小区工程电缆线路分析与计算程力学毕业论文
2014-12-24 01:55
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摘要：电力电缆选择是电气设计的主要内容之一，本文从根据
摘要：电力电缆选择是电气设计的主要内容之一，本文从根据环境与敷设条件选型，按长期允许载流量选择截面，按经济电流范围选择截面，分析本小区工程架空电缆的选择。
关键词：电缆线路分析 电缆线路选型计算
0 引言
金玉小区4台630KVA箱变供电：由6KV电缆线路利用原有电杆敷设1100m提供。原有线路还有2000米架空线路，架空线为钢芯铝绞线LGJφ185。630KVA变压器高压侧额定电流Ie1=60.6A，供电变电所运行参数如下：
箱变计算负荷如下：1#箱变功率Pjs=456KW，2#箱变功率Pjs=498KW，3#箱变功率Pjs=463KW，4#箱变功率Pjs=452KW，cosφ=0.85，单台变压器高压电缆引线为YJV-6-3×35，4台630KVA箱变总电流Ie1=240A。原架空线还带有少量负荷：400KVA、50KVA、20KVA各一台。请确定新增电缆的型号及截面。
1 计算过程
1.1 电力电缆选型，主要依据是GB50217－94《电力工程电缆设计规范》和《高压电缆选用导则》DL401—2002。应考虑最大载流量。
应计算三种情况：持续运行载流量、周期运行(应考虑负荷曲线)载流量、事故紧急运行或过负荷运行时的载流量。
1.1.1 预期的相间或相对地短路时流过的对称和不对称的短路电流。
1.1.2 短路电流最长持续时间。
1.1.3 电缆线路压降。
1.2 根据环境与敷设条件选型 电力电缆选型的考量，主要依据是GB50217－94《电力工程电缆设计规范》。其主要思想是对电缆型号的选择，应在满足电缆敷设场合技术要求的前提下，兼顾我国电缆工业发展的技术政策。即：线芯以铝代铜、绝缘层以橡塑代油浸纸、金属护套以铝代铅以及在外护层上发展橡塑护套或组合护套等。考虑到：最近几年，裸铜加权平均价上涨200％，而与此同时，铝材加权平均价仅上涨30％；铜材的导电率高，20℃时的电阻率为1.72×106 Ω/cm，铝线芯20℃时的电阻率2.82×106Ω/cm约为铜的1.68倍；载流量相同时，铝线芯截面约为铜的1.5倍。采用铜线芯损耗比较低，铜材的机械性能优于铝材，延展性好，便于加工和安装。抗疲劳强度约为铝材的1.7倍。但铝材比重小，在单位长度电阻值相同的情况下，铝导体截面应为铜导体的140％，铝线芯的质量仅为铜的42％，而采购价仅为铜芯缆的30％。
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铝芯电缆与铜芯电缆相比明显较轻，且较为经济。
综合比较各种因素，一般考虑：①架空输电线路、②较大截面的中频线路，宜采用铝芯电缆。又因本线路已有三分之二段为185mm2钢芯铝绞线，且6～35KV交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，介质损耗低，性能优良，结构简单，制造方便，外径小，质量轻，载流量大，敷设方便，不受高差限制，耐腐蚀，做终端和中间接头较简便。（最新数据：YJV-6-3×120电缆近似重量：5340Kg/Km，电缆出厂价格：364，000元/Km；YJLV-6-3×180电缆近似重量：3946Kg/Km，电缆出厂价格：120，000元/Km。）
故6KV电压等级铝芯聚氯乙烯交联绝缘类电力电缆（YJLV）为首选。
1.3 按长期允许载流量选择截面 《电力工程电缆设计规范》GB50217－94，还对1.0KV～10KV常用电力电缆，载流量基础数据，给出了一组基本校正系数。该类系数主要依据于西南电力设计院已完成的《不同敷设条件下电缆载流量的校正和实用算法》科研成果。
箱式变是给不同工作制下多组用电设备供电的，故应首先计算出支线上每组设备的计算负荷，然后将其每组设备有功计算负荷、无功计算负荷分别相加，从而得到低压干线有功计算负荷P30和无功计算负荷Q30，最后确定视在计算负荷S30和计算电流I30。即：
按供电负荷的实际大小，箱式变高压侧计算电流：
I30＝I30(1)+I30(2)+I30(3)+I30(4)＝36.8+47.9+44.6+43.5＝172.9(A)
查载流量基准数据表得：铝芯95mm2载流量(205～209A)可满足负荷的要求。
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但考虑箱式变高压侧电缆可能通过的最大持续电流为：
Imax＝∑I30＝4×I30＝4×60＝240（A）
则电缆最大允许载流量为：
查载流量基准数据表得：铝芯150mm2载流量(270～277A)最接近最大允许载流量Iz的计算值。故初选电缆型号为：YJLV-6-3×I50。
1.4 按经济电流范围选择截面 在一定的敷设条件下，每一线芯截面都有一个经济电流范围，IEC287-3-2/1995提供了这一范围上、下限值的计算公式为
查《工业与民用配电设计手册》取低价区（企业内部电），铝芯240mm2经济电流范围：190～256A，最接近最大允许载流量Iz的计算值。
故再选电缆型号为：YJLV-6-3×240。（基本为扩大两级）
1.5 初选电缆截面的电压降校验 从35KV/6KV变电所馈线间隔至小区箱式变，其线路由2000米架空线（钢芯铝绞线LGJ φ185）加1100米电缆（铝芯交联电缆YJLV-6-3×I50）组成。
设35KV/6KV变电所主变分接头在“0”位置上，变压器的电压损失为5％。区域变电所母线电压偏差分别为0和5％。输电导线为铝线，横截面积为185mm2、150mm2；最大负荷运行情况下，线路满载电流为IB=240A，功率因数取cosφ=0.85。
6KV线路的电压降分析如下：
