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1、10kV电动机馈线电缆最小截面计算一、概述厂区设110kV总变电所一座，10kV中心变电所五座，分别为PTA主装置01HS1循 环水站07HS1给水加压站06HS1污水及厂前区变电所。总变110kV及10kV单母线分段运行；PTAi装置变电所10kV母线接入一台20000kW 的汽轮发电机，单回线运行，10kV母联开关正常运行时处于合闸状态，0.4kV侧单母线 分段运行；其他变电所10kV及0.4kV均为单母线分段运行方式。厂区10kV动力电缆用量主要集中在10kV电动机，为确保电缆截面选型能满足热/ 动稳定的要求，故进行电缆最小截面计算，作为选型依据。二、设计计算依据1、工业与民用配电设计手
2、册第三版2、电力工程电气设计手册3、GB50217-2007电力工程电缆设计规范4、SH3038-2000石油化工企业生产装置电力设计技术规范三、10kV动力电缆最小截面计算方法采用热稳定的方法计算高压电缆的最小截面，高压电器能耐受短路电流流过时间内所产生的热效应而不至损坏，则认为该电气设备对短路电流是热稳定的，这个特性即是 热稳定性，校验时满足下式：1、高压电器热稳定计算公式2Q t - I th t 由I 2h :短路电流产生的热效应，kA2 stth :高压电器热稳定允许通过的短时耐受电流的短时耐受时间sth2、按短路电流热稳定计算电缆最小截面：Smin = Qt/C 103S .:电缆
3、所需的最小截面mmi minC:热稳定系数，635kV交联聚乙烯绝缘电缆（铜芯），其导体长期允许的工作温 度为90c （GB12706.3-1991额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆第三部分第3.1条规定）,其短路时导体允许的最高温度为 250C, C=13%3、短路电流在导体和电器中产生的热效应2Q z = I tQzz短路电流交流分量引起的热效应I :短路电流有效值kAt:短路电流持续时间s,按下式计算：t = t b t 叫 t hutb ：主保护装置动作时间s, tgu断路器固有分闸时间s, thu ：断路器燃弧持续 时间So主保护动作时间tb应为该保护装置的起动机构、延
4、时结构和执行机构动作时间的 总和。当主保护装置整定为速断时（无延迟保护），短路电流持续时间t可查表P2115-8 数据，当继电保护有延时，应加上延时时间。断路器固有动作时间t查产品样本得出。gu当断路器断开额定容量时，断路器燃弧持续时间thu可参考下列数值：真空断路器或SF6断路器为0.010.02s。四、计算过程（以PTA主装置10kV电动机馈线电缆为例）1、计算依据1.1 电力系统相关参数1）根据接入系统文件，虹港石化110kV母线总短路电流约为13kA;2 ） 110kV主变容量40000kVA 短路阻抗Uk=12%3 ） 110kV总变至PTA主装置变电所距离1310m 采用3* （Z
5、R-YJV-8.7/10KV 3*240）电 缆，电缆参数：电阻及感抗有效值 R = 0.091C, X=0.087C。1.2 PTA主装置发电机相关参数1）额定功率：20000kW2）额定电压：10.5kV3）额定功率因数：0.8 （滞后）4）超瞬态电抗：15.38%1.3 系统阻抗图13kA J>Xs*=0.038BHV 门t J仙蒜丁函.*卜3I,山口” 2、电力系统提供短路电流计算（短路点k M PTA±ig置10kVI段母线处）2.1系统等效电抗标幺值（虹港110kV母线及以上）0.03862.2 110kV主变等效电抗标幺值Xt1计算X t1 =U k% /100
6、S J Sstr = 12 /100100 / 40 = 0.32.3 110kV总变至PTA主装置出线电缆电抗及电阻标幺值计算R L = 0.0360X L = 0.03442.4 电力系统对短路点k的等效阻抗标幺值计算Xk=XS X t x I = 0.03860 .30 .0344 = 0 .373p 221,22Zk= Rk Xk = 0.036 0.373 =0.37472.5 电力系统提供k点的短路电流周期分量计算 "I S = I j/ Z k = 5.5 / 0.3747 =14 .67 kA2.6 电机对k点提供的短路电流计算（不考虑电抗器）"I go.i = I j 父 I *0.1 = 1 .3746 x 5.4 = 7.42 kA2.7 路电流持续时间计算t = tb tgu thu = 404020 = 0.1s2.8 路电流热效应计算 22oQz = I S I g。1 t = 14 .67 7.420.1 =48.8kA *s.6、电缆最小截面计算S 二 Q t / C 1000=，J48 .8 / 1371000= 50 .99五、结论建议厂区10kV电动机出线电缆最小截面选择为 3*70mrri