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1、工厂用电缆.母线.导线选择与校验 导线和电缆截面的选择计算 一、概述 工厂电力线路的结构：架空线路或电缆线路，或两者的结合。 电力线路的材料：铜或铝。高压大多用铝线，低压大多用铜线。 型号：TJ、 LJ 、LGJ、LYJ、BLX（BX）BLV（BV）、 BLXF（BXF）、VLV（VV）、YJLV（YJV） TJ铜绞线； LJ铝绞线； LGJ钢芯铝绞线； LYJ架空绝缘电缆，铝芯绝缘导线，交联聚乙烯绝缘。 另外还有聚氯乙烯绝缘或聚乙烯绝缘的架空线。 GJ钢绞线，一般作为接地引下线。 氯丁橡皮绝缘 铝芯橡皮绝缘线铝芯塑料绝缘线 铜芯塑料绝缘线 聚氯乙烯绝缘铝芯 电缆 交联聚乙烯绝缘铝芯 电缆 图
2、 铜芯橡皮绝缘线 p18 选择导线电缆的截面时应满足的条件： 1、正常发热条件：正常运行时发热温度不超过允许值。 2、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：AAmin，Amin可查附录表14、15。电缆不必校验此项 。 3、电压损失条件：不应超过正常运行时允许的电压损失。工 厂内较短的高压线路可不校验此项。 4、经济电流密度：适用于35KV及以上的线路或低压特大电 流的线路。 5、校验热稳定最小允许截面： ,架空线不必校 验此项。 u 对于绝缘导线和电缆，还应按额定电压条件选择。 返20 根据实际经验，具体选择方法如下： 选择架空线： 1）当L2KM时，可按照正常发热条件
3、选择，再校验机械强度和 电压损失。 2）当L2KM时，可按照电压损失选择，再校验正常发 热条件 和机械强度。 选择10KV及以下的电缆线时：可按照正常发热条件选择，再校 验电压损失和热稳定最小允许截面。 选择长距离大电流线路或35KV及以上的线路时：应按照经济电 流密度确定经济截面，再校验其它条件。 低压线路： 1）动力线，可按照正常发热条件选择，再校验机械强度和电 压损失。 2）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。 按上述条件选择截面，容易满足要求，减少返工， 返20 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： 式中：Ial导
4、线在一定环境温度下的允许载流量； 见附录表16-19。 I30线路的计算电流。 K温度校正系数。 0导线允许载流量采用的温度，一般为25。 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，室内时 应加5。 al导线电缆正常工作时的最高允许温度。 一般：铝导线为70 ，铜导线为70-85 ，电缆为60-80 。 对变压器高压侧导线： I30= I1NT 对电容器的引入线： I30=1.35 INC 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： 对自动开关保护： Kol 的取
5、值方法见课本p199、p206 。 （二）低压中性线和保护线截面的选择 1、中性线（N线）的选择不应小于三相系统的最大不平衡电流。 1）一般三相四线制的中性线截面：A00.5A 或 A0A 2）两相三线及单相线路的中性线截面：A0=A 3）三次谐波突出的三相四线制的中性线截面： A0A （一般取A0=A） 中性线相线 绝缘导线及电缆允许的短 时过负荷倍数 变压器接线方式 为，yn0 变压器接线方式 为D,yn11 低压设计规范规定： 当A 16mm2时， APEA （一般取A0=A） 当16mm2 A35mm2时， APE 16mm2 当A35mm2时， APE 0.5A 3、保护中性线截面（
6、PEN线的选择）的选择 应同时满足1、2的条件。 例题5-1 2、保护线截面（PE线）的选择 应考虑到单相短路电流通过PE线时的热稳定度。 有一条采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路 ，线路计算电流为150A，当地最热月平均最高气温为+30。试按 发热条件选择此线路的导线截面。 解： 1、相线截面A的选择 查附录表19-1：环境温度为30时，明敷的BLX-500型截面为50mm2 的铝芯橡皮线Ial=163AI30=150A，满足发热条件。则选得相线截 面为：A=50mm2 校验机械强度：查附录表15，假设为室外明敷且15mL25m， 查得：Amin=10mm2。
7、 则 AAmin，满足机械强度要求。 例题 3、保护线截面的选择 因A 35mm2，故选APE0.5A=25mm2 校验机械强度：Amin=10mm2。 则 AAmin，满足机械强度要求。 所选导线型号可表示为：BLX-500-（350+125+PE25）。 2、中性线的选择 因A00.5A，选A0=25mm2。 校验机械强度：因Amin=10mm2。 则 AAmin，满足机械强度要求。 三、按经济电流密度选择导线和电缆的截面 目的：使年运行费用低，有色金属消耗量小来进行选择。 年运行费：包括线路折旧费、维修管理费、电能损耗费。 线路折旧费=线路投资/折旧年限 图5-28： 曲线1:(线路折旧
8、费+线路维修管理费) 与导线截面的关系； 曲线2：电能损耗费与导线截面的关系； 计算经济截面的公式为： 式中： 经济电流密度。 见表5-3。 年运行费与 导线截面的关系 。 线路电压损失的计算 定义：电压降线路始末两端电压的相量差； 电压损失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U的计算 1、线路末端接有一集中负荷的三相线路U的计算 因为三相对称， 等值电路为 ： 矢量图： 取一相分析： g 由矢量图可看出：电压损失为ae段。为计算方便，用ad段代替 ae段。其误差为实际电压损失的5%以内。 ae段为：Uad=af+fd=IRcos +IXsin 用线电压的电压损失
9、表示为： 式中：P Q UX R X单位分别为：W var V ， 或：KW Kvar KV 。 用百分数表示时： 式中：P Q UX R X单位为：W var V 。 若用kW kvar kV 表示时： 或表示为： 式中：P Q UX R X单位为： kW kvar kV 。 线路各段接有负荷时的三相线路U的计算 以三个集中负荷为例：见下图： A B 有两种计算方法： 1）计算各段线路的U然后叠加 每一段线路通过的总负荷功率如图所示。 线段 ： 线段 ： 线段 ： 线路各段的电压损失为： 段： 段： 段： 总的电压损失通用式为： 2）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
10、线路的总阻抗Ri Xi（见上页图） 第一段： 第二段： 第三段： 总的电压损失通用式为： 对于无电感的线路，即cos1或x =0 的线路，线路电压损耗为： 或表示为： 式中： 的单位为V； 的单位为KW； 为导线的电导率,单位 为m/. 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 ： 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，通常各段导 线的结构和截面都一样，则：
11、R=R0L，X=X0L或r=R0 ，x=X0 。 R0 X0单位长度的电阻、电抗，见附录表6。 此公式常用 试验算例5-3所选LGJ-50型(35kV)钢芯铝绞线是否满足允许 电压损失5%的要求。已知该线路导线为水平等距排列，相邻线距 为1.6m。线路全长5km。 解： 由例5-3知P30=2500kW，cos=0.7，因此tan =1， Q30=2500kvar。利用A=50mm2（LGJ）和aav=1.261.62m 查附录表6，得R0=0.68/km， X0=0.39/km。 线路的电压损耗为： 线路的电压损耗百分值为： 因此所选导线LGJ-50满足电压损失的要求。 作业: 习题5-3
12、例题 （二）均匀分布负荷的三相线路电压损失的计算（适于低压线路） L2 / 2 如图所示： 设线路上单位 长度的负荷电流为 ，单位 长度的电阻为R0。 则微小线段 的负荷电流 为 ， 线段 的电阻为R=RO ，不 计电抗， 电流 在 段上产生的电 压损失为： 整条线路的电压损失为： 某220/380v的TN-C线路，如图所示。线路拟采用BX-500型 铜芯橡皮绝缘线户内明敷，环境温度为30，允许电压损失为5% ，试选择该线路的导线截面。 解：（1）线路的等效变换 30m50m 40m 0.4kw/m Cos=0.8 20kw Cos=0.8 55m 40m 20kw +j15kvar 20kw
13、 +j15kvar 原集中负荷：p1=20kw，cos1=0.8，tan 1=0.75， q1=200.75=15kvar。 原分布负荷：p2=0.450=20kw，cos2=0.8，tan 2=0.75， q2=200.75=15kvar。 返43 例 （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， 查附录表19-1，得BX-500型铜芯导线A=10mm2，在30明敷时的 Ial=77AI=76A，因此可选3根BX-500-110导线作相线，另选1根 BX-500-110导线作PEN线。 （3）校验机
14、械强度：查附录表15，室内明敷铜芯线最小截面为 1mm2，10mm21mm2，则满足机械强度要求。 （4）校验电压损失，查附录表6知， BX-500-110的电阻、电抗 。R0=2.19/km，线距按150mm计时：X0=0.31/km。 电压损失为： 用百分数表示： 因此所选线路也满足允许电压损失的要求。 所选导线截面为： BLX-500（310+110）。 还可以把两个相同的负荷作为一个集中负荷，即： 第四节 车间动力电气平面布线 略 第五节 电力线路的运行维护与检修试验 略 P41 补充（三）按允许电压损失选择导线电缆的截面 根据公式： 下标a：active power ， ：有功功率产生的电压损失； 下标r：rective power ， ：无功功率产生的电压损失； 分两种情况讨论： 1、不计 时。有三种情况可以不计 ： cos0.8.导线截面A16mm2； 或cos0.9，导线截面A25mm2； 照明线路，cos =1 （认为q=0）； 截面小于50mm2的三芯电缆（认为x00）。 则有： 若的单位为km/.mm2，则：铝导体：=0.032 km/.mm2； 铜导体：=0.053km/.mm2 。 式中：p：kw；L：km； UN：kv；A ：mm2 2、计入 时： 高压线路中：x0=0.30.4/k
