采区供电设计_采区高压电缆的选择.doc

采区供电设计之采区高压电缆的选择
采区高压电缆的选择相对下井主电缆的选择来讲更加简单,主要从三个方面来选择。
1、按持续允许电流来选择电缆截面
              KIp≥Ia
式中:Ip 空气温度为25℃时,电缆允许截流量,安;对不同绝缘的高压电缆可查表12-2-5~12-2-7;12-2-21(交联电缆)
       K 温度校正系数;可查表12-2-25;电缆线芯最高允许工作温度65℃,周围环境温度25℃,故可K取1。
      Ia 通过电缆的最大持续工作电流,安。
2、按电缆首端在系统最大运行方式时发生三相短路,应满足热稳定的要求。
⑴热稳定系数法。此方法较简单,一般在纸绝缘电缆的热稳定计算中采用此法。(目前不用)
         Amin≥IK(3)(tj)1/2/C
式中:Amin  电缆短路时热稳定要求的最小截面,mm2;
          IK(3)   三相最大稳态短路电流,安;
      tj 短路电流作用的假想时间,秒;井下中央变馈出线整定时间一般取瞬动,。
      C 热稳定系数,查表10-3-3。
⑵按电缆的允许短路电流法。此法较复杂,主要用于交联聚乙烯电缆的热稳定计算。
①允许短路电流计算
        I SC={CC/(r20at)*ln{[1+α(θSC-20)]/ [1+α(θ0-20)]}}1/2
式中: I SC  允许短路电流,安;
      θSC  电缆允许短路温度,℃;交联电缆为230℃;油浸纸绝缘电缆为220℃。
      θ0   短路前电缆温度;℃;可取65℃
       r20    20℃时每厘米电缆导线的交流电阻,Ω/cm;
      α   导体电阻的温度系数,20℃时:铜: 1/℃;铝: 1/℃;;
      CC    每厘米电缆导线的电容,焦耳/厘米3·℃;铜:;铝:;
      t   短路时间,秒;为保护整定时间和开关动作时间之和。取0. 。
②导线交流电阻计算
每厘米导线交流电阻r按下式计算:
      r=r′(1+YS+YP)
式中:r 每厘米电缆导线交流电阻,Ω/cm;
      r′每厘米电缆导线直流电阻,Ω/cm;
      YS 集肤效应系数;
      YP  邻近效应系数。
③集肤效应和邻近效应系数计算
见第十二章 5-12-59页 12-2-3和12-2-4两式。
④导线直流电阻计算
每厘米电缆导线直流电阻r′按下式计算
      r′=ρ20/A[1+α(θ-20)]K1K2K3
式中:ρ20  导线材料在20℃下的电阻系数;铜芯:×10-6Ω·cm2/cm;铝芯:×10-6 Ω·cm2/cm;
     A   导线截面积,cm2
        α 20℃时的电阻温度系数;
     θ 电缆导线温度,℃;6KV取65℃,10KV取60℃;
     K1  扭绞系数,一般取:
K2    成缆系数,一般取:
K3    紧压效应系数,一般取:
⑶按正常负荷校验电压损失
△   U%=1000/10·U N 2·P·L(R0+X0tanφ)=K·P·L
式中:K 每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数,6KV时,K=(R0+X0tanφ);10KV时,K=1·(R0+X0tanφ)。
         在不同功率因数及不同电缆截面时的数据可查表10-3-6及10-3-7
     U N  额定电压,KV;
截面(mm2)
16
25
35
50
70
95
120
R0







X0







     P   电缆输送的有功功率,兆瓦;
     L   电缆线路长度,公里;
     R0、X0  电缆单位长度的电阻及电抗,Ω/km。不同截面电缆数据不一样。(可查参考文献3附录二表2-2)
高压系统正常电压损失不超过7%,故障状态下不得超过10%
设计时按7%校验。电压损失应从地面变电所算起至采区变电所母线止,而不是从中央变起至采变。
采区供电设计之采区低压电缆的选择
电缆的选择包括确定电缆的型号、长度、芯线数目及主芯线截面大小。其中以确定主芯线截面大小的计算较为复杂。
一、电缆选择的一般原则
1、由于采区低压供电电压一般采用3