变电站电缆选型手册.docx

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变电站电缆选型手册

变电站电缆选型手册

一.概述……………………………………………………………………………2

二.范畴……………………………………………………………………………2-3

三.参考标准及参数取值依据……………………………………………………3

四.符号讲明………………………………………………………………………3-4

五.IEC287-3-2/1995标准电力电缆截面经济最佳化运算方法的应用………4-11

六.电力电缆经济截面最佳化数据查找的使用方法……………………………11-12

七.电缆经济截面与发热截面总费用比较及投资回收年运算…………………12-15

八.经济截面的校验条件…………………………………………………………16-17

附录1铜芯电力电缆综合造价统计表…………………………………………18-19

附录2电缆造价类不的平均A值………………………………………………20

附录3电缆型号与电缆造价类不对比表………………………………………20

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴（I-A类不）………………………………21-23

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴（II-A类不）………………………………24-26

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴（III-A类不）………………………………27-29

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴（IV-A类不）………………………………30-32

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴（V-A类不）………………………………33-35

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）……………36-40

附录6电缆导体交流电阻及感抗………………………………………………41-42

附录7铜芯电力电缆承诺载流量表……………………………………………42

附录8损耗费用辅助量F─Tmax─P关系的统计值………………………43

附录9最大负载利用小时Tmax与最大负载损耗小时τ和cosΦ的关系…43

附录10不同行业的年最大负载利用小时Tmax,（h）……………………………44

九.参考资料………………………………………………………………………44

两种截面选择方案的结果：

负载下的TOC费用与使用年N的关系曲线分不见图1、2、3。

一班制的电缆采纳经济截面，电缆截面虽大于发热截面2个标准级，但多出的投资要在稍长的3.7年才可回收。

因此假如工厂使用寿命年为4年，年负荷运行小时又专门不长，电缆就可不必按经济截面来选。

二班和三班制的电缆采纳经济截面，截面大于发热截面3和4个标准级，初始投资虽要大些，但年用电时刻长，年损耗费用差值比较大，两年多专门快可回收,发热截面与经济截面TOC费用差值在其曲线交叉点后的随着使用年数增加愈来愈大，故采纳经济截面比较合算。

八.经济截面的校验条件

校验条件的详细运算应参见有关电气设计手册。

1.短路电流热稳固运算电缆最小截面

Smin=IZ×（t）0.5/C

式中IZ短路电流周期重量有效值，A

t短路切除时刻，s

C热稳固系数，关于铜芯PVC绝缘电缆C=114，铜芯交联聚乙稀绝缘电缆C=137

2.电缆线路电压缺失公式：

以线路电压缺失百分数表示

ΔU%=1.732×I×L×（RcosΦ+XsinΦ）/10×UL

式中I负荷运算电流，A

L线路长度，km

UL线路标称电压，kV

R、X三相线路单位长度的电阻和感抗，Ω/km（R，X值见附录6）

CosΦ功率因数

配电线路正常和非正常的电压降，一样需依照线路所在系统的具体情形，由负载对电压的不同要求确定，配电线路一样要求是ΔU%不大于6-8%，关于电动机直截了当起动的电压缺失限值取决于用户按技术条件要求,一样为5%，偶然起动15%。

3.接地故障电流灵敏度校验

按照《低压配电设计规范》不同的接地型式要求做。

如TN系统需运算线路负载端单相短路电流，以校验线路电源处安装的断路器切断该单相短路电流的灵敏度。

4.按发热承诺电流选择电缆截面时,考虑多根电缆成束敷设时载流量计入降低系数后的截面。

降低系数值另查标准或手册。

5．校验举例以工厂低压异步电动机配电为例，一台给水泵电动机功率37kW,额定电流71.4A,起动电流469A，低压馈线断路器整定电流85A，速断动作电流850A。

已知年最大负载利用小时Tmax=6000h。

电源电缆由变电所低压屏直截了当配电，采纳VV-1-（3+1）型电缆架空桥架明设，线路长度为150米，环境温度30℃，变电所低压屏母线短路电流有效值为26kA,低压屏母线单相接地（相保）电流23kA。

5.1按承诺发热条件选择截面：

Ie=71.4A查载流量标准可选截面S=3×16+1×10mm2。

5.2电动机直截了当起动电压缺失校验：

起动时功率因数按0.3考虑，查附录6交流电阻和感抗，运算电压降：

ΔU%=1.732×469×0.15×（1.376×0.3+0.082×0.95）/10×0.38=15.7%。

因电压降过大，试选用70mm2,电压降可减小到ΔU%=1.732×469×0.15×（0.315×0.3+0.069×0.95）/（10×0.38）=5.13%。

可满足要求。

5.3按经济电流密度选截面，查电缆造价I-A类不，经济电流密度曲线Tmax=6000h,P=0.5元/kWh,j=0.88A/mm2,经济截面选择应考虑电机长时刻运行的负载率，例如负荷系数为0.85,则经济截面S=71.4×0.85/0.88=69mm2，可选电缆3×70+1×35mm2。

5.4当电力电缆与其它电缆多根并列在电缆桥架封闭式敷设,例如电缆载流量可能达到0.5降低系数。

本例已按其它条件（短路热稳固）选择较大截面，不受降低系数阻碍。

5.5校验电缆短路热稳固最小截面：

设短路切断时刻t=0.2秒，S=26000×0.200.5/114=102mm2，95mm2接近102mm2，可采纳95mm2。

5.6低压TN系统的接地故障爱护灵敏度校验，断路器速断整定动作电流Iz=850A，距断路器150米处故障：

1）当电缆截面为3×16+1×10时单相接地故障电流Id=338A，断路器速断不动。

2）试改用电缆截面为3×70+1×35时单相接地故障电流Id=1190A，可满足断路器动作灵敏度1.25要求（1190/850=1.4）。

5.7用TOC总费用来讲明电缆截面选择的不同经济效益：

（F值为84.09元/W）

TOC70={101093+［（71.4×0.85）2×0.284×84.09］}×0.15=28358.3元

TOC95={133718+［（71.4×0.85）2×0.209×84.09］}×0.15=29767.6元

可见70mm2是最经济的，95mm2满足短路热稳固，电缆截面最后依旧按技术条件选择大的截面95mm2。

附录2电缆造价类不的平均A（造价费用斜率）表（A的单位：

元/m.mm2）

附录3电缆型号与电缆造价类不对比表

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴（I-A类不）

（1）

1.应用范畴：

电缆类不I-A，A=1.305元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3的A对比汇总表。

2.电缆经济电流范畴运算式见手册讲明:

Imax（低限值）=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax（高限值）=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴（I-A类不）

（2）

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴（I-A类不）（3）

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴（II-A类不）

（1）

1.应用范畴：

电缆类不II-A，A=1.598元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3的A对比汇总表。

2.电缆经济电流范畴运算式见手册讲明:

Imax（低限值）=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax（高限值）=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴（II-A类不）

（2）

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴（II-A类不）（3）

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴（III-A类不）

（1）

1.应用范畴：

电缆类不III-A，A=1.890元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3的A对比汇总表。

2.电缆经济电流范畴运算式见手册讲明:

Imax（低限值）=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax（高限值）=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴（III-A类不）

（2）

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴（III-A类不）（3）

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴（IV-A类不）

（1）

1.应用范畴：

电缆类不IV-A，A=2.276元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3的A对比汇总表。

2.电缆经济电流范畴运算式见手册讲明:

Imax（低限值）=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax（高限值）=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴（IV-A类不）

（2）

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴（IV-A类不）（3）

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴（V-A类不）

（1）

1.应用范畴：

电缆类不V-A，A=2.941元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3的A对比汇总表。

2.电缆经济电流范畴运算式见手册讲明:

Imax（低限值）=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax（高限值）=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴（V-A类不）

（2）

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴（V-A类不）（3）

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）

（1）

1.应用范畴：

电缆造价类不：

I-A,II-A,III-A,IV-A,V-A。

对应电缆型号见附录2的A汇总表。

2.电缆经济电流密度运算式见手册讲明:

j=I/Sec=[A/（F×0.0199）]0.5（A/mm2）

3.各类不造价电缆不同电价（P）时的经济电流密度（j）。

电缆造价类不I-A经济电流密度j（A/mm2）

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）

（2）

电缆造价类不II-A,经济电流密度j（A/mm2）

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）（3）

电缆造价类不III-A,经济电流密度j（A/mm2）

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）（4）

电缆造价类不IV-A,经济电流密度j（A/mm2）

附录5铜芯电力电缆经济电流密度运算数据及图表（不同电价）（5）

电缆造价类不V-A,经济电流密度j（A/mm2）

附录6电缆导体交流电阻及电感9

（1）

讲明：

1.导体工作温度依照IEC体会：

经济电流运行为40℃，发热承诺载流量运行关于PVC绝缘为70℃，XLPE绝缘为90℃。

2.B值系计及集肤效应和邻近效应的系数，摘自东北电力设计院资料。

3.感抗数据摘自《工业与民用配电设计手册》第二版（中国航空工业规划设计研究院等编）。

附录6电缆导体交流电阻及电感9

（2）

附录7铜芯电力电缆承诺载流量表

讲明1.低压电缆承诺载流量依照国家标准GB/T16895.15-2002,等效于IEC

60364-5-523:

1999

1）.敷设方式代号：

A2--热绝缘墙中导管内，B2--木质墙上导管内，C--木质墙上，

D--埋地的管导内，E--自由空气中。

2）.导体温度：

PVC为70℃，XLPE为90℃。

环境温度30℃（空气），20℃（埋地）。

2.中压XLPE绝缘电缆承诺载流量依照上海电缆研究所资料。

附录8损耗费用辅助量F─Tmax─P关系的统计值

附录9最大负载利用小时Tmax与最大负载损耗小时τ和cosΦ的关系

注：

数据摘自《供用电技术》（中国科技大学出版社1992年版）

年最大负荷损耗小时数τ与年最大负荷利用小时数Tmax的关系

附录10不同行业的年最大负载利用小时Tmax，（h）

注：

本表部分数据摘自《工厂供电及例题》（同济大学出版社1987年版）

九、参考资料

1．国际电工委员会标准：

《电力电缆尺寸的经济最佳化》IEC287-3-2/1995

2．《导体的经济电流密度》专题报告西北电力设计院（1981年）

3．《导体的经济电流密度》专题报告东北电力设计院（2001年）

4．电力电缆线芯经济截面的选择国际铜业协会（中国）（2001年）

5．《供用电技术》许业清中国科技大学出版社（1992年）

6．《电力网线的理论运算与分析》杨秀台水利电力出版社（1985年）

7．《工业与民用配电设计手册》第二版水利电力出版社（1994年）