10kV电动机出线电缆最小截面计算.doc
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10kV电动机出线电缆最小截面计算.doc
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10kV电动机馈线电缆最小截面计算
一、概述
厂区设110kV总变电所一座,10kV中心变电所五座,分别为PTA主装置01HS1、循环水站07HS1、给水加压站06HS1、污水及厂前区变电所。
总变110kV及10kV单母线分段运行;PTA主装置变电所10kV母线接入一台20000kW的汽轮发电机,单回线运行,10kV母联开关正常运行时处于合闸状态,0.4kV侧单母线分段运行;其他变电所10kV及0.4kV均为单母线分段运行方式。
厂区10kV动力电缆用量主要集中在10kV电动机,为确保电缆截面选型能满足热/动稳定的要求,故进行电缆最小截面计算,作为选型依据。
二、设计计算依据
1、《工业与民用配电设计手册第三版》
2、《电力工程电气设计手册》
3、GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》
4、SH3038-2000《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》
三、10kV动力电缆最小截面计算方法
采用热稳定的方法计算高压电缆的最小截面,高压电器能耐受短路电流流过时间内所产生的热效应而不至损坏,则认为该电气设备对短路电流是热稳定的,这个特性即是热稳定性,校验时满足下式:
1、高压电器热稳定计算公式
:
短路电流产生的热效应,kA2·s
:
高压电器热稳定允许通过的短时耐受电流的短时耐受时间s
2、按短路电流热稳定计算电缆最小截面:
:
电缆所需的最小截面mm2
C:
热稳定系数,6~35kV交联聚乙烯绝缘电缆(铜芯),其导体长期允许的工作温度为90℃(GB12706.3-1991《额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆》第三部分第3.1条规定),其短路时导体允许的最高温度为250℃,C=137。
3、短路电流在导体和电器中产生的热效应
Qz:
短路电流交流分量引起的热效应
I:
短路电流有效值kA
t:
短路电流持续时间s,按下式计算:
:
主保护装置动作时间s,断路器固有分闸时间s,:
断路器燃弧持续时间s。
主保护动作时间tb应为该保护装置的起动机构、延时结构和执行机构动作时间的总和。
当主保护装置整定为速断时(无延迟保护),短路电流持续时间t可查表P2115-8数据,当继电保护有延时,应加上延时时间。
断路器固有动作时间查产品样本得出。
当断路器断开额定容量时,断路器燃弧持续时间可参考下列数值:
真空断路器或SF6断路器为0.01~0.02s。
四、计算过程(以PTA主装置10kV电动机馈线电缆为例)
1、计算依据
1.1电力系统相关参数
1)根据接入系统文件,虹港石化110kV母线总短路电流约为13kA;
2)110kV主变容量40000kVA,短路阻抗Uk=12%;
3)110kV总变至PTA主装置变电所距离1310m,采用3*(ZR-YJV-8.7/10KV3*240)电缆,电缆参数:
电阻及感抗有效值,。
1.2PTA主装置发电机相关参数
1)额定功率:
20000kW
2)额定电压:
10.5kV
3)额定功率因数:
0.8(滞后)
4)超瞬态电抗:
15.38%
1.3系统阻抗图
2、电力系统提供短路电流计算(短路点k取PTA主装置10kVI段母线处)
2.1系统等效电抗标幺值(虹港110kV母线及以上)0.0386
2.2110kV主变等效电抗标幺值XT1计算
2.3110kV总变至PTA主装置出线电缆电抗及电阻标幺值计算
2.4电力系统对短路点k的等效阻抗标幺值计算
2.5电力系统提供k点的短路电流周期分量计算
3、发电机对k点提供的短路电流计算(不考虑电抗器)
4、短路电流持续时间计算
5、短路电流热效应计算
6、电缆最小截面计算
五、结论
建议厂区10kV电动机出线电缆最小截面选择为3*70mm2。
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