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工程机械制造厂供电系统设计23第7章电缆、母线的选择7.1概述为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择时必须满足下列条件:导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。即应使其允许载流量1aI不小于通过相线的计算电流30I,301aII。导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长，电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。7.235KV电缆选择1、选择经济截面A44I30由表71可得表71导线和电缆的经济电流密度（A/mm2）线路类别导线材质年最大有功负荷利用小时3000h以下30005000h5000h以上架空线路铜3.002.251.75铝1.651.150.90电缆线路铜2.502.252.00铝1.921.731.54预计该工程机械厂年最大有功负荷利用小时数在5000h以上,采用电缆进线。故ecj=2.0A/mm2ec30ecj/IA=2/0.245mmAA=22.5mm2因此可选截面为50mm2，即可选交联聚乙烯绝缘电缆YJV50。2、校验发热条件由工业与名用建筑设计手册第三版表933得铜芯YJV50的允许载流量工程机械制造厂供电系统设计24Ial=154AI30=45A,因此满足发热条件。7.310kv电缆及母线的选择7.3.110kv电缆的选择I30=84A预计该工程机械厂年最大有功负荷利用小时数在5000h以上。故ecj=2.0A/mm2ec30ecj/IA=2/0.284mmAA=42mm2因此可选截面为70mm2，即可选交联聚乙烯绝缘电缆YJV70。校验发热条件由工业与名用建筑设计手册第三版表933得YJV70的允许载流量（假设环境温度为25）Ial=182AI30=84A,因此满足发热条件。7.3.210kv母线的选择1、母线的选择需要进行动稳定和热稳定的校验动稳定alc热稳定c/tAAima)3(minIal母线的最大允许硬力，硬铜母线为140MPa,硬铝母线为70MPac母线通过ish)3(时受到的最大计算应力A导体的截面Amin导体满足热稳定的最小截面I(3)三相短路冲击电流tima短路假想时间tima=tk+0.05(s),tk=top+toc式中tk为实际短路时间，top为短路保护装置实际动作时间，toc为断路器的断路时间，对一般油断路器取0.2s。c=M/W式中M为母线在ish)3(通过时产生的最大弯矩（Nm）。当母线档数为12时，M=F(3)l/8；当母线档数多于2时，F(3)l/10；F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2W为母线的截面系数；当母线水平放置时，W=b2h/6；b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度。电缆的机械强度很好，无须校验其短路动稳定度。根据10kv母线处的电流电压等初选母线型号为LMY480(404)Ial=480AI30=84符合要求。动稳定校验该10kv母线处的ish)3(=4.39KA假设母线水平平放，档距为900mm，档数大于2，工程机械制造厂供电系统设计25相邻两相母线的轴线距离为160mm。三相短路时的最大电动力F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2=3（4.39103）216.09.010-7=19N母线在F(3)作用时的弯曲力矩为M=10)3(lF=190.9/10=1.71Nm母线的截面系数为W=b2h/6=0.0420.004/6=1.110-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为c=M/W=1.71NM/1.110-5m3=1.55MPa而硬铝母线（LMY）的允许应力为al=70MPac=1.55MPa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。热稳定校验表72母线电缆在正常工作和短路时最高允许温度及短路热稳定系数值类型材料正常工作时最高允许温度短路时最高允许温度短路热稳定系数母线铝7020087铜70300171油浸纸绝缘电缆13kV铝8020084铜802501486kV铝6520090铜6522014510kV铝6020092铜60220148c/tAima)3(minI=1.7210305.02.04/87=40.76mm2A=404=160minA=40.67由此可知该母线满足短路热稳定度的要求。7.3.310/0.4变压器二次侧出线柜母线的选择1、动稳定校验根据0.4kv母线处的电流电压等初选母线型号为LMY2177(12510)Ial=2177AI30=2108A符合要求。该0.4kv母线处的ish)3(=38.27KA，母线水平竖放单条，母线档距为900mm，档数工程机械制造厂供电系统设计26大于2，相邻两相母线的轴线距离为160mm。三相短路时的最大电动力F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2=3（38.27103）216.09.010-7=1427N母线在F(3)作用时的弯曲力矩为M=10)3(lF=14270.9/10=128Nm母线的截面系数为W=b2h/6=0.12520.01/6=0.2610-5m3故母线在三相短路时所受到的计算应力为c=M/W=128NM/0.2610-5m3=49.2MPa而硬铝母线（LMY）的允许应力为al=70MPac=49.2MPa由此可见该母线满足短路动稳定度的要求。热稳定校验c/tAima)3(minI=20.8010305.02.04/87=493mm2A=12510=1250Amin=493由此可知该LMY2177(12510)母线满足短路热稳定度的要求。7.3.410/0.4变压器二次侧电缆的选择按经济电流密度选择到导线和电缆的截面。导线（或电缆，下同）的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量都要增加。因此从经济方面考虑，可选择一个比较合理的导线截面，即使电能损耗小，又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。预计该工程机械厂年最大有功负荷利