在低壓配電系統設計中選擇相導體截面積需要滿足相關要求,同時還需要掌握導體截面積選擇方法,電力儀表在本文分享如何選擇相導體截面積的干貨技術內容。
1、選擇相導體截面積,應滿足以下要求
①按敷設方式和環(huán)境條件確定的載流量,不應小于計算電流,并考慮以下因素:
a、絕緣導線和電纜的載流量,應按敷設場所的環(huán)境溫度進行校正。
b、三相四線制線路的電纜和穿在同一外護物內的4根導線(含N導體或PEN導體)或5根導線(含N導體和PE導體),當3次諧波或3的奇次倍諧波畸變率不超過15%時,不論三相平衡或不平衡,都應按3芯電纜或同一外護物內3根導體的載流量選取。當三相不平衡時,相導體和N導體截面積應按最大的一相電流選擇。
c、同一電纜敷設路徑各部分散熱條件不同時,電纜載流量應按散熱條件最不利的那一段確定,但線纜穿過厚度小于0.35m的墻體所導致的,可不考慮。
注:本款是按GB/T16895.6-2014《低壓電氣裝置 第5-52部分:電氣設備的選擇和安裝 布線系統》的規(guī)定而編寫:考慮我國墻體實況,建議將墻體厚度小于0.35m改為0.4m。
②線路電壓損失應滿足用電設備、照明燈正常工作和啟動時端電壓要求。
③導體截面積應滿足配電線路故障防護要求。
④導體截面積應滿足短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求。
⑤導體最小截面積應滿足機械強度要求,應符合表1的規(guī)定。
表1 不同布線方式和配電回路用途下導體最小截面積要求
注:用于電子設備的信號和控制回路,最小截面積可為0.1mm2。
⑥用于長時間、穩(wěn)定負荷的電纜、電線,技術經濟合理時,應按經濟電流密度選擇導體截面積。
2、按經濟電流密度選導體截面積解析。
①按經濟電流密度選截面積的目的:其實質是合理的節(jié)約電能,導體截面積在滿足載流量等五項技術要求外,提出經濟電流密度是技術、節(jié)能和經濟的合理結合。根據計算,按經濟電流選的截面積,大多數比按載流量確定的截面積要大一級至兩級(甚至三級);加大了截面積,從而降低了線路損耗(I2Rt),在電線、電纜的全壽命期(通常計算20-30年)內累積的線損費用,來補償加大電線、電纜截面積增加的費用,甚至更多,這樣就獲得了既有利節(jié)能又經濟合理的雙重效果。
注:如按經濟電流確定的截面積,比按載流量要求的截面積還小,仍然應滿足載流量的要求。
②依據中國航空規(guī)劃設計研究院有限公司《工業(yè)與民用供配電設計手冊》和《低壓電氣裝置 第5-52部分:電氣設備的選擇和安裝 布線系統》GB/T16895.6-2014標準,昌暉儀表簡單介紹“TOC”相導體截面積選擇方法:IEC標準提出“總擁有費用”法,簡稱“TOC”法,其原理是按電線、電纜的初建投資(含購置費和施工費)和壽命期內電能損耗累積量之費用,并計入投資利息、電費增長率、負荷增長率等多種因素后,兩者相加的總費用最小的原則確定電線、電纜截面積??梢杂脠D1說明:曲線1表示電線、電纜初建費用,隨截面積加大而增加;曲線2表示壽命期內累積的線損量的電費,隨截面積加大而減小;曲線3表示兩者之和,呈現“馬鞍形”,其鞍底一段為總費用最少;其對應的截面積是一個范圍,此范圍內的截面積是經濟合理的。
圖1 電線、電纜截面積(S)與總費用(TOC)關系
③按經濟電流選截面積的意義:除前述按經濟電流方法加大了電線、電纜截面積,不僅節(jié)能而且經濟上合理,其實還帶來了多方面的好處,主要有:
a、更有利于用電安全和提高供電可靠性;
b、由于降低了電線、電纜的工作溫度,有利于延長電線、電纜的使用壽命;
c、降低了線路電壓損失,改善了電動機、照明燈的電壓質量;
d、有利于適應未來負荷增長的能力。
④適應場所和條件:
a、年工作時間長的場所,如三班制或兩班制生產、工作場所;
b、負荷較穩(wěn)定的場所,如發(fā)電、化工、石油、造紙、紡織等生產場所,地鐵車站、地下商場等;
c、高電價地區(qū),如長三角地區(qū),粵、港、澳大灣區(qū),蘇、浙、閩等沿海地區(qū)。
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