卫东变电所Ⅰ段母线至棒材6kV变电所电缆出线选型

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　　摘要：卫东变电所为35kV变电所，双电源进线，主接线方式为单母线分段。棒材6kV变电所分别从卫东变电所Ⅰ、Ⅱ段母线各取1回电源，采取电缆沿电缆沟、电缆桥架、挂墙敷设等方式引入，本文对Ⅰ段母线至棒线材6kV变电所电缆选型作简要描述。
　　关键词：电缆截面  绝缘类型  载流量  经济电流
　　一、前言
　　目前，攀钢为优化资源配置、调整产品结构、增强竞争力及盈利能力，实施产品结构优化调整工程，将攀成钢棒、线材生产线搬迁至攀枝花马鹿箐厂区。为满足棒、线材生产线供配电条件，需由振兴变电所送中试线线路为线材生产线供电，卫东变电所为棒材生产线供电。
　　其中，棒材生产线需从卫东变电所Ⅰ、Ⅱ段母线各取1回电源，原攀成钢棒材厂单段单母线运行方式优化为两段单母线运行，两段母线间不设母联，本文对Ⅰ段母线至棒材6kV变电所电缆选型作分析论述。
　　二、负荷功率及电流计算
　　根据厂内配电设计提供资料，棒线材主要生产设备功率19000kW，其他设备功率220kW，在棒线材6kV变电所内设无功补偿，补偿后功率因素为0.92.
　　Pc=10420kW计算负荷是根据需要系数法-根据棒线材厂内配电设计提供
　　cosφ=0.92
　　Sc=Pc/cosφ=11326kVA
　　计算电流Ic==1038A
　　三、电缆选型
　　1.导体材料选择
　　①《电力工程电缆设计规范》GB50217中规定：需保持连接具有高可靠性的回路应选用铜导体。
　　②现常用导体材料为铜、铝及铝合金，而其中相同导体截面情况下铜导体载流量最大。
　　综合以上因素，本段电缆导体材料选择为铜导体。
　　2.电缆芯数
　　本段电压等级为6kV，属于不接地系统，故采用三芯电缆或3根单芯电缆，具体型式由后面章节根据电缆载流量确定。
　　3.电缆绝缘水平
　　《电力工程电缆设计规范》GB50217中3.3.2条第2项规定：交流系统中电力电缆导体与绝缘屏蔽层或金属层之间额定电压选择，除中性点直接接地或经低电阻接地的系统外，其他系统不宜低于133%的使用回路工作相电压;在单相接地故障可能持续8h以上时，宜采用173%的使用回路工作相电压。
　　本段线电压为6kV，则相电压为3.46kV，市面普通电缆绝缘水平有0.6/1kV、3/6kV、6/10kV、8.7/15kV等，选用绝缘水平为6/10kV电缆即可满足以上规定。
　　4.电缆绝缘类型及电缆护层
　　该段电缆拟采用电缆沟、电缆梯架、沿墙敷设等方式，根据现场自然环境情况，不存在强腐蚀、高温、放射线作用等极端环境，且根据电力工程电缆设计规范》GB50217中第3.4.2条对于常用电缆的绝缘类型选择的规定，本段采用交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套（YJV）电缆。
　　5.电缆截面选择
　　5.1 按温升选择
　　5.1.1为保证导体的实际工作温度不超过允许值，导体按发热条件的允许长期工作电流（即载流量）不小于线路的工作电流。部分YJV电缆沿桥架敷设时在不同温度下载流量如下表：
　　根据上表参数，拟选择3根3×300电缆并行使用，并按最不利温度情况40℃进行校验。
　　5.1.2多回路敷设时的载流量校正。本工程中，3根电缆型式及截面选取一样，则线芯长期允许工作温度相同，则可直接根据下表选择载流量校正系数。
　　根据上表内容，本工程中电缆采取了电缆沟敷设、桥架敷设、沿墙敷设等方式，选取3回路中较小的校正系數0.7，则3根3×300电缆允许载流量为：567×3×0.7=1190.7.显然所选电缆允许载流量大于最大工作电流1038A，满足要求。
　　5.2 按经济电流选择截面
　　根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中关于导体经济电流和经济截面选择的原理和方法，结合《工业与民用配电设计手册》第四版中导体的经济电流范围表格，10kV交联聚氯乙烯电缆的经济电流范围之上限值如下：
　　其中，年最大负荷利用小时数根据《工业与民用配电设计手册》第四版表1.9-1中钢铁轧钢行业2000～4000小时选取3000小时，在上表中采用插入法，则3×300 10kV交联聚氯乙烯电缆的经济电流上限值为：（709.6+521.3）×=615.45> 　　5.3 按电压降校验截面
　　根据GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》中规定，≤20kV供电电压偏差限值为±7%。
　　则%=%×I×l
　　《工业与民用配电设计手册》第四版表9.4-18中数据，其提供的6kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的电压降最大截面为240，本工程电缆长度为700m，根据上式计算得到240电缆压降为2.18%，本工程中3×300电缆截面大于240电缆，则其电抗小于240电缆，所以其电压降小于2.18%，则3×300电缆满足电压降要求。
　　5.4 热稳定校验
　　根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中规定，高压电缆需进行热稳定校验。
　　本工程中电缆导体允许最小截面：
　　×，其中，C值根据《工业与民用配电设计手册》第四版表5.6.7中选取为115×。
　　Q=×t
　　根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中附录E规定，I为系统电源供给短路电流的周期分量起始有效值，为求得最大短路电流，特咨询卫东变电所设计人员，该回路最大运行方式下总阻抗为0.5696，按无限大容量供电系统考虑，则I即为稳态短路电流，I=18.21kA;继电保护整定时间为0.5s，断路器开断时间选取为0.02s，t=0.52s。则Q=21.23，计算出热稳定校验中允许最小截面为114。
　　5.5 機械强度校验
　　根据《工业与民用配电设计手册》第四版中规定，交流回路的相导体和直流回路中带电导体在穿管敷设或在槽盒中敷设时，导体最小截面积铜导体不能小于1.5。
　　四、结论
　　根据以上对该段电缆各方面型式选择的探讨，总结出该段电缆应选择为3根交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套的铜芯电缆，耐压为6/10kV截面为3×300，即YJV-6/10kV-3（3×300）。
　　参考文献：
　　[1] 工业与民用配电设计手册[ M]. 北京：中国电力出版社，2005.
　　[2]  GB 50217—2007，电力工程电缆设计规范[ S].
　　[3]  GB 50054—2011，低压配电设计规范[ S].
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