10kV电动机出线电缆最小截面计算.doc

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10kV电动机馈线电缆最小截面计算

一、概述

厂区设110kV总变电所一座，10kV中心变电所五座，分别为PTA主装置01HS1、循环水站07HS1、给水加压站06HS1、污水及厂前区变电所。

总变110kV及10kV单母线分段运行；PTA主装置变电所10kV母线接入一台20000kW的汽轮发电机，单回线运行，10kV母联开关正常运行时处于合闸状态，0.4kV侧单母线分段运行；其他变电所10kV及0.4kV均为单母线分段运行方式。

厂区10kV动力电缆用量主要集中在10kV电动机，为确保电缆截面选型能满足热/动稳定的要求，故进行电缆最小截面计算，作为选型依据。

二、设计计算依据

1、《工业与民用配电设计手册第三版》

2、《电力工程电气设计手册》

3、GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》

4、SH3038-2000《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》

三、10kV动力电缆最小截面计算方法

采用热稳定的方法计算高压电缆的最小截面，高压电器能耐受短路电流流过时间内所产生的热效应而不至损坏，则认为该电气设备对短路电流是热稳定的，这个特性即是热稳定性，校验时满足下式：

1、高压电器热稳定计算公式

：

短路电流产生的热效应，kA2·s

：

高压电器热稳定允许通过的短时耐受电流的短时耐受时间s

2、按短路电流热稳定计算电缆最小截面：

:

电缆所需的最小截面mm2

C：

热稳定系数，6～35kV交联聚乙烯绝缘电缆（铜芯），其导体长期允许的工作温度为90℃（GB12706.3-1991《额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆》第三部分第3.1条规定），其短路时导体允许的最高温度为250℃，C=137。

3、短路电流在导体和电器中产生的热效应

Qz：

短路电流交流分量引起的热效应

I：

短路电流有效值kA

t：

短路电流持续时间s，按下式计算：

：

主保护装置动作时间s，断路器固有分闸时间s，：

断路器燃弧持续时间s。

主保护动作时间tb应为该保护装置的起动机构、延时结构和执行机构动作时间的总和。

当主保护装置整定为速断时（无延迟保护），短路电流持续时间t可查表P2115-8数据，当继电保护有延时，应加上延时时间。

断路器固有动作时间查产品样本得出。

当断路器断开额定容量时，断路器燃弧持续时间可参考下列数值：

真空断路器或SF6断路器为0.01～0.02s。

四、计算过程（以PTA主装置10kV电动机馈线电缆为例）

1、计算依据

1.1电力系统相关参数

1）根据接入系统文件，虹港石化110kV母线总短路电流约为13kA；

2）110kV主变容量40000kVA，短路阻抗Uk=12%；

3）110kV总变至PTA主装置变电所距离1310m，采用3*（ZR-YJV-8.7/10KV3*240）电缆，电缆参数：

电阻及感抗有效值，。

1.2PTA主装置发电机相关参数

1）额定功率：

20000kW

2）额定电压：

10.5kV

3）额定功率因数：

0.8（滞后）

4）超瞬态电抗：

15.38%

1.3系统阻抗图

2、电力系统提供短路电流计算（短路点k取PTA主装置10kVI段母线处）

2.1系统等效电抗标幺值（虹港110kV母线及以上）0.0386

2.2110kV主变等效电抗标幺值XT1计算

2.3110kV总变至PTA主装置出线电缆电抗及电阻标幺值计算

2.4电力系统对短路点k的等效阻抗标幺值计算

2.5电力系统提供k点的短路电流周期分量计算

3、发电机对k点提供的短路电流计算（不考虑电抗器）

4、短路电流持续时间计算

5、短路电流热效应计算

6、电缆最小截面计算

五、结论

建议厂区10kV电动机出线电缆最小截面选择为3*70mm2。

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