引言金玉小區4臺630KVA箱變供電：由6KV電纜線(xiàn)路利用原有電桿敷設1100m提供。原有線(xiàn)路還有2000米架空線(xiàn)路，架空線(xiàn)為鋼芯鋁絞線(xiàn)LGJφ185.630KVA變壓器高壓側額定電流Ie1=60.6A，供電變電所運行參數如下：

　　箱變計算負荷如下：1#箱變功率Pjs=456KW，2#箱變功率Pjs=498KW，3#箱變功率Pjs=463KW，4#箱變功率Pjs=452KW，cosφ=0.85，單臺變壓器高壓電纜引線(xiàn)為YJV-6-3×35，4臺630KVA箱變總電流Ie1=240A.原架空線(xiàn)還帶有少量負荷：400KVA、50KVA、20KVA各一臺。請確定新增電纜的型號及截面。

　　1 計算過(guò)程

　　1.1 電力電纜選型

　　主要依據是GB50217－94《電力工程電纜設計規范》和《高壓電纜選用導則》DL401—2002.應考慮最大載流量。

　　應計算三種情況：持續運行載流量、周期運行（應考慮負荷曲線(xiàn)）載流量、事故緊急運行或過(guò)負荷運行時(shí)的載流量。

　　1.1.1 預期的相間或相對地短路時(shí)流過(guò)的對稱(chēng)和不對稱(chēng)的短路電流。

　　1.1.2 短路電流最長(cháng)持續時(shí)間。

　　1.1.3 電纜線(xiàn)路壓降。

　　1.2 根據環(huán)境與敷設條件選型

　　電力電纜選型的考量，主要依據是GB50217－94《電力工程電纜設計規范》。其主要思想是對電纜型號的選擇，應在滿(mǎn)足電纜敷設場(chǎng)合技術(shù)要求的前提下，兼顧我國電纜工業(yè)發(fā)展的技術(shù)政策。即：線(xiàn)芯以鋁代銅、絕緣層以橡塑代油浸紙、金屬護套以鋁代鉛以及在外護層上發(fā)展橡塑護套或組合護套等�？紤]到：最近幾年，裸銅加權平均價(jià)上漲200％，而與此同時(shí)，鋁材加權平均價(jià)僅上漲30％；銅材的導電率高，20℃時(shí)的電阻率為1.72×106 Ω/cm，鋁線(xiàn)芯20℃時(shí)的電阻率2.82×106Ω/cm約為銅的1.68倍；載流量相同時(shí)，鋁線(xiàn)芯截面約為銅的1.5倍。采用銅線(xiàn)芯損耗比較低，銅材的機械性能優(yōu)于鋁材，延展性好，便于加工和安裝�？蛊�勞強度約為鋁材的1.7倍。但鋁材比重小，在單位長(cháng)度電阻值相同的情況下，鋁導體截面應為銅導體的140％，鋁線(xiàn)芯的質(zhì)量?jì)H為銅的42％，而采購價(jià)僅為銅芯纜的30％。

　　鋁芯電纜與銅芯電纜相比明顯較輕，且較為經(jīng)濟。

　　綜合比較各種因素，一般考慮：①架空輸電線(xiàn)路、②較大截面的中頻線(xiàn)路，宜采用鋁芯電纜。又因本線(xiàn)路已有三分之二段為185m㎡鋼芯鋁絞線(xiàn)，且6～35KV交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜，介質(zhì)損耗低，性能優(yōu)良，結構簡(jiǎn)單，制造方便，外徑小，質(zhì)量輕，載流量大，敷設方便，不受高差限制，耐腐蝕，做終端和中間接頭較簡(jiǎn)便。（最新數據：YJV-6-3×120電纜近似重量：5340Kg/Km，電纜出廠(chǎng)價(jià)格：364，000元/Km；YJLV-6-3×180電纜近似重量：3946Kg/Km，電纜出廠(chǎng)價(jià)格：120，000元/Km.）

　　故6KV電壓等級鋁芯聚氯乙烯交聯(lián)絕緣類(lèi)電力電纜（YJLV）為首選。

　　1.3 按長(cháng)期允許載流量選擇截面

　　《電力工程電纜設計規范》GB50217－94，還對1.0KV～10KV常用電力電纜，載流量基礎數據，給出了一組基本校正系數。該類(lèi)系數主要依據于西南電力設計院已完成的《不同敷設條件下電纜載流量的校正和實(shí)用算法》科研成果。

　　箱式變是給不同工作制下多組用電設備供電的，故應首先計算出支線(xiàn)上每組設備的計算負荷，然后將其每組設備有功計算負荷、無(wú)功計算負荷分別相加，從而得到低壓干線(xiàn)有功計算負荷P30和無(wú)功計算負荷Q30，最后確定視在計算負荷S30和計算電流I30.即：

　　按供電負荷的實(shí)際大小，箱式變高壓側計算電流：

　　I30＝I30（1）+I30（2）+I30（3）+I30（4）＝36.8+47.9+44.6+43.5＝172.9（A）

　　查載流量基準數據表得：鋁芯95m㎡載流量（205～209A）可滿(mǎn)足負荷的要求。

　　但考慮箱式變高壓側電纜可能通過(guò)的最大持續電流為：

　　Imax＝∑I30＝4×I30＝4×60＝240（A）

　　則電纜最大允許載流量為：

　　查載流量基準數據表得：鋁芯150m㎡載流量（270～277A）最接近最大允許載流量Iz的計算值。故初選電纜型號為：YJLV-6-3×I50. 1.4 按經(jīng)濟電流范圍選擇截面 在一定的敷設條件下，每一線(xiàn)芯截面都有一個(gè)經(jīng)濟電流范圍，IEC287-3-2/1995提供了這一范圍上、下限值的計算公式為查《工業(yè)與民用配電設計手冊》取低價(jià)區（企業(yè)內部電），鋁芯240m㎡經(jīng)濟電流范圍：190～256A，最接近最大允許載流量Iz的計算值。

　　故再選電纜型號為：YJLV-6-3×240.（基本為擴大兩級）

　　1.5 初選電纜截面的電壓降校驗

　　從35KV/6KV變電所饋線(xiàn)間隔至小區箱式變，其線(xiàn)路由2000米架空線(xiàn)（鋼芯鋁絞線(xiàn)LGJ φ185）加1100米電纜（鋁芯交聯(lián)電纜YJLV-6-3×I50）組成。

　　設35KV/6KV變電所主變分接頭在“0”位置上，變壓器的電壓損失為5％。區域變電所母線(xiàn)電壓偏差分別為0和5％。輸電導線(xiàn)為鋁線(xiàn)，橫截面積為185m㎡、150m㎡；最大負荷運行情況下，線(xiàn)路滿(mǎn)載電流為IB=240A，功率因數取cosφ=0.85. 6KV線(xiàn)路的電壓降分析如下：

　　架空線(xiàn)路的電壓降：△U1＝K×IB×L＝0.4×（240+8）×2.0≈198（V）；

　　電纜線(xiàn)路的電壓降：△U2＝K×IB×L＝0.31×240×1.1≈82（V）；

　　最大負荷運行情況下的總電壓降：

　　∑△U＝△U1+△U2＝198+82＝280（V）

　　其相對值：

　　即端電壓相對值為：U2％＝U1％-△U％＝100-4.7＝95.3％。

　　如果選用鋁芯交聯(lián)電纜YJLV-6-3×I50，6KV輸電線(xiàn)路電壓降基本滿(mǎn)足不大于5％的供電要求。

　　1.6 初選電纜截面的熱穩定校驗

　　當電路發(fā)生短路時(shí)，電纜線(xiàn)芯中將流過(guò)很大的短路電流。由于短路時(shí)間很短，電纜熱效應而產(chǎn)生的熱量來(lái)不及向外散發(fā)，全部轉化為線(xiàn)芯的溫升。電纜線(xiàn)芯耐受短路電流熱效應而不致?lián)p壞的能力稱(chēng)為電纜的熱穩定性。

　　為使電纜在規定的期限內安全運行，根據電纜絕緣材料的種類(lèi)，國家與行業(yè)規范給出了各種類(lèi)型電纜線(xiàn)芯短時(shí)間（最長(cháng)持續時(shí)間5秒）允許的最高溫度。

　　根據《電力工程電纜設計規范》GB50217－94，附錄D的要求，纜芯熱穩定允許最小截面，由下列系列公式確定：

　　且除火電廠(chǎng)3～6KV廠(chǎng)用電動(dòng)機饋線(xiàn)外的短路電流熱效應為：

　　Q=I 2·t （D.1.3-2）

　　式中：S——纜芯導體截面（m㎡）；

　　J——熱功當量系數，取1.0；

　　q——纜芯導體的單位體積熱容量（J/cm3·℃），鋁芯取2.48、銅芯取3.4；

　　θm——短路作用時(shí)間內電纜纜芯允許最高溫度（℃）；

　　θp——短路發(fā)生前的纜芯最高工作溫度（℃）；

　　θH——電纜額定負荷的纜芯允許最高工作溫度（℃）；

　　θ0——電纜所處的環(huán)境溫度最高值（℃）；

　　IH——電纜的額定負荷電流（A）；

　　IP——電纜實(shí)際最大工作電流（A）；

　　I——系統電源供給短路電流的周期分量起始有效值（A）；

　　t——短路切除時(shí)間（s）；

　　Tb——系統電源非周期分量的衰減時(shí)間常數（s）；

　　a——20℃時(shí)纜芯導體的電阻溫度系數（1／℃），銅芯為0.00393、鋁芯為0.00403；

　　ρ——20℃時(shí)纜芯導體的電阻系數（Ωc㎡／cm），銅芯為0.0184×10-4、鋁芯為O.031×10-4；

　　η——計人包含電纜芯線(xiàn)充填物熱容影響的校正系數，對3～6kV電動(dòng)機饋線(xiàn)回路，宜取η=0.93，其他情況可按η=1；

　　又根據甲方變電所提供的運行資料：

　　穩態(tài)短路電流有效值：IK=14.28KA，短路沖擊電流值：ich=55.47KA，短路后0.2S短路電流周期分量有效值：I0.2=18.43KA，超瞬變短路電流有效值：I“=21.76KA，并參考西北電力設計院的《電力工程電氣設計手冊》、航空工業(yè)規劃設計研究院的《工業(yè)與民用配電設計手冊》的熱穩定系數C數據，及導體熱穩定算法，得出以下計算數據：

　　電纜熱穩定系數�。篊=77～79（按工作溫度90℃，短路最高允許溫度200℃）

　　短路切除時(shí)間�。簍=0.6s（具體數值由變電所提供，這里取一般中壓線(xiàn)路最小的后備保護動(dòng)作時(shí)間與斷路器分閘時(shí)間之和）

　　短路熱穩定要求的6KV電力電纜最小截面為：180.71～185.40（m㎡）。

　　再綜合考慮技術(shù)選型電纜截面150m㎡、經(jīng)濟運行電纜截面240m㎡，原架空線(xiàn)導線(xiàn)解面185m㎡，故最后確定的電纜型號為：

　　6KV交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電力電纜：YJLV-6-3×185.

　　2 后記

　　施工后，小區供電取得長(cháng)時(shí)間良好的運行效果。