供配电系统中电线电缆的选择及敷设设计
广西高峰矿业有限责任公司 547205
摘 要:随着社会经济的快速发展,各行业节奏加快,生产能力增强,耗费电能也越来越多。本文根据电厂内的补水站供配电系统负荷值,以及周围使用环境及应用特点,详述了电线电缆的选择和敷设设计,以水站供配电系统的电动机组来额定设备负荷以及电流情况,采取相契合的电缆规格和相应型号,节约能源的同时满足人们生产、生活需要。
关键词:供配电系统;电线电缆;选择及敷设
引言
各行业供电系统的主要功能是起到电能降压作用,通过电力系统将减压后的电能分配到不同路径使其实现生产价值。工厂内的供电系统是由高、低压配电线路、总降压和车间变电所及其各类电气设备构成。本文重点阐述电厂补水系统的电力电缆敷设设计。
1负荷计算分析
1.1负荷计算的意义及具体内容
供配电系统计算负荷是工作中的首要任务,也是各项工作开展的基础。负荷的计算是否依据相应行业标准,满足实际应用需求,会对后续的电器使用和电缆选择具有指导意义。如果测量的用电负荷较大,电器导线应选择较大,但如果测量不准,实际负荷没有测量的大,选择较大的电器引导线会造成成本增高。如果测量的负荷小,但实际的负荷大,会影响导线、电器、电缆的使用寿命,严重的会引发电器元件损毁,带来严重的安全隐患。因此,供配电系统计算负荷工作是重中之重。在实际工作计算负荷过程中,要对用电负荷的实际情况深入掌握,不但要根据电气设备的功率及所处环境情况,还要满足人们日常使用需求计算,在用电设备选择上,也要根据计算的负荷大小科学选择,避免设备功率超过实际生产、生活需求,而造成资源浪费或成本超支现象。负荷的测量还可以理解成为一组用电负载在运作中,用电线路承载的最大平均功率,这种推断出的负荷与实际用电线路产生的热效应一致,因此,推断出的负荷可以定性为这组用电线路的实际负荷。
1.2负荷计算的方法
在实际工作运用中,负荷计算方法会根据用电情况来选择。最为广泛应用的方法有系数和二项式两种方法,其中利用系数法在相应领域应用效果也较为理想。其中二项式和系数方法在我国供配电系统中普遍使用,其中一些小型的供配电系统应用的方法还没有一定理论依据,本文不再详述。例举系数法,一般适用于测量单位产品或设备的耗电能力或者单位面积的功率大小,这种用电设备组可以采用系数方法来测量负荷,把相同的性质的电气设备分为一组,然后根据每个电气设备的实际用电功率来额定相应系数,在对用电设备的系数公式计算出该组电气设备的平均负荷,通过系数法来计算用电负荷是具有一定科学性、合理性、准确性的。
1.3负荷计算的过程
在对电气设备组做负荷计算过程中,应在供配电系统内检测用电设备组一定时间内的产生的最大热效应,推算出该设备组的负荷,在根据用电设备的使用情况测量其设备组的实际容量,进而测量设备组每个设备的额定容量。在对用电设备组进行测量负荷应参照相应推理公式,公式包含的相关系数与电气设备功率大小、使用效率以及电线电缆的损耗程度有直接联系。对具体计算和操作人员的技术要求标准较高,同时也要考虑外在的生产组织等客观因素。在测量电气设备的负荷过程中应根据实际测量数据展开分析,能够确保用电设备的安全使用,使实际用电与负荷情况相吻合。在对多组和多种用电设备干线计算负荷过程中要考虑到每组用电设备的负荷情况,在变压所低压母线上也应采用上述办法进行负荷测量。针对不同情况应灵活掌握计算负荷的方法,尤其对有功及无功负荷计算过程中,应同时展开并分别测量运用到相同系数中,确保负荷计算的精准性。
2电线电缆选择策略
2.1选择电线电缆注意事项
工作人员在选购电缆时,要根据线路的电压情况以及使用环境需求来确定电缆型号,同时要根据具体应用情况选择合理的敷设方式,尤其一些特殊的用电设备,应根据行业要求和标准科学敷设。同时还要对电缆的最大载流量进行掌握,确保使用环境的温度、湿度等介质符合敷设需求,对不合格的环境参数加以校正。如果敷设区域处于空气环境当中,应对该介质温度调取10年以上,每年最热温度持续时间及具体温度的平均参数。如果敷设环境为工厂的厂房或者专门的电缆隧道、电缆沟等,应对敷设的温度做测量,同时对电缆敷设环境的空气温度,包括使用过程中散热温度、通风效果等多重因素加以考虑,如果计算过程中缺乏相应参考数据,应按照电缆敷设周围的空气温度,上浮5℃来估算电缆散热后的空气温度。如果电缆敷设介质为土壤,取温度时应结合该区域近10年来最高气温的平均值。电缆的敷设要根据具体作业方式、土壤的热阻系数以及允许载流量加以校正。电缆敷设施工作业过程中要根据冷却条件来确定敷设路径,如果冷却条件较差且超过10米距离,应更换电缆截面,或者仅对该环境下更换大截面电缆。为了考量电缆的热稳定度,应对短路的具体条件来计算,确定短路过程的最高允许温度和热稳定数值。
2.2电线电缆的截面选择的基本要求
电缆在运行过程中产生的最大负荷电流不能超过其发热条件,也就是不能超过最高允许温度。在电压损耗条件下,电缆通过的最大负荷电流不能超过电压损耗的允许电流。一般高压线路较短的作业地点可以不做电压损耗校验。其次在经济电流密度条件下,要根据高压线路的具体情况,如果距离过长,通过电流较大的电缆,要根据经济电流密度选择合适的电缆截面,合理计算运行费用,这种合理选择的电缆截面也可叫做经济截面。一般工厂线路较短,电路10千伏以下的可不用考虑电缆经济截面。最后,机械强度导线截面应确保大于其允许最截面,确保出现短路保持稳定。一般电缆不做机械强度校验,应对短路热稳定度母线进行校验,其主要原因是短路有热稳定度。有关绝缘导线的电缆在选择上还应考虑工作电压。根据相关技术经验,在10千伏以下的高压线或低压动力线,应按照发热条件选取相应的电缆截面,在对电压损耗及机械强度进行科学校验。由于目前低压照明线路相对要求较高,要根据电压损耗来选取相应电缆截面。根据发热条件和机械强度,一般施工距离较长的线路,或者25千伏以上的高压线路,这类耗费电能较大,应按照经济截面选取相应电缆截面,在对电压损耗、机械强度相应校验。
3结语
供配电系统应选择合理的电缆和电缆截面,采取科学的敷设,按照相应的行业标准和技术准则,满足设备设施以及人们生产、生活用电的稳定性,推动社会经济稳步运行,提高人们生活质量。工厂的供配电系统负荷能力及作业性质以及周围的介质环境都能对电力电缆造成一定影响,在敷设设计上也应参照相应标准确定电缆规格和截面型号。同时还应考虑工厂供配电系统附近的环境情况选择恰当的敷设形式,满足供配电系统正常运行,推动敷设设计技术有效提高。
参考文献:
[1]王树生,陈凯,张志翔.抽蓄电站超深竖井500kV高压电缆敷设方案研究[J].水利建设与管理,2021,41(02):37-42.
[2]黄祖光,朱安平,王凯,李立秋,隋波,王帅帅.基于Dijkstra算法的电缆敷设系统设计及实现[J].电网与清洁能源,2020,36(06):105-110.
[3]于洋. 基于优化蚁群算法的PDMS电缆敷设设计路径方法研究[D].青岛大学,2020.
[4]张重远,芮皓然,刘贺晨,刘云鹏.高压单芯电缆金属护套感应电压仿真计算及最大允许敷设长度研究[J].高压电器,2020,56(05):143-148.
[5]朱克平,何英静,倪瑞君,徐伟明,鲍双双.基于GIM的模块化变电站电缆敷设三维设计[J].浙江电力,2019,38(07):48-52.
[6]李程. 随桥敷设高压电缆技术在舟山群岛新区的规划应用研究[D].华北电力大学(北京),2017.