芻議長距離低壓配電系統(tǒng)電纜截面的選擇

劉軍

摘要：在實施長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)設(shè)計實踐中，對于電纜截面具體選擇方面，往往有著一定特殊要求和標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f，電纜截面選定的科學(xué)合理性，不僅直接關(guān)系著長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量，更影響著長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)運行安全及穩(wěn)定，這就決定了合理選擇電纜截面的必要性和重要性。鑒于此，本文主要圍繞著長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)當(dāng)中電纜截面合理選擇開展深入的研究和探討，期望能夠為今后此方面設(shè)計實踐工作的有序進(jìn)展提供有價值的參考或者依據(jù)。

關(guān)鍵詞：低壓;長距離;配電系統(tǒng);選擇;電纜截面

1? 前言

電纜截面，即為電線內(nèi)部銅芯截面，屬于長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中核心部分。通過合理科學(xué)地選定電纜截面，能夠確保長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)一致維持穩(wěn)定可靠地運行狀態(tài)，防止系統(tǒng)故障問題出現(xiàn)。對此，深入研究長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)當(dāng)中電纜截面合理選擇，有著一定的現(xiàn)實意義和價值。

2? 合理選擇電纜截面的現(xiàn)實意義

選擇電纜是工業(yè)企業(yè)設(shè)計供電網(wǎng)絡(luò)的核心，這主要是因電纜屬于供電網(wǎng)絡(luò)重要構(gòu)成元件，只有依靠著電纜才可實現(xiàn)電能輸送。選定電纜截面期間，不僅要確保工業(yè)企業(yè)安全可靠的供電，還需注重電纜負(fù)載能力的有效利用。因電纜所使用的有色金屬均屬于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)重要物資[1]。故而，正確合理地選定電纜截面，不但可確保裝置維持穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)有色金屬的節(jié)約和生產(chǎn)能耗的有效降低，現(xiàn)實意義較為突出。

3? 電纜截面合理選擇實施對策

3.1? 工況

以中信重工總承包柬埔寨的KCC2水泥工程低壓配電項目為例，該項目低壓配電綜合系統(tǒng)內(nèi)設(shè)電力車間9個，但因受場地限制，存儲煤粉車間設(shè)備內(nèi)15kW膠帶輸送裝置配電線路長度在550m以上。那么，為確保電纜可維持穩(wěn)定安全的運行狀態(tài)，就需要對該長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)當(dāng)中，做好電纜截面合理選擇工作。故而，本文以該項目工程為例，對長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)當(dāng)中電纜截面合理選擇開展深入研究。

3.2? 選定電纜截面

廠家設(shè)備資料當(dāng)中，存儲煤粉車間15kW電動機(jī)為380V額定電壓、0.8功率因數(shù)，89.7%效率。依據(jù)民用和工業(yè)配電設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，電動機(jī)額定電流的計算列式是：[Ir=Pr3Urηcos?]（cos[?]是電動機(jī)滿載條件下功率因數(shù);[η]是電動機(jī)滿載條件下功效率;Ur是電動機(jī)額定的電壓;Pr是電動機(jī)額定的功率）。從中可解析出Ir=31.8A。處于35℃溫度環(huán)境下，且為明敷這一敷設(shè)方式條件下，選定YJV-0.6/1kV-4×4電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3.3? 修正電纜的載流量

此低壓配電項目當(dāng)中，敷設(shè)電纜方式有三種不同的情況，即為電纜溝式敷設(shè)、橋架式敷設(shè)、穿管明敷。此項目工程當(dāng)中全廠橋架的類別均為梯架，并列的電纜數(shù)均在7根以上，結(jié)合電力項目工程電纜的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在橋架上面無間距式多層并列的電纜，校正載流量系數(shù)一般取值為0.65，故而，經(jīng)修正處理過后，載流量即為48.92A。對此，選定YJV-0.6/1kV-4×6電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.4? 校驗電壓損失

因線路上面均有電抗、電阻，電流經(jīng)過電纜，會有熱量和電壓損失產(chǎn)生，對電壓質(zhì)量會產(chǎn)生一定影響。用電裝置端子電壓值若偏離了額定參數(shù)值后，將會直接影響到設(shè)備自身性能，則電壓偏差需確保把控至±5%范圍，故針對于電纜，需校驗好電壓損失。三相平衡的負(fù)荷線路當(dāng)中，實際負(fù)荷情況通常以電流矩Il（A·km）來表示出來，下列是計算線路電壓實際損失列式：[Δu%=310UnR，0cos?+X，0sin?Il=Δua%Il]

（I是負(fù)荷電流;l是線路長度;Un是標(biāo)稱線的電壓;[R，0X，0]是三相線路的長度單位電阻與單位感抗;[Δua%]是三相線路1A·km電壓損失百分比;[Δu%]是線路電壓的損失百分比）。1kV交聯(lián)式聚乙烯的絕緣電纜，采用380V三相電壓損失。電纜截面若超過35mm2，則[Δu%]>5;若若截面是35mm2，則[Δu%]<5[3]。經(jīng)過計算分析后，則可確定選定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16電纜可符合長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.5? 校驗電纜的熱穩(wěn)定

依據(jù)低壓配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，絕緣導(dǎo)體熱穩(wěn)定性，需依據(jù)截面積做好校驗工作，短路持續(xù)的時間若在5s范圍內(nèi)，則絕緣導(dǎo)體截面需與下列公式要求相符合：[S≥IKt]（K是針對銅芯YJV型的電纜系數(shù);t是保護(hù)電器電流自動切斷動作時間;I是經(jīng)保護(hù)電器預(yù)期短路電流或者是故障電流;S是保護(hù)導(dǎo)體截面積）。電動裝置末端在有三相短路發(fā)生后，三相起始處短路電流的交流分量實際有效參數(shù)值需代入到以下列式中計算分析：

（在上述列式當(dāng)中，XL、RL是配電線路實際電抗及電阻;XM、RM是變電裝置低壓側(cè)的母線段電抗及電阻;XT、RT是變壓裝置電抗及電阻;Xs、Rs是變壓裝置高壓側(cè)的系統(tǒng)電抗及電阻;Xk、Rk、Zk、是短路電路的總電抗、總電阻、總阻抗）。變電所上級容量考慮到無限度，Xk和Rk均為0。變壓裝置阻抗則是：XT=7mΩ、RT=1.65mΩ;母線單位的長度阻抗是：XM=0.181mΩ、RM=0.025mΩ;線路單位的長度阻抗則是：XT=0.079mΩ、RT=0.351mΩ。而后便可得到：Xk=53.07mΩ、Rk=195.06mΩ。故而，[I"S]=1.13kA。因電動機(jī)電流是31.8A，則Ir在0.01[I"S]以上范圍。因考慮到電動機(jī)針對于短路點所產(chǎn)生影響因素，結(jié)合[I"M=KstMIr×10-3]I（KstM是電動裝置反饋的電流倍數(shù)，一般取6倍;[I"M]是電動裝置反饋電流的交流分量初定值）。因[I"M]取值為0.19kA，故短路總電流則取值為1.32kA，將其代入至[S≥]列式當(dāng)中，電流自動切斷動作時間則為0.4s，S則取值為5.8mm2。由此可了解到，電纜截面若在6mm2以上，則可滿足于熱穩(wěn)定性實際要求和標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)系統(tǒng)化分析可了解到，選定YJV-0.6/1kV-3×35+1×16電纜，可滿足于長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)在熱穩(wěn)定性、載流量、壓降等各方面標(biāo)準(zhǔn)。

3.6? ?敷設(shè)電纜

該中信重工總承包柬埔寨的KCC2水泥工程低壓配電項目當(dāng)中，電纜分層的布置基本原則即為：自上而下分別為控制電纜、電力低壓電力、高壓電力，此輻射方式和現(xiàn)階段國內(nèi)大部分水泥廠做法有著一定差異性。該低壓配電項目當(dāng)中，電纜敷設(shè)主要方式為沿梯子橋架敷設(shè)形式。電纜的總截面積和橋架內(nèi)部橫斷面積比值，控制電纜需在50%范圍內(nèi)，而電力電纜則需在40%范圍內(nèi)。

4? 結(jié)語

綜上所述，通過以上分析論述之后我們對于長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)當(dāng)中電纜截面合理選擇現(xiàn)實意義及其合理選定實施對策，均能夠有了更加深入地認(rèn)識及了解。從總體上來說，在實施長距離的配電期間，務(wù)必要結(jié)合電纜實際長度、所用敷設(shè)方式、修正處理電纜的載流量等各個方面，科學(xué)合理選定電纜截面，以確保電纜處于長期運行狀態(tài)下不會有過熱現(xiàn)象產(chǎn)生，保證長距離的低壓配電綜合系統(tǒng)總體設(shè)計質(zhì)量和效果，維持電纜可靠穩(wěn)定且安全地運行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]方敏，崔麗珍.電纜的保護(hù)導(dǎo)體截面選擇的探討[J].有色冶金設(shè)計與研究， 2018， v.39;No.182（04）：614-615.

[2]趙愷.遠(yuǎn)距離低壓電動機(jī)動力電纜選擇[J].油氣田地面工程， 2019，22（17）：449-450.

[3]馬維貴，董廷杰.建筑照明配電系統(tǒng)電線電纜的選擇要點%Selection of Wire and Cable for Building Lighting Distribution System[J].電子測試， 2018， 37（018）：101-102.