电气工程设计与计算550例
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36.按允许电压损失选择导线截面积的计算之一

(1)计算公式

设线路沿线截面积相同,则根据允许电压损失选择导线、电缆的截面积按下列公式计算:

三相系统

单相系统

式中  S——导线截面积,mm2

  ρ——工作温度下导线材料的电阻率(Ω·mm2/km),一般铝芯(50℃)取35Ω·mm2/km,铜芯(50℃)取18.8Ω·mm2/km;

  Ue——线路额定电压(kV),对于三相系统为线电压,对于单相系统为相电压;

  P——通过每段线路的有功功率,kW;

  L——每段线路的长度,km;

  ΔUa——线路电阻中的电压损失,V;

  ΔUyx——线路允许的电压损失,V;

  ΔUr——线路电抗部分的电压损失,V;

——负荷矩,kW·m;

   X——导线、电缆的电抗,Ω;

   x0——导线、电缆单位电抗,Ω/km;

   Q——通过每段线路的无功功率(kvar),Q=Ptanφ

   I——通过每段线路的电流,A;

 ΔU%——线路允许的电压损失百分数,见表2-24。

表2-24 各种情况下允许的网络电压损失百分数.  

在导线截面积尚未确定时,线路电抗是未知的。但对于某一电压级的线路来说,导线截面积的改变,其电抗值变化甚小。因此在计算电抗引起的电压损失时,可先假定电抗值(平均值)。对于6~10kV线路约为0.36Ω/km,对于0.38kV线路约为0.33Ω/km,电缆的电抗约为0.08Ω/km。

用上式算出导线截面积后,在产品目录中查出最接近的标称导线截面积,然后再用该导线截面积验算实际的电压损失。

(2)实例

某380V三相配电网如图2-19所示,欲采用铜芯绝缘导线穿管敷设,允许电压损失为5%,干线AC采用同一截面积的导线,试求干线AC和支线BD导线截面积。

图2-19 某380V三相配电网

 ①求干线AC的导线截面积。铜芯绝缘导线穿管敷设时,其电抗值为0.06~0.1Ω/km。假设x0=0.08Ω/km,则AC段由于电抗引起的电压损失为

已知允许电压损失为

则线路AC上电阻引起的电压损失为

ΔUaACUyxUrAC=19-2.55=16.45(V)  

线路AC的导线截面积为

选取BV-500-3×120mm2铜导线,由电工手册查得R0=0.15Ω/km,x0=0.06Ω/km。因此AB段实际电压损失为

②求支路BD导线截面积:线路BD所允许的电压损失为

ΔUyxBDUyxUAB=19-12.32=6.68(V)  

假设x0=0.1Ω/km,BD支线由电抗引起的电压损失为

BD支线由电阻引起的电压损失为

ΔUaBD=6.68-0.47=6.21(V)  

BD支线的导线截面积为

选取BV-500-3×25mm2铜导线,其x0=0.066Ω/km,比假定的0.1Ω/km小,因此电压损失能满足要求。