海拔
三.如何计算并选择裸导体的载流量?
1. 计算或已知回路的最大持续工作电流。各种回路的工作电流见电气手册一次P232
表8‐3。
2. 查DL/T5222附录D 裸导体的载流量,注意计算条件(无风无日照70℃ 和有风有日照 80℃)。
3. 根据以下条件计算校正系数(DL/T5222 7.1.5):
a. 按海拔和环境温度校正查综合校正系数,见DL/T5222附录表D11;
注:该表很重要,经常考,注意单纯温度的修正也是查该表。
b. 对屋外导体,应计及日照影响,见DL/T5222 6.0.3及附录D (最高允许温度80℃的载流量已计及);日照对屋外电器的影响,缺乏数据时可按电气额定电流的
80%选择设备。
c. 采用多导体结构时,应考虑邻近效应和热屏蔽的影响‐
4. 按第一步计算出的最大持续电流,除以第三部得出的校正系数,得出需要选择的裸导体载流量最小值,在附录D 中选择符合要求的截面最小的型号。从载流量表可以看出竖放比平放载流量要大,所以同样的截面大小选竖放(竖放的动稳定性要差)。
注:h 为宽度,b 为厚度 B y M a p l e
四.导体的热稳定和动稳定:
1. 短路电流的电磁效应和导体的动稳定校验,见《配电手册》第五章P207~209
2. 以下总结了各种规范手册关于导体、电缆的热稳定计算的内容。注意受熔断器保护
的导体和电器可不验算热稳定,如果熔断器有限流作用,也不验算动稳定。
导体、电缆热稳定类型
规范页数 C/K 值位置 1. 保护导体截面计算
地规P43 K 值P71 低规P12 K 值P54 (见注1.1) 2. 接地导体(线)热稳定
地规P65(见注2.1) C 值P66(见注2.2) 3. 接地线热稳定
配三P887(见注3.1) C 值 4. 固体绝缘电缆热稳定
缆规P63(注4.1) C 值要算(见注4.2) 5. 母线电缆热稳定
配三P211(注5.1) C 值P212 6. 导体热稳定
配三 P210~212, 钢上P543 C 值查曲线 7. 绝缘导体热稳定截面
低规P31 (公式跟P12同) K 值P56 表A.0.7 8. 裸导体热稳定截面
导规7.1.8 C 值P16 (注8.1)
注1.1 :地规和低规的公式、参数完全相同,可选低规。K 值可以通过公式(A.0.1)计算
(需要告知材料、导体初始温度、最终温度、电流),也可以根据保护导体的敷设、温度、绝缘类型等因素查表A.0.2~A.0.6。
注2.1: Ig 对有效接地系统中的三相分体设备,Ig 是单相接地或三相接地流过接地线的最大接地故障电流,对三相同体设备以及低电阻接地均为单相接地故障电流。Te 对发电厂变电站配置有两套速动主保护以及其他保护时,Te 最小值为主保护动作时间+断路器失灵保护动作时间+断路器开断时间;配有一套速动主保护及其他保护时Te 最小值为断路器开断时间+第一级后备保护的动作时间。
注2.2:接地导体(线)的初始温度取40度,钢和铝材的最大允许温度取400度和300度,C 值钢取70,铝为120,铜和铜镀钢材的热稳定系数根据最大允许温度查表E.0.2‐2
注3.1:跟地规相比,Ig 的Tc 在低电阻接地时取值2s ,铜的C 值均为210,没有根据最大允许温度调整,首选地规。
注4.1: 附录E.1.3 中Q 值的确定,分三种情况:火电厂3~10KV 厂用电动机馈线回路:机组容量100MW 及以下,大于100MW ,除火电厂3~10KV 厂用电动机馈线回路以外的情况。注意I 是系统电源供给短路电流的周期分量起始有效值 B y M a p l e
注4.2: C 值计算需要知道几个参数:短路作用时间内电缆导体允许最高温度、短路发生前的电缆导体最高工作温度、电缆的额定负荷电流、电缆实际最大工作电流电缆所处的环境温度最高值。计算起来挺麻烦,考的几率不大。配三手册P212表5‐9 有对交联聚乙烯绝缘电缆在不同长期允许工作温度时的c 值。见注5.1
注5.1: Qt 值按照式配三P210式5‐21计算,表格5‐9定义了母线的铜和铝、交联聚乙烯绝缘电缆在导体长期允许温度为90度和80度时的c 值。
注8.1: 表7.1.8给出了不同工作温度、不同材料下(硬铝及铝镁合金、硬铜)C 值
五、按经济电流密度选择导体
* 较长导体的截面宜按经济电流密度选择,配电装置的汇流母线除外。计算公式在缆规附录B B.0.2‐4
* 经济电流密度可参照DL/T5222附录E 选取,钢铁上P1021 也有介绍
* 导体规格可取计算截面的较接近一档截面,宜偏小选取,不需要进行校正(温度、海拔等),前提是满足热稳定、容许电压降、持续载流量的要求。缆规 B.0.3 (3)
六、低压导体:中性线截面选择和谐波电流校正系数、保护线截面选择
中性线截面选择和谐波电流的校正系数计算,见配三例题,低压规范 P11 3.2.9也有说明,校正系数都一样。
保护导体在低压P12 3.2.14~3.2.16 地规 P42 8.2 均有介绍,保护导体的最小截面见低压、低规,分<=16mm^2, (16,35) mm^2, >35^2三种情况,缆规还多了相芯线截面在
(400,800), >800 mm^2 两种情况。
七、导体部分重要的知识点:
1. 电晕临界电压的计算见DL/T5222 式7.17,在1.1倍最高工作相电压下,晴天夜晚不
应出现可见电晕,户外晴天无线电干扰电压不宜大于500μV
2. 110kV 导体最小规格(海拔不超过1000m 、常用相间距离下): 软导线LGJ ‐70;管
形导体d ≥20
3. 按经济电流密度选择的导体,可不计日照的影响。(也无海拔温度修正)
4. 最大风速取离地面10m 高、30年一遇的10min 平均最大风速。
5. 污秽分级和爬电比距见7章或DL/T5222附录C 。
6. 海拔影响外绝缘和散热,裸导体载流量在不同海拔及环境温度下的综合校正系数见
DL/T5222附录表D11。
7. 导体的最高工作温度:普通导体不宜超过70℃(接触面镀锡、搪锡时,可提高到
85℃) ;钢芯铝线及管形导体可按不超过80℃考虑(计及日照影响)
8. 硬导体的最大允许应力有不同的数据,如果题目已给则用题目的,未给数据可引用
配电手册
9. 常用导体的选型
a. * 20kV 及以下回路的硬导体:正常工作电流4000A 及以下者宜选用矩形导体;4000~8000A 者宜选用槽形导体;8000A 以上者宜选用圆管形导体。
b. * 110kV 及以上配电装置的硬导体,宜用铝合金圆管形导体。 B y M a p l e