工程機械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計23第7章電纜、母線的選擇7.1概述為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，進行導線和電纜截面選擇時必須滿足下列條件:導線和電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。即應使其允許載流量1aI不小于通過相線的計算電流30I,301aII。導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長，電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。7.235KV電纜選擇1、選擇經(jīng)濟截面A44I30由表71可得表71導線和電纜的經(jīng)濟電流密度（A/mm2）線路類別導線材質(zhì)年最大有功負荷利用小時3000h以下30005000h5000h以上架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54預計該工程機械廠年最大有功負荷利用小時數(shù)在5000h以上,采用電纜進線。故ecj=2.0A/mm2ec30ecj/IA=2/0.245mmAA=22.5mm2因此可選截面為50mm2，即可選交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜YJV50。2、校驗發(fā)熱條件由工業(yè)與名用建筑設(shè)計手冊第三版表933得銅芯YJV50的允許載流量工程機械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計24Ial=154AI30=45A,因此滿足發(fā)熱條件。7.310kv電纜及母線的選擇7.3.110kv電纜的選擇I30=84A預計該工程機械廠年最大有功負荷利用小時數(shù)在5000h以上。故ecj=2.0A/mm2ec30ecj/IA=2/0.284mmAA=42mm2因此可選截面為70mm2，即可選交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜YJV70。校驗發(fā)熱條件由工業(yè)與名用建筑設(shè)計手冊第三版表933得YJV70的允許載流量（假設(shè)環(huán)境溫度為25）Ial=182AI30=84A,因此滿足發(fā)熱條件。7.3.210kv母線的選擇1、母線的選擇需要進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗動穩(wěn)定alc熱穩(wěn)定c/tAAima)3(minIal母線的最大允許硬力，硬銅母線為140MPa,硬鋁母線為70MPac母線通過ish)3(時受到的最大計算應力A導體的截面Amin導體滿足熱穩(wěn)定的最小截面I(3)三相短路沖擊電流tima短路假想時間tima=tk+0.05(s),tk=top+toc式中tk為實際短路時間，top為短路保護裝置實際動作時間，toc為斷路器的斷路時間，對一般油斷路器取0.2s。c=M/W式中M為母線在ish)3(通過時產(chǎn)生的最大彎矩（Nm）。當母線檔數(shù)為12時，M=F(3)l/8；當母線檔數(shù)多于2時，F(xiàn)(3)l/10；F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2W為母線的截面系數(shù)；當母線水平放置時，W=b2h/6；b為母線截面的水平寬度，h為母線截面的垂直高度。電纜的機械強度很好，無須校驗其短路動穩(wěn)定度。根據(jù)10kv母線處的電流電壓等初選母線型號為LMY480(404)Ial=480AI30=84符合要求。動穩(wěn)定校驗該10kv母線處的ish)3(=4.39KA假設(shè)母線水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2，工程機械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計25相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。三相短路時的最大電動力F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2=3（4.39103）216.09.010-7=19N母線在F(3)作用時的彎曲力矩為M=10)3(lF=190.9/10=1.71Nm母線的截面系數(shù)為W=b2h/6=0.0420.004/6=1.110-5m3故母線在三相短路時所受到的計算應力為c=M/W=1.71NM/1.110-5m3=1.55MPa而硬鋁母線（LMY）的允許應力為al=70MPac=1.55MPa由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。熱穩(wěn)定校驗表72母線電纜在正常工作和短路時最高允許溫度及短路熱穩(wěn)定系數(shù)值類型材料正常工作時最高允許溫度短路時最高允許溫度短路熱穩(wěn)定系數(shù)母線鋁7020087銅70300171油浸紙絕緣電纜13kV鋁8020084銅802501486kV鋁6520090銅6522014510kV鋁6020092銅60220148c/tAima)3(minI=1.7210305.02.04/87=40.76mm2A=404=160minA=40.67由此可知該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。7.3.310/0.4變壓器二次側(cè)出線柜母線的選擇1、動穩(wěn)定校驗根據(jù)0.4kv母線處的電流電壓等初選母線型號為LMY2177(12510)Ial=2177AI30=2108A符合要求。該0.4kv母線處的ish)3(=38.27KA，母線水平豎放單條，母線檔距為900mm，檔數(shù)工程機械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計26大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。三相短路時的最大電動力F(3)=3ish2)3(al10-7N/A2=3（38.27103）216.09.010-7=1427N母線在F(3)作用時的彎曲力矩為M=10)3(lF=14270.9/10=128Nm母線的截面系數(shù)為W=b2h/6=0.12520.01/6=0.2610-5m3故母線在三相短路時所受到的計算應力為c=M/W=128NM/0.2610-5m3=49.2MPa而硬鋁母線（LMY）的允許應力為al=70MPac=49.2MPa由此可見該母線滿足短路動穩(wěn)定度的要求。熱穩(wěn)定校驗c/tAima)3(minI=20.8010305.02.04/87=493mm2A=12510=1250Amin=493由此可知該LMY2177(12510)母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。7.3.410/0.4變壓器二次側(cè)電纜的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇到導線和電纜的截面。導線（或電纜，下同）的截面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量都要增加。因此從經(jīng)濟方面考慮，可選擇一個比較合理的導線截面，即使電能損耗小，又不致過分增加線路投資、維修管理費用和有色金屬消耗量。預計該工程機械廠年最大有功負荷利