在低压配电系统设计中选择相导体截面积需要满足相关要求,同时还需要掌握导体截面积选择方法,电力仪表在本文分享如何选择相导体截面积的干货技术内容。
1、选择相导体截面积,应满足以下要求
①按敷设方式和环境条件确定的载流量,不应小于计算电流,并考虑以下因素:
a、绝缘导线和电缆的载流量,应按敷设场所的环境温度进行校正。
b、三相四线制线路的电缆和穿在同一外护物内的4根导线(含N导体或PEN导体)或5根导线(含N导体和PE导体),当3次谐波或3的奇次倍谐波畸变率不超过15%时,不论三相平衡或不平衡,都应按3芯电缆或同一外护物内3根导体的载流量选取。当三相不平衡时,相导体和N导体截面积应按最大的一相电流选择。
c、同一电缆敷设路径各部分散热条件不同时,电缆载流量应按散热条件最不利的那一段确定,但线缆穿过厚度小于0.35m的墙体所导致的,可不考虑。
注:本款是按GB/T16895.6-2014《低压电气装置 第5-52部分:电气设备的选择和安装 布线系统》的规定而编写:考虑我国墙体实况,建议将墙体厚度小于0.35m改为0.4m。
②线路电压损失应满足用电设备、照明灯正常工作和启动时端电压要求。
③导体截面积应满足配电线路故障防护要求。
④导体截面积应满足短路动稳定和热稳定要求。
⑤导体最小截面积应满足机械强度要求,应符合表1的规定。
表1 不同布线方式和配电回路用途下导体最小截面积要求
注:用于电子设备的信号和控制回路,最小截面积可为0.1mm2。
⑥用于长时间、稳定负荷的电缆、电线,技术经济合理时,应按经济电流密度选择导体截面积。
2、按经济电流密度选导体截面积解析。
①按经济电流密度选截面积的目的:其实质是合理的节约电能,导体截面积在满足载流量等五项技术要求外,提出经济电流密度是技术、节能和经济的合理结合。根据计算,按经济电流选的截面积,大多数比按载流量确定的截面积要大一级至两级(甚至三级);加大了截面积,从而降低了线路损耗(I2Rt),在电线、电缆的全寿命期(通常计算20-30年)内累积的线损费用,来补偿加大电线、电缆截面积增加的费用,甚至更多,这样就获得了既有利节能又经济合理的双重效果。
注:如按经济电流确定的截面积,比按载流量要求的截面积还小,仍然应满足载流量的要求。
②依据中国航空规划设计研究院有限公司《工业与民用供配电设计手册》和《低压电气装置 第5-52部分:电气设备的选择和安装 布线系统》GB/T16895.6-2014标准,昌晖仪表简单介绍“TOC”相导体截面积选择方法:IEC标准提出“总拥有费用”法,简称“TOC”法,其原理是按电线、电缆的初建投资(含购置费和施工费)和寿命期内电能损耗累积量之费用,并计入投资利息、电费增长率、负荷增长率等多种因素后,两者相加的总费用最小的原则确定电线、电缆截面积。可以用图1说明:曲线1表示电线、电缆初建费用,随截面积加大而增加;曲线2表示寿命期内累积的线损量的电费,随截面积加大而减小;曲线3表示两者之和,呈现“马鞍形”,其鞍底一段为总费用最少;其对应的截面积是一个范围,此范围内的截面积是经济合理的。
图1 电线、电缆截面积(S)与总费用(TOC)关系
③按经济电流选截面积的意义:除前述按经济电流方法加大了电线、电缆截面积,不仅节能而且经济上合理,其实还带来了多方面的好处,主要有:
a、更有利于用电安全和提高供电可靠性;
b、由于降低了电线、电缆的工作温度,有利于延长电线、电缆的使用寿命;
c、降低了线路电压损失,改善了电动机、照明灯的电压质量;
d、有利于适应未来负荷增长的能力。
④适应场所和条件:
a、年工作时间长的场所,如三班制或两班制生产、工作场所;
b、负荷较稳定的场所,如发电、化工、石油、造纸、纺织等生产场所,地铁车站、地下商场等;
c、高电价地区,如长三角地区,粤、港、澳大湾区,苏、浙、闽等沿海地区。
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