电缆、绝缘子和套管的选择.ppt

《风电厂电气系统》 第六章 导体和电气设备的原理与选择 第七节 电缆、绝缘子和套管的选择 《风电厂电气系统》 第六章 导体和电气设备的原理与选择 第七节 电缆、绝缘子和套管的选择 教学内容 本节教学内容 一、电力电缆选择 二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择 首页 一、电力电缆选择 1．电缆型号的选择 基本结构：由导电线芯、绝缘层和保护层三部分组成。 线芯材料：铜芯和铝芯两种。 常用的线芯数目： 单芯充油电缆（用于110kV及以上） 三芯电缆（用于35kV及以下三相系统） 双芯电缆（用于单相系统） 四芯、五芯电缆（用于380/220V三相四线系统或有一线芯用于安全接地）。 线芯绝缘：有油浸纸绝缘，塑料绝缘和橡皮（胶）绝缘三类。保护层：塑料电缆的保护层由聚乙烯做成。 油浸纸绝缘电力电缆保护层由内保护层和外保护层构成，内保护层目的是防潮和防漏油，有金属铝包和铅包两种；外保护层防机械损伤和防腐蚀，有钢带铠装（抗压）、钢丝铠装（抗拉）等种类，铠装层外还有防腐蚀外被层。 一、电力电缆选择 选择电缆时，应根据其用途、敷设方式和场所、工作条件及负荷大小，选择线芯材料、线芯数目、线芯绝缘材料和保护层等，进而确定电缆的型号。 2．额定电压选择：UN ≥ UNs 3．截面选择 1)长度在20m以下的电缆，一般按长期发热允许电流选择其截面，即： Imax≤ K Ial 综合修正系数K的计算 在空气中敷设时 在空气中穿管敷设时 土壤中直埋或穿管直埋时 一、电力电缆选择 以上三式中： Kt为温度修正系数； K1为电缆在空气中多根并列敷设和穿管敷设时的修正系数； K2为空气中穿管敷设时的修正系数，当电压在10kV及以下时，截面S≤95mm2时，K2=1，当截面S=120~185mm2时，K2=0.85； K3为直埋因土壤热阻不同的修正系数； K4为土壤中多根并列敷设的修正系数。 2)年最大负荷利用时数≥ 5000h，长度在20m以上的电缆，按经济电流密度选择电缆截面： 按经济电流密度选择的电缆还应满足长期发热要求： Imax≤ K Ial 为了便于敷设，一般尽量选用线芯截面不大于185mm2的电缆。 一、电力电缆选择 一、电力电缆选择 4．热稳定校验 电缆的热稳定校验仍采用最小截面法，即所选截面S（单位为mm2）应满足： Qk——短路电流热效应(A2·s)。 热稳定系数C 用下式计算： η——计及电缆芯线充填物热容量随温度变化以及绝缘散热影响的校正系数，对于3~6kV厂用回路，取0.93；对于10kV及以上回路取1.0； Q——电缆芯单位体积的热容量，铝心取0.59 J/ (cm3·℃)，铜心取0.81 J/ (cm3·℃)； α——电缆芯在20℃时的电阻温度系数,铝心取0.00403/℃，铜心取0.00393/℃； Ks——电缆芯在20℃时的集肤效应系数，S150mm2的三芯电缆Ks=1，S=150~240mm2的三芯电缆Ks =1.01~1.035； ρ20——电缆芯在20℃时的电阻温度系数，铝心取3.1×10-6Ω·cm2/cm，铜心取1.84×10-6Ω·cm2/cm； θh——短路时电缆的最高允许温度（℃）； θw——短路前电缆的工作温度（℃）。 一、电力电缆选择 5．允许电压降校验 对供电距离较远的电缆线路应校验其电压损失: UN、cosφ——分别为线路额定电压（线电压）和功率因数； L——电缆线路长度（km）； r = ρ/S、x ——单位长度电缆的电阻和电抗（Ω/km）。 6~10kV三芯电缆电抗约为0.08Ω/km，35kV三芯电缆约为0.12Ω/km。 一、电力电缆选择 【例6-2】某变电所10kV电压母线用双回电缆线路向一重要用户供电，用户最大负荷5400kW，功率因数cosφ=0.9，最大负荷利用小时数为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路直埋地下，长度为1200m，电缆净距为200mm，土壤温度10℃，热阻系数80℃·cm/W，短路电流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA，短路切除时间为2s，试选择该电缆。 解 正常情况下每回路的最大持续工作电流为： 一、电力电缆选择 根据最大负荷利用小时数查图6-17 曲线1，得 J=0.72 直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两根三芯油浸纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根S=120 mm2，热阻系数80℃·cm/W时的允许载流量为Ial=215A，最高允许温度为60℃，额定环境温度为25