低压导线截面选择及供电半径的确定
低压导线截面的选择,有关的文件只规定了最小截面,有的以变压器容量为依据,有的选择几种导线列表说明,在供电半径上则规定不超过0.5km 。本文介绍一种简单公式作为导线选择和供电半径确定的依据,供电参考。
1低压导线截面的选择
1.1选择低压导线可用下式简单计算:
S=PL/CΔU %(1)
式中P ——有功功率,kW ;
L——输送距离,m ;
C——电压损失系数。
系数C 可选择:三相四线制供电且各相负荷均匀时,铜导线为85,铝导线为50;单相220V 供电时,铜导线为14,铝导线为8.3。
(1)确定ΔU %的建议。根据《供电营业规则》(以下简称《规则》) 中关于电压质量标准的要求来求取。即:10kV 及以下三相供电的用户受电端供电电压允许偏差为额定电压的±7%;对于380V 则为407~354V ;220V 单相供电,为额定电压的+5%,-10%,即231~198V 。就是说只要末端电压不低于354V 和198V 就符合《规则》要求,而有的介绍ΔU %采用7%,笔者建议应予以纠正。 因此,在计算导线截面时,不应采用7%的电压损失系数,而应通过计算保证电压偏差不低于-7%(380V线路) 和-10%(220V 线路),从而就可满足用户要求。
(2)确定ΔU %的计算公式。根据电压偏差计算公式,Δδ%=(U2-Un)/Un×100,可改写为:Δδ=(U1-ΔU -Un)/Un,整理后得:
ΔU=U1-Un -Δδ.Un(2)
对于三相四线制用(2)式:ΔU=400-380-(-0.07×380)=46.6V,所以ΔU %
=ΔU/U1×100=46.6/400×100=11.65;对于单相220V ,ΔU=230-220-(-0.1×220)=32V,所以ΔU %=ΔU/U1×100=32/230×100=13.91。
1.2低压导线截面计算公式
1.2.1三相四线制:导线为铜线时,
Sst=PL/85×11.65=1.01PL×10-3mm2(3)
导线为铝线时,
Ssl=PL/50×11.65=1.72PL×10-3mm2(4)
1.2.2对于单相220V :导线为铜线时,
Sdt=PL/14×13.91=5.14PL×10-3mm2(5)
导线为铝线时,
Sdl=PL/8.3×13.91=8.66PL×10-3mm2(6)
式中下角标s 、d 、t 、l 分别表示三相、单相、铜、铝。所以只要知道了用电负荷kW 和供电距离m ,就可以方便地运用(3)~(6)式求出导线截面了。如果L 用km ,则去掉10-3。
1.5需说明的几点
1.5.1用公式计算出的截面是保证电压偏差要求的最小截面,实际选用一般是就近偏大一级。再者负荷是按集中考虑的,如果负荷分散,所求截面就留有了一定裕度。
1.5.2考虑到机械强度的要求,选出的导线应有最小截面的限制,一般情况主干线铝芯不小于35mm2,铜芯不小于25mm2;支线铝芯不小于25mm2,铜芯不小于16mm2。
1.5.3计算出的导线截面,还应用最大允许载流量来校核。如果负荷电流超过了允许载流量,则应增大截面。为简单记忆,也可按铜线不大于7A/mm2,铝线不大于5A/mm2的电流密度来校核。 2合理供电半径的确定
上面(3)~(6)式主要是满足末端电压偏差的要求,兼或考虑了经济性,下面则按电压偏差和经济性综合考虑截面选择和供电半径的确定。
当已知三相有功负荷时,则负荷电流If=P/。如用经济电流密度j 选择导线,则S=If/。根据《规则》规定,农网三相供电的功率因数取0.85,所以S=P/×0.38×0.85j=P/0.5594j=1.79P/jmm2(7) 三相供电时,铜线和铝线的最大合理供电半径计算公式:
Lst=1.79×85×11.65/j=1773/jm(8)
Lsl=1.79×50×11.65/j=1042/jm(9)
若为单相供电在已知P 时,则S=If/j=P/Un/j=4.55P/j(按阻性负荷计) 。按上法,令
4.55P/j=PL/CΔU %,从而求得:
L=4.55CΔU %/jm(10)
将前面求得的ΔU %代入(10),同样可求出单相供电时,铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。
Ldt=4.55×14×13.91/j=885/jm(11)
Ldl=4.55×8.3×13.91/j=525/jm(12)
选定经济截面后,其最大合理供电半径,三相都大于0.5km ,单相基本为三四百米,因此单纯规定不大于0.5km ,对于三相来说是“精力过剩”,对单相来说则“力不从心”。
负载5.5KW 水泵电机,距离400米 供电用铝芯电线截面计算如下: Ssl (三相用铝芯线截面)=PL/50×11.65=5.5X400/50×11.65=3.78
再计算电机功率因素0.85,即:Ssl=3.78/0.8=4.45
考虑到用电设备是临时设施,需用系数较低,结合以上计算,采用6平方铝芯截面电线即可。
Ssl (三相用铝芯线截面)=PL/50×11.65=5.5X400/50×11.65=3.78
再计入电机功率因素0.85,即:Ssl=3.78/0.8=4.45
考虑到用电设备是临时设施,需用系数较低且环境温度不超过40摄氏度,结合以上计算,采用6平方铝芯截面电线即可。
低压导线截面选择及供电半径的确定
低压导线截面的选择,有关的文件只规定了最小截面,有的以变压器容量为依据,有的选择几种导线列表说明,在供电半径上则规定不超过0.5km 。本文介绍一种简单公式作为导线选择和供电半径确定的依据,供电参考。
1低压导线截面的选择
1.1选择低压导线可用下式简单计算:
S=PL/CΔU %(1)
式中P ——有功功率,kW ;
L——输送距离,m ;
C——电压损失系数。
系数C 可选择:三相四线制供电且各相负荷均匀时,铜导线为85,铝导线为50;单相220V 供电时,铜导线为14,铝导线为8.3。
(1)确定ΔU %的建议。根据《供电营业规则》(以下简称《规则》) 中关于电压质量标准的要求来求取。即:10kV 及以下三相供电的用户受电端供电电压允许偏差为额定电压的±7%;对于380V 则为407~354V ;220V 单相供电,为额定电压的+5%,-10%,即231~198V 。就是说只要末端电压不低于354V 和198V 就符合《规则》要求,而有的介绍ΔU %采用7%,笔者建议应予以纠正。 因此,在计算导线截面时,不应采用7%的电压损失系数,而应通过计算保证电压偏差不低于-7%(380V线路) 和-10%(220V 线路),从而就可满足用户要求。
(2)确定ΔU %的计算公式。根据电压偏差计算公式,Δδ%=(U2-Un)/Un×100,可改写为:Δδ=(U1-ΔU -Un)/Un,整理后得:
ΔU=U1-Un -Δδ.Un(2)
对于三相四线制用(2)式:ΔU=400-380-(-0.07×380)=46.6V,所以ΔU %
=ΔU/U1×100=46.6/400×100=11.65;对于单相220V ,ΔU=230-220-(-0.1×220)=32V,所以ΔU %=ΔU/U1×100=32/230×100=13.91。
1.2低压导线截面计算公式
1.2.1三相四线制:导线为铜线时,
Sst=PL/85×11.65=1.01PL×10-3mm2(3)
导线为铝线时,
Ssl=PL/50×11.65=1.72PL×10-3mm2(4)
1.2.2对于单相220V :导线为铜线时,
Sdt=PL/14×13.91=5.14PL×10-3mm2(5)
导线为铝线时,
Sdl=PL/8.3×13.91=8.66PL×10-3mm2(6)
式中下角标s 、d 、t 、l 分别表示三相、单相、铜、铝。所以只要知道了用电负荷kW 和供电距离m ,就可以方便地运用(3)~(6)式求出导线截面了。如果L 用km ,则去掉10-3。
1.5需说明的几点
1.5.1用公式计算出的截面是保证电压偏差要求的最小截面,实际选用一般是就近偏大一级。再者负荷是按集中考虑的,如果负荷分散,所求截面就留有了一定裕度。
1.5.2考虑到机械强度的要求,选出的导线应有最小截面的限制,一般情况主干线铝芯不小于35mm2,铜芯不小于25mm2;支线铝芯不小于25mm2,铜芯不小于16mm2。
1.5.3计算出的导线截面,还应用最大允许载流量来校核。如果负荷电流超过了允许载流量,则应增大截面。为简单记忆,也可按铜线不大于7A/mm2,铝线不大于5A/mm2的电流密度来校核。 2合理供电半径的确定
上面(3)~(6)式主要是满足末端电压偏差的要求,兼或考虑了经济性,下面则按电压偏差和经济性综合考虑截面选择和供电半径的确定。
当已知三相有功负荷时,则负荷电流If=P/。如用经济电流密度j 选择导线,则S=If/。根据《规则》规定,农网三相供电的功率因数取0.85,所以S=P/×0.38×0.85j=P/0.5594j=1.79P/jmm2(7) 三相供电时,铜线和铝线的最大合理供电半径计算公式:
Lst=1.79×85×11.65/j=1773/jm(8)
Lsl=1.79×50×11.65/j=1042/jm(9)
若为单相供电在已知P 时,则S=If/j=P/Un/j=4.55P/j(按阻性负荷计) 。按上法,令
4.55P/j=PL/CΔU %,从而求得:
L=4.55CΔU %/jm(10)
将前面求得的ΔU %代入(10),同样可求出单相供电时,铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。
Ldt=4.55×14×13.91/j=885/jm(11)
Ldl=4.55×8.3×13.91/j=525/jm(12)
选定经济截面后,其最大合理供电半径,三相都大于0.5km ,单相基本为三四百米,因此单纯规定不大于0.5km ,对于三相来说是“精力过剩”,对单相来说则“力不从心”。
负载5.5KW 水泵电机,距离400米 供电用铝芯电线截面计算如下: Ssl (三相用铝芯线截面)=PL/50×11.65=5.5X400/50×11.65=3.78
再计算电机功率因素0.85,即:Ssl=3.78/0.8=4.45
考虑到用电设备是临时设施,需用系数较低,结合以上计算,采用6平方铝芯截面电线即可。
Ssl (三相用铝芯线截面)=PL/50×11.65=5.5X400/50×11.65=3.78
再计入电机功率因素0.85,即:Ssl=3.78/0.8=4.45
考虑到用电设备是临时设施,需用系数较低且环境温度不超过40摄氏度,结合以上计算,采用6平方铝芯截面电线即可。