导体热稳定计算的正确取值

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年7期   作者:梁旭义
[导读] 在导体截面选择中,额定载流量比较小,短路电流比较大时
        梁旭义
        中国轻工业南宁设计工程有限公司 广西南宁530031

        摘要:在导体截面选择中,额定载流量比较小,短路电流比较大时,是否满足导体热稳定要求决定了导体截面积,导体热稳定计算的正确取值就至关重要。工程设计中常出现由于取值不正确,导致导体截面选择偏大或偏小,偏大导致浪费,偏小会带来安全隐患,正确的导体热稳定计算才能保证所采用的导体能在安全运行的前提下,满足经济性要求,
关键词:短路电流的热效应;热稳定系数;短路持续时间。
        引言:为了在导体热稳定计算中的快速正确取值。本文详细论述导体采用短路电流实用计算方法进行热稳定计算时,各个参数如何正确取值。并总结了一些特殊情况下的取值。为工程设计中选取最合适的导体截面提供帮助。
        采用短路电流实用计算方法进行热稳定计算是直接算出满足要求的最小截面,选择导体时大于最小截面积即可满足热稳定要求。热稳定计算的公式为:

        
短路电流的热效应包括两个部分,一部分为交流分量,一部分为直流分量。需要分开计算,1.1.热效应交流分量计算有两个参数需要确定,需要确定短路电流和短路时间。
1.1.1、短路电流的确定
   1.1.1.1 短路形式确定:确定短路电流应按可能发生最大短路电流的接线方式,计算三相短路。当单相或两相短路电流大于三相短路电流时,应按照严重的情况验算。当1kV及以下供电回路装有限流作用的保护电器时,该回路应按限流后最大短路电流值校验。
        1.1.1.2 短路点的确定:对于不带电抗器的回路,短路点应选择在正常接线方式下的流过校验导体的短路电流为最大的地点。对于对无电缆中间接头的回路,宜取在电缆末端,当电缆长度未超过200m时,也可取在电缆首端;当电缆线路较长且有中间接头时,短路点宜取在电缆线路第一个接头处。对于带电抗的3~10kV出线,校验导体短路点取电抗器之后。
        1.1.1.3确定了短路电流时还需要判断短路点电流的交流分量是否会衰减,一般短路计算电抗标幺值X*C≥3时,可以认为远端短路,交流分量不衰减,反之认为是近端短路。远端短路时热效应交流分量计算公式简化为,近端短路时需要根据短路时间t,通过查表或查图法确定0时、t/2时和t时的短路电流。带入1-2式。
1.1.2、短路持续时间的确定
   1.1.2.1.校验裸导体时,短路电流持续时间宜采用主保护动作时间加相应断路器的全分闸时间之和,当主保护有死区时应采用对该死区起作用的后备保护动作时间,并采用相应短路电流。
   1.1.2.2.校验电缆时,对于电动机馈线和低压变压器馈线的电缆宜采用主保护动作时间与断路器开断时间之和,其它电缆采用后备保护动作时间与断路器的开断时间之和。(GB50217-2018 《电力工程电缆设计标准》更新时增加了给低压变压器供电的回路采用主保护动作时间的规定)。
        1.1.2.3保护动作时间和断路器开断时间可以根据厂家资料得出。当工程前期无法确定厂家时可根据《工业与民用配电设计手册》第四版P382页,表5.6-3确定。现在的断路器的开断速度都为高速为主。当为主保护无延时,短路持续时间都可以取0.1s,当有延时或取后备保护动作时,0.1s再加上延时时间。




     
        总结:采用短路电流实用计算方法进行热稳定计算时,需要分清采用短路电流的形式和短路点位置,短路持续时间需要区分采用主保护动作时间还是后备保护动作时间。热稳定系数如何知道初始温度和最终温度可以通过公式进行计算,比较繁琐。工程计算中,常用查表法进行确定,但需要区分是裸导体还是电缆的热稳定系数,电缆的热稳定系数还需要区分是低压电缆还是高压电缆。根据本文的总结方法,可以轻松确定各种情况下导体热稳定计算的取值。
        
        
    参考文献:
1.《导体和电器选择设计技术规定》 DL 5222-2005中华人民共和国国家发展和改革委员会发布。
2.《工业与民用配电设计手册》第四版,中国电力出版社出版,中国航空工业规划设计研究院组编。
3.《低压配电设计规范》GB50054-2011 中华人民共和国住房和城乡建设部发布。、
4.《电力工程电缆设计标准》GB 50217 – 2018 中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布
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