低壓電熱穩(wěn)定校驗(yàn)的計(jì)算

低壓電熱穩(wěn)定校驗(yàn)的計(jì)算在民用建筑物中低壓配電線路廣泛分布于建筑物各處，而且發(fā)生短路故障的機(jī)率也較大，為了保證人身安全和配電可靠，應(yīng)正確的選擇電線電纜的截而。當(dāng)系統(tǒng)某點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流引起的熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線的截流部分產(chǎn)生高熱，損壞導(dǎo)線的絕緣，如果導(dǎo)線截而選擇不當(dāng)，甚至可能釀成火災(zāi)。本文主要討論在低壓網(wǎng)絡(luò)短路時(shí)，導(dǎo)線的熱穩(wěn)定問(wèn)題，以及在確定的導(dǎo)線截而時(shí)，為了滿足熱穩(wěn)定要求，導(dǎo)線允許的最小長(zhǎng)度。1計(jì)算短路電流的簡(jiǎn)化條件對(duì)電線、電纜進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，首先要計(jì)算短路電流。山于電網(wǎng)的運(yùn)行方式經(jīng)常變化，低壓網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載種類繁多（電動(dòng)機(jī)負(fù)載、變頻晶閘管裝置等），低壓網(wǎng)絡(luò)中的短路種類不同（三相短路，兩相短路，單相短路等），因此要準(zhǔn)確地計(jì)算短路電流很困難的，但是為了滿足工程設(shè)計(jì)的需要，可以進(jìn)行一些條件的簡(jiǎn)化。（1） 在通常情況下，低壓網(wǎng)絡(luò)距發(fā)電機(jī)電源的距離很遠(yuǎn)，此時(shí)的兩相短路電流不會(huì)大于三相短路電流。在單項(xiàng)短路情況下，電纜電線的阻抗比三相短路時(shí)大很多，所以單相短路電流也不會(huì)大于三相短路電流，在一般情況下，低壓網(wǎng)絡(luò)中三相短路電流最大，在校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定時(shí)，也以三相短路電流作為基木計(jì)算?？紤]到在民用建筑中有許多單相負(fù)荷，也就有可能發(fā)生單相短路。（2） 如果在低壓網(wǎng)絡(luò)中降壓變壓器的容雖不超過(guò)供電系統(tǒng)容呈的5%時(shí)，一旦發(fā)生短路時(shí)，可以認(rèn)為降壓變壓器的高壓側(cè)端電壓不變。列外山于低壓網(wǎng)絡(luò)中的電阻較大，當(dāng)?shù)蛪憾搪窌r(shí)，低壓短路電流的非周期分竝衰減得很快。（3） 在民用建筑物中，單臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的容呈一般都不超過(guò)100KW（大型冷凍機(jī)組除外），當(dāng)在靠近短路點(diǎn)接有異步電動(dòng)機(jī)的總?cè)蓦m小于100KV時(shí)，山于異步電動(dòng)機(jī)所饋出的電流衰減很快，因此當(dāng)在這些電動(dòng)機(jī)端頭處發(fā)生三相短路時(shí)，電動(dòng)機(jī)的反饋電流可以忽略不計(jì)。（4） 當(dāng)變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)在減速或停機(jī)時(shí)，會(huì)使晶閘管裝置處于逆變狀態(tài)，并瞬間向電網(wǎng)反饋電流，如果此時(shí)發(fā)生低壓側(cè)短路，則可能向短路點(diǎn)反饋電流，但這個(gè)時(shí)間很短，反饋電流可以忽略不計(jì)。當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的彤響。再適當(dāng)考慮補(bǔ)償電容的影響（電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償電容使短路電流的增值之和，一般不會(huì)超過(guò)短路電流的10%）?（5） 為了簡(jiǎn)化短路電流的計(jì)算，偏于安全考慮，可以忽略一些元件的阻抗，例如：不考慮低壓斷路器過(guò)電流保護(hù)線一次線圈的阻抗等。而只考慮電力系統(tǒng)的電抗，低壓母線，降壓變壓器及電纜電線的阻抗。2電路元件的阻抗計(jì)算（1） a.電力系統(tǒng)的電抗計(jì)算及變壓器阻抗的計(jì)算公式：見參考文獻(xiàn)【2】。電力系統(tǒng)的電抗見表1.b?表2時(shí)根據(jù)幾個(gè)主要廠家的變壓器損耗計(jì)算出的變壓器電阻和阻抗。c.計(jì)算單項(xiàng)短路電流時(shí)，需要計(jì)算變壓器的相零阻抗。當(dāng)變壓器的選擇的連接為DYnll時(shí)，變壓器的寥序阻抗比正序阻抗大約相等，當(dāng)變壓器的的連接YYnO時(shí)，變壓器的寥序阻抗比正序阻抗大很多。山于變壓器采用DYnll的連接方式有許多優(yōu)點(diǎn)：為3次諧波提供環(huán)流通路，可抑制3次諧波電流：有利于單相接地故障的切除：能充分利用變壓器的設(shè)備能力。一般情況下變壓器都采用DYnll的連接方式。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，并考慮到安全可靠，可以認(rèn)為變壓器寥序阻抗等于正序阻抗（相阻抗），此時(shí)計(jì)算單相短路電流，可以認(rèn)為變壓器的寥序阻抗等于三相短路阻抗。歸算到0.4KV側(cè)的系統(tǒng)阻抗5Q） 表1系統(tǒng)的短路容雖（MVA）25305075100200250300350400500750OO系統(tǒng)電抗（mQ）6.45?33?22?11.60.80.640.530.460.40.320.213010/0.4KV干式變壓器相阻抗值（歸算到0.4KV側(cè)） 表2生產(chǎn)變壓器容雖（KVA）25050080010001250160020002500廠家阻抗(mQ)RXRXRXRXRXRXRXRXABB(上海)6?24.2.12.1?11.1?9?0?rf1?0?5?0?4?0?3?SCR950778850609020539262689653804080西門子(志6?24.2.12.1?11.1?9?0?rfI?0?5?0?4?0?3?亨)SCLB970778850609020529163689653904170順德6?24.2.12.1?11.1?9?0?7?0?5?0?4?0?3?SC(B)917807550658020529362699353904090順德I1?24.3.12.1?11.1?9?0?rfI?0?5?0?4?0?3?SC(B)1000601240748030519961739358774481國(guó)標(biāo)8?24.3.12.2?11.1?9?1?rfI?0?5?0?4?0?3?GB/T1028830207630108053481760869458755280注：變壓器阻抗電壓百分比值Ud%,變壓器容竝為500KVA以下時(shí)取4%：變壓器容雖為630KVA以上時(shí)収6%.低壓母線的阻抗計(jì)算公式見參考文獻(xiàn)【2】.計(jì)算三相短路時(shí)母線相電阻和相電抗及計(jì)算單相短路電流時(shí)，母線的相零回路電抗和阻抗可山表3查出。電線電纜的阻抗計(jì)算聚氯乙烯絕緣的電線電纜工作溫度是70°C,交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜電線工作溫度90°C,在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)取接近工作溫度的阻抗值。三相電纜電線的電阻抗值見表4.單相短路的計(jì)算阻值，見表5單相短路計(jì)算阻抗比三相短路時(shí)的阻抗大很多。當(dāng)從變壓器帶短路點(diǎn)之間足III兩種不同截而的電纜或變截而是預(yù)支分支電纜組成時(shí)，這時(shí)應(yīng)將電纜歸算到同一截面，此時(shí)的電纜等效長(zhǎng)度L的近似計(jì)算公式見參考文獻(xiàn)【2】。當(dāng)導(dǎo)線或電纜并聯(lián)時(shí)，其阻抗應(yīng)釆用同截面單根電纜阻抗的一半。3低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流的計(jì)算三相短路電流及單相短路電流的計(jì)算見參考文獻(xiàn)【2】。計(jì)算單相短路時(shí)，山于高壓系統(tǒng)中零序電流無(wú)通路，故不計(jì)高壓系統(tǒng)的零序阻抗，變壓器的零序阻抗比正序、負(fù)序阻抗大，為了簡(jiǎn)化計(jì)算并使短路電流值偏于安全，可以認(rèn)為變壓器的零序阻抗等于正序阻抗，低壓母線和電線電纜的阻抗可參考表3和表5.4電纜的熱穩(wěn)定校驗(yàn)及計(jì)算實(shí)例當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間不大于5秒時(shí)，絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定按下式進(jìn)行校驗(yàn)：SM(I/K)y/t……(1)式中：S為絕緣導(dǎo)體的線芯截面(他‘)I為短路電流有效值(A)t為在已經(jīng)到達(dá)允許最高持續(xù)工作溫度的導(dǎo)體內(nèi)短路電流持續(xù)作用時(shí)間＜s)K為不同絕緣介質(zhì)的熱穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)見表6.短路電流的持續(xù)時(shí)間時(shí)山兩部分或三部分組成。t=ti+t2+tj (2)式中：t為短路電流的持續(xù)時(shí)間(s)竹為空氣斷路器燃弧時(shí)間(一般為0.01?0?02s)匕為空氣斷路器固有動(dòng)作時(shí)間(NS系列為0.01s)住為空氣斷路器短延時(shí)時(shí)間(s)當(dāng)電線電纜在短路時(shí)的熱穩(wěn)定校驗(yàn)不能滿足要求，而又不想增大導(dǎo)線截面，可用熔斷器作為短路保護(hù)此時(shí)的電纜線路允許不作熱穩(wěn)定校驗(yàn)。例1：供電系統(tǒng)的短路容星為400MVA：供電的干式變壓器容戢為1250KVA.接線組別為DYnll；銅母線規(guī)格為3(125X10)+63X10.長(zhǎng)度為8m,母線相間距為350ifun：III低壓母線至供電點(diǎn)選用YJV-3X35+2X16的電纜13皿斷路器短路時(shí)瞬動(dòng)，當(dāng)在電纜末端發(fā)生三相短路時(shí)，對(duì)電纜進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1） 計(jì)算電路各元件阻抗：查表1得系統(tǒng)電抗為Xf0.4jiQ查表2得變壓器電抗為X^7.6mQ電阻為R尸1?17mQ查表3得銅線電抗為X?=0.168X8=1.344jiQ電阻為Ri=O.017X8=0.136biQ查表4得電纜電抗為XfO.08X13=1.04jhQ電阻為RfO.622X13=8.086nQ因此電路總電抗為X產(chǎn)X.+X汁Xi+XE0?384mQ總電阻為R滬RkRi+R尸9?392mQ總阻抗為2=^Rr2+Xv2=14mQ2） 三相短路電流的計(jì)算：Ij=U/（JJz）=400/（1.732X14）=16.496KA3） 電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)山于斷路器的燃弧時(shí)間及固有動(dòng)作時(shí)間之間和約為0.05秒；查表6得熱穩(wěn)定系數(shù)0142：因此：（I/K）Xy/t=16496XJO?O5/142=26mi：S=35mm2>26m2所以此電纜截面滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)的要求。也可以直接?xùn)吮?對(duì)應(yīng)變壓器為1250KVA,短路時(shí)間為0.05秒，YJV電纜截而為35mm?査得電纜長(zhǎng)度為4.5。本例中選用電纜長(zhǎng)度為13m>4.In,故熱穩(wěn)定通過(guò)。例2：供電系統(tǒng)的短路容呈為500MVA；供電的十式變壓器容雖為1000KVA,接線組別為DYnll;銅母線規(guī)格為3（100X8〉+80X6.3,長(zhǎng)度為5皿母線相間距為350mm；PEN線與鄰近相線距離為200mm：山低壓母線至供電點(diǎn)選用VV-5X16的電纜15m斷路器短路時(shí)瞬動(dòng)，當(dāng)在電纜末端發(fā)生單相短路相，對(duì)電纜進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1） 計(jì)算電路各元件阻抗：查表1得系統(tǒng)電抗為Xf0?32mQ查表2得變壓器電抗為Xf9.48mQ電阻為RfI.53nQ查表3得銅線電抗為Xi=0.386X5=1.344nQ電阻為20.069X5=0.136mQ查表5得電纜電抗為XfO.25X15=3.75jiQ電阻為Rf4.5X15=67.5nQ因此電路總電抗為X產(chǎn)XhXo+Xi+X尸15.43nQ總電阻為R產(chǎn)Ro+Ri+R尸69.375mQ總阻抗為Z=JRJ+X『 =71.081mQ2） 三相短路電流的計(jì)算：1^/2=230/71.081=3.235KA3） 電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)

山于斷路器的燃弧時(shí)間及固有動(dòng)作時(shí)間之間和約為0.05秒:查表6得熱穩(wěn)定系數(shù)K=115；因此：(I/K)XVt=3235XVO.O5/115=6.3mi:S=16mm2>6.3mm2所以此電纜截面滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)的要求。也可以直接?xùn)吮?對(duì)應(yīng)變壓器為1000KVA,短路時(shí)間為0.05秒，VV電纜截面為16mm'查得電纜長(zhǎng)度為8.2m。本例中選用電纜長(zhǎng)度為15m>8.2b,故熱穩(wěn)定通過(guò).不倒覽算甘體的撚隗罡計(jì)U糸歆衣 R638*芯JMJgIKKX*Ztt7016011501O?K7520013V乙丙檢膠90250M3(M2>??tsMV80160107交聯(lián)?90250142低線單位長(zhǎng)度陰抗值(mO/m) 春3變壓玄(KVA)!R母線規(guī)格(mm2)Rfi=65￡R°0=65°C耳XD(mm)J=200mmtD(mfn)2503502503502503(40x4)*30x30.1330.2370.370?220240.480.5033153(40x5)*30x40.1070.17802850.217023?0.4730.54003(50x5)*40x40.0060.1330219g02250.460.4715003(60x6.3)*40x50.0540.1070.1610.190210.4350.4556303但0x6?3)?50x630.0420.0680.110.1750.1970.410.427?oo3(100x6.3^50x6.30.0340.0680.1020.1620.1840.3940.41310003(100x8)*?}x6.30.0270.0420.0690.1680.1830.3770.38612503(12Sx10>?3x100.0170.(640A510.1480?恤X30.3831600側(cè)如制MOOx彳00.0110.0210.0320.11704330.310.32620002(^125x1^125x100.0090.M70D260.10504250.270.3250051^125x10)^125x160.0060.0110加707&0.10.250.271注：D為母線相線的同鉅.Dr對(duì)PEN線與鄰近相線的中心間距；冋為三相短蹌時(shí)，踽線計(jì)算電陰.RM)為單相短路時(shí)，相零回路毋線計(jì)算電阻;R口為單相知路時(shí)，零母線計(jì)算電陰,X為三相短路時(shí)，相母線計(jì)算電抗匸相零回路境線計(jì)算電抗"220/220/380V三相四線和三相石線穿欽管或穿矽料骨布線

(骨內(nèi)舍PE2蹊或PE線)單相短路計(jì)算阻抗近似值(mC/n>)導(dǎo)堆■定霰面(mm2)PEN疑(或PE蛙)戢面與相刪同PEN域(或PE拔)載面比相域小一級(jí)RD*計(jì)律電陰⑴flAn)xrr計(jì)算融抗(mG/m)毗X計(jì)算電?l：mnAn)XO計(jì)聲電抗(mC/m)怡芯拔擴(kuò)芯域怡茜疑15柏290.3261370.322.529170.2939230.294倍110.2324140.286127.20.2615g0.27107.34.20.26105.60.26164.52.70.2563.60.2525291.60.233.82.20.24352H1.30.223.4仁50.23501.50.90.211.81.10.22701.10.60.211.30.60.2195G80.50.210.90.60.21120Q.60.40.20.70.50.21500.50.30.20.60.40.2表5三相電綣電纜在H作泡酚的第抗佰(mQ/m) 衷￡Sfmm1)2.5461016S355070951201501ffi2401KVR氯乙嫌R(0-60-C)7.9614.9383.3252.0351.2720.8140.5610.4070291C.2140.1690.1X0.110.085XC.10.0930.C930.037C.0820.0750.0720.C720.0?9C.0690.0690.070.070.071KVS聯(lián)豪乙健R(3=80?C)5.33235542.1751.3590.870.6220.435131C.2290.1810」450.1180.091X0.0970.0920.0850.0020.0820.080.0790.0780.0770.0770.0770X)770X)775電纜滿足熱穩(wěn)定條件的最小長(zhǎng)度下而提供了在滿足熱穩(wěn)定要求時(shí)，不同截面低壓電纜的最小允許長(zhǎng)度，詳見表7?表10.

(KVA)時(shí)間紂R 線 K ffi (nwT4610162535507095130150185240250aosia91711^02&i282632213.6024ae3023528.51U042549sas51.448938422.6403005199189154ai0.1292825119970241.640837.933.92559l7042ea8eai57」53.747366146Maos2G51?17.914.67.4ai29l328726.82AAiaa10.40241.941439336.932S36.113204261.1eae58256.1525473723080000520820318515593ai29629227525320713.1024224134033134328.917.104261461S93575542的640.724510?aos2Q92G63(731294.7ai2』g22728.126.523218」50242442140.539」36432323.97.904261.5613S9.458」5A1S2245.5341S51250aos212CLS3ia.4155tO6ai3029L728.527.4252161390242542340.939-837334929i&g1042616615597saa57.4SIX的240fl281216Maos21.12220.119.217.11472ai3G129828.9282&423鳥18.99.7024264254240.43936鳥32.62&61<204261.761.660S9.3sai56.1S2.3463872&5們32O?aos21.22120.3198182181152ai3G12?g292842712532141&44.60242742641340.739633球22621211504261.861.7?)」59.75865715444142331224g22&?aos21.321.220.633ia917.4(428.6ai3G13029228.727￡26.523鳥10212340242842741.5414023938.53262B419l1血04261.96t860359.859L157.955.5sts4S93&830.52a1&2rr921￡ZI?i61UISLZZ8ZCr62L^Z.ZBSZ62乙戸0zrocc??:zrs989118TIrsiSSkI?SWS：T)2S(?ZZLOrouoa"I"■Ot?l?pri8T?9ri上巧KHSOPVU乙5bUIcyibCJC!>CCvccVDO8OCCRURccg5GDI￡1Sk2SU0?WAO己rcerr￡Z66羅a6￡lsri9外LUST爭(zhēng)S6ll>lIBI101sonSBszczvZBIZ6Irss€ZC16ZSn&CS：BSS6Z乙戸ooc?aKCBBClB*GlCT>5CPWGgMOux>reSB￡6OU9Clrwrrin91rsK9乙巧01idi101SOPSBV?lcei91.361288Zf6S?62zroSTS□019Cl-小LF61rmZTOSrIOCKLeK6erinrriVIre9'S8?660101SOOOil??iZ"OC八匸S8CEPC：C-XJCSOCJ：KOzroOCOL8T|PE97：k6€U161IWIBS1?129ee60"1Z^\uoG9&&666SOO6.Z"1丁6L203g3^62己口乙POco?&5Ck2-9107OSge小9ZHlreiiri15LO￡P(guān)Zes￡bbuuZT99X1KBIOSvaf乙IBS16Z乙戸0r66€ZL6Zlred6366VzroC€9*e6S>911STIRTEi6*ClLOrz096&ST6SOPoOXI-Z￡1-8Cr^c：C-BCO8CJ：KOeg63r6649>BIZ61RLU乙ce￡FPEIZ￡1PT9ZI6*6SOOr8ZALSEZ"乙CTBSP82乙戸oOGZBrriK21mZ-GIruL981H9ZIrciux>I-VZS(bOK!>QU02S8IOSlceiS60￡osS￡91019r飛》tel闿<v/vOgu? 里 利 瞬 住■48田蘋tjw ar升衛(wèi)?他狂gr耳co-o滬q）型sear兩再z?ei1BSC3€K/e??*cx>9>>C@6G8"Pcose:9891PNrse^82VPC60€nczzzerazroME9(1<>VICtokVgV\Z乙乙LZZtoNuuLIZBICl-8€U6rirsi91191SOPsz6-BI\-\LZ6re96€PS并s-s=rrerZPOcco?ZDI2TGIZ'te6ZZCBZJfCCricrze￡zr?OCl816BU9\Z632Z.22WNLOrokCk9fldOSIIS!SOOCPIsvz9I￡ZZErup€"z巾rsr9"88乙戸0cwuurZTICZS992BBCeancsevzx.zro601S9UIEL6cesrss￡ZZuoS86“nS4&SI91SOX)Cl16ENQ3CZ6C?ZRrv*&x>rZWOKL9€81s■沱9LZe?roc6IESEzroFSCCI-V￡.1-cgFICt-eeyc-ckUri?66Z￡19ri?si6"SIsoo81了畑s-zc9BCBr9wr乙戸0OCOLZL5l?乙67KDEzlg6IF2TDr'6SSkST6V2vzzhNLU51l~W&siSOOE9So￡KSBC￡勿”Pi?rS9T"0CO8E8YLg6T&Csie&l€R232Ck181PW6.121ZZLDroS01STIl￡l9SISOBZGIZZCB/Coir/urNAZfT>(X9rsiz乙乙&児heS3EzroroOSO91￡5SICZZroCO陀］