设备与导线的选择

第六章设备与导线的选择电气设备选择的一般原则与条件电气设备选择的一般原则安全可靠；符合规范；技术先进；经济合理。电气设备选择的一般原则与条件高压电气设备选择的一般技术条件设备的长期运行条件校验额定电压校验：设备的额定电压应等于接入电网的额定电压额定电流校验：设备的额定电流不得低于其所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流额定频率校验：设备的额定频率应与所在电网的额定频率一致机械荷载校验：设备的接线端子的允许荷载应大于设备在正常允许时和短路时的最大作用力电气设备选择的一般原则与条件设备在短路故障下的校验分断容量校验：只有在短路故障下需切断短路电流的开关设备才需进行分断容量校验动稳定校验：校验设备在短路电流下的力效应电气设备选择的一般原则与条件热稳定校验：校验设备在短路电流下的热效应It—设备制造厂商给出的设备热稳定电流t—设备制造厂商给出给定的计算时间tima—线路实际的短路电流持续的最长时间，一般包含线路的短路继电保护装置的动作时间和断路器的动作时间。注意：只有允许有短路电流流过的电气设备才需要进行动、热稳定校验，像高压熔断器之类的设备，由于短路发生时，其熔丝自动熔断，不会通过短路电流，因而不需要进行动、热稳定校验电气设备选择的一般原则与条件开关设备的操作性能校验：对于高压断路器等开关设备，由于具有分断电流的功能，所有还要考虑开关设备的操作机构，需要整定断路器的动作电流和动作时间。电气设备选择的一般原则与条件电气设备选择的一般原则与条件电气设备选择环境条件温度湿度海拔日照与冰雪风速污秽地震电气设备选择的一般原则与条件高压电气设备选择电力变压器的选择变压器台数选择单台变压器，投资省，经济性好，但供电灵活性和供电质量差。在符合下列条件之一时，宜装设两台以上变压器有大量一级或二级负荷季节性负荷变化较大集中负荷较大一般照明和动力宜共用变压器，但在下列情况之一时，可装设专用变压器高压电气设备选择当照明负荷较大，或照明和动力共用变压器会严重影响照明质量和灯泡寿命；单台单向负荷较大时，宜设单相变压器；冲击负荷较大时，严重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器；电源系统不接地（或经阻抗接地），电气装置外露导体就地接地系统（IT）系统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。高压电气设备选择变压器容量选择的原则单台变压器的容量应留有一定的余量；若有两台以上的变压器，则单台变压器容量应能满足一级和二级负荷的供电要求；考虑地面承重和开关设备的选择等要求，10kV变电所中单台变压器的容量不应大于1250kVA考虑运行环境影响，超过变压器正常工作温度时，应对容量进行修正；考虑变压器经济运行的要求高压电气设备选择变压器容量选择的基本方法负荷率：一般变压器的最高效率点在β=0.5时，但考虑到此时设备的空置容量过高，所以综合考虑一般应将β设定在0.75~0.85左右。变压器容量计算：高压电气设备选择变压器调压方式供配电系统运行时，有时电网电压会偏离设备的额定电压，为满足用户电压水平的要求，需要根据用户负载情况调整线路电压，补偿线路压降；在有调压要求时，应根据具体情况选择具有调压功能的变压器。高压电气设备选择无载调压：在调整过程中需断电，由人工调整电压有载调压：电压调整无需断电，由电动机拖动分接头来实现调压高压电气设备选择高压断路器的选择高压断路器的主要技术数据包括额定电压UN、额定电流IN、额定分断电流INoff、额定频率fN、额定分断容量SNoff、热稳定电Its、动稳定电流ies高压电气设备选择高压隔离开关的选择高压隔离开关的主要技术数据包括额定电压UN、额定电流IN、额定频率fN、热稳定电Its、动稳定电流ies高压电气设备选择高压负荷开关的选择高压负荷开关的主要技术数据包括额定电压UN、额定电流IN、额定频率fN、热稳定电Its、动稳定电流ies高压电气设备选择高压熔断器的选择高压熔断器的主要技术数据包括额定电压UN、额定频率fN、额定电流包括熔断器熔管电流IN·FU和熔体电流IN·FE，额定分断能力包括上限分断电流Imax和下限分断电流Imin、熔断动作时间t等高压电气设备选择高压熔断器额定电流的选定原则：熔断器在线路允许的最大负荷下工作时不被熔断，熔断器在线路允许的瞬时冲击负荷下工作时不被熔断，即高压熔断器分断能力校验要求为：高压电气设备选择电流、电压互感器的选择（略）避雷器选择低压电气设备选择低压熔断器的选择低压熔断器的主要技术数据包括额定电压UN、额定频率fN、额定电流包括熔断器熔管电流IN·FU和熔体电流IN·FE，额定分断能力包括最大分断电流Ioff、理想熔断时间t等低压电气设备选择低压熔断器的选择无冲击负荷配电线路低压熔断器额定电流的校验有冲击负荷配电线路低压熔断器额定电流的校验其中kc为计算系数，Ipk为尖峰电流低压电气设备选择低压熔断器的上下级配合上下级之间的额定电流按1.6:1配置低压电气设备选择低压刀开关的选择（略）低压断路器的选择低压断路器的主要技术数据包括额定电压、额定频率、额定电流和脱扣器额定电流、最大分断电流、极数等参数，低压断路器的选择除主要技术参数的校验外，还要考虑低压断路器使用类型、保护特性及选择性配合、安装方式、操作机构等低压电气设备选择低压电气设备选择低压断路器的脱扣器与保护特性低压电气设备选择按用途分类选择低压断路器低压电气设备选择低压断路器额定电流校验低压断路器额定电流线路计算负荷(Ic)额定电流(In)线路导体持续载流量(IZ)长延时脱扣器动作电流跟额定电流选择大致相同低压断路器瞬时、短延时脱扣器动作电流校验可靠系数选择可见教科书表6-19低压电气设备选择低压断路器分段能力校验poffIIs02.0动作时间大于)3(s02.0spoffII动作时间小于低压电气设备选择低压断路器的灵敏度校验低压断路器的选择性配合上下级断路器均为非选择性（不推荐）上、下级断路器均为选择性上级断路器为选择性、下级断路器为非选择性opkSENIIKmin电线与电缆选择电线、电缆及电器设备的选择是建筑供配电系统的重要内容之一。本节主要介绍了电线、电缆及母线型号、截面的选择方法及综合分析与应用。电线与电缆选择导体材料与芯数选择在下列场所应选择铜芯电缆或导线。需要运行中确保连接可靠的回路，一、二级负荷；居住建筑、幼儿园、福利院、医院等用电设备的配电线路。有爆炸、火灾危险、潮湿、腐蚀、连接移动设备及八度抗震及以上设防的场所重要的公共建筑；电线与电缆选择重要的公共建筑监测及控制回路应急系统包括消防系统的线路室外配电线路。电线与电缆选择电力电缆芯数及导线根数的选择三相电路中电力电缆芯数及导线根数的选择。1kV及以下的TN-C系统应采用4芯电缆或4根导线1kV及以下TN-S系统应选用5芯电缆或5根导线单相电路中电力电缆芯数及导线根数的选择。1kV及以下TN-C系统的单相回路应选用2芯电缆或2根导线。1kV及以下TN-S系统的单相回路应选用3芯电缆或3根导线。电线与电缆选择电缆绝缘水平选择线间绝缘水平：不小于线电压对地绝缘水平：对于中性点接地系统，不小于相电压；对于中性点不接地系统，应为133%相电压或173%相电压电缆绝缘层选择电缆外护层选择电线与电缆选择常用电线和电缆的型号常见电线型号的表示方法B—在第一位表示布线用；第二位表示外护层为玻璃丝编制；第三位表示型为扁平型X—表示橡皮绝缘L—表示铝芯，无L表示为铜V—表示聚氯乙烯绝缘VV—第一位表示聚氯乙烯绝缘，第二位表示聚氯乙烯护套F—表示丁腈聚氯乙烯复合物R—表示软线S—表示双绞线常见电缆型号电线与电缆选择电线与电缆选择电线与电缆选择电线与电缆截面积的选择允许持续载流量要求电压损失要求机械强度要求经济电流密度要求热稳定要求动稳定要求电线与电缆选择按允许载流量选择电线、电缆的截面允许载流量的概念：线缆在某一环境温度下，通入某一大小的电流可达到一个平衡温度，该线缆在此温度下长期工作，线缆的绝缘寿命正好达到预期的时间。该平衡温度称为线缆的长期允许最高温度。该电流即称为该环境温度下的线缆允许持续载流量。线缆的允许载流量和线缆的芯线材料、线缆绝缘材料的耐火及散热性能、线缆敷设地点的环境温度、线缆的敷设方式等相关。具体数据可通过查找表格获取。电线与电缆选择按允许持续载流量选择导线截面积根据负荷计算结果计算出导线的计算电流IC,按照下式选择合适的导线其中：K为综合校正系数，一般需考虑环境温度、敷设方式、土壤热阻及电缆或电线根数等因素Ix导线在给定条件下的允许持续载流量cxIKI电线与电缆选择按允许电压损失校验电线、电缆的截面配电线路电压损失百分比ΔU%的计算1.一段配电线路的电压偏移2.多段配电线路电压偏移QLUXPLURQXPRUUUUNNNN202021010)(101100%iiNiiNiiiiNNiLQUXLPURXQRPUUUU202021010)(101100%电线与电缆选择低压配电线路电压损失百分比ΔU%的计算，低压配电系统在未作特别说明时，一般不考虑线路的无功电压损失，因此可按下式进行电压损失百分比的计算：其中，A为导线截面积，单位mm2C为计算系数，iiiiNLPCALPURU110%20210NUC按导线允许电压损失校验电线、电缆的截面积根据上面的低压配电线路的电压损失百分比的计算公式可推导出导线截面积的计算公式为：如果要考虑线路电抗影响时，则可先计算出无功电压损失百分比ΔUq%然后再计算出有功电压损失百分比ΔUp%，从而计算出截面积iiLPUCA%1iiNqLQUXU2010%%%%qpUUU按导线最低机械强度的要求校验电线、电缆的截面积工作零线和保护零线的截面积选择按经济电流密度选择导线截面积（35kV以上输电线路）其中，Ic为计算电流Jec为经济电流密度A/mm2eccJIACtIAdP2导线热稳定校验A：导线的截面面积C：导线的热稳定系数IP：短路稳态电流td：短路电流持续时间