اندازه کابل ولتاژ متوسط: بررسی قدرت، افت ولتاژ و اتصال کوتاه

فرض کنید یک فیدر ترانسفورماتور 13.8 کیلو ولت با جریان اولیه محاسبه شده 84 آمپر دارید. یک جدول توان سریع ممکن است یک هادی مسی #3 AWG را پیشنهاد کند. با این حال، یک نصب معمولی در میدان اغلب با کابل AWG 2/0 ختم می شود. دلیل آن این است که اندازه کابل ولتاژ متوسط ​​نمی تواند در ampacity متوقف شود.

اندازه صحیح همچنین باید از محدودیت های افت ولتاژ عبور کند، از جریان اتصال کوتاه موجود زنده بماند، حداقل اندازه هادی عملی را رعایت کند، و شرایط نصب واقعی مانند دمای خاک، مجراها و مدارهای موازی را در نظر بگیرد. آن را به عنوان یک حلقه تأیید تلقی کنید، نه یک مرحله جستجو.

منظور از "اندازه" برای کابل های MV

کابل ولتاژ متوسط به طور کلی به کابل هایی با توان بالای 1 کیلو ولت و حداکثر 35 کیلو ولت گفته می شود. کلاس های ولتاژ متداول شامل 3.6/6 کیلو ولت، 6/10 کیلو ولت، 8.7/15 کیلو ولت، 12/20 کیلو ولت و 18/30 کیلوولت می باشد. اندازه کابل MV به معنای انتخاب سطح مقطع هادی، سطح عایق و ساختار صفحه است که به کابل اجازه می دهد تا در طول عمر کامل خود تحت شرایط بار ثابت و خطا، ایمن کار کند.

بررسی‌های اصلی به‌هم پیوسته هستند: ظرفیت حمل جریان پیوسته، افت ولتاژ، مقاومت حرارتی در اتصال کوتاه، و کاهش با شرایط نصب. در بسیاری از پروژه های صنعتی، اندازه نهایی با بررسی اتصال کوتاه یا افت ولتاژ به جای بررسی ولتاژ تعیین می شود، به خصوص زمانی که فیدر طولانی باشد یا سطح خطا بالا باشد.

مرحله 1 - ورودی های سیستم و کابل را تعریف کنید

قبل از شروع هر گونه محاسبه، داده های سیستم را جمع آوری کنید. شما به ولتاژ نامی فاز به فاز، حداکثر جریان بار پیوسته، حداکثر جریان اتصال کوتاه در محل کابل و زمان پاکسازی حفاظت نیاز دارید. جزئیات نصب نیز مهم هستند: طول مسیر، دمای محیط، مقاومت حرارتی خاک، عمق دفن، و اینکه آیا کابل در کانال کانال، سینی کابل یا دفن مستقیم اجرا می‌شود.

خطاهای ورودی کوچک باعث ایجاد خطاهای بزرگ در اندازه می شود. اگر دمای خاک را 20 درجه سانتیگراد فرض کنید اما محل واقعی در 30 درجه سانتیگراد کار می کند، یک کابل حاشیه ای بالاتر از دمای طراحی شده خود عمل می کند. اگر فراموش کنید که گرمایش فیدر موازی را وارد کنید، همان کابل در یک نصب واقعی کاهش می یابد. زمان اضافی صرف شده برای تأیید داده های ورودی همیشه ارزشمند است.

برای اکثر کاربردهای توزیع، کابل عایق XLPE با هادی های مسی انتخاب پیش فرض است. عایق استحکام الکتریکی بالا، تلفات دی الکتریک کم و عملکرد حرارتی خوب را فراهم می کند. یک مرجع عملی برای توزیع ولتاژ متوسط است سری کابل های برق با عایق XLPE از 3.6/6 کیلوولت تا 26/35 کیلوولت .

XLPE عایق کابل برق برای ولتاژ نامی 3.6/6kV -26/35kV Suppliers, Company دانگ فنگ چین عمده فروشی کابل برق عایق شده XLPE برای ولتاژ نامی 3.6/6kV -26/35kV تامین کنندگان و کابل برق عایق XLPE برای رتبه بندی V... مشاهده محصول →

مرحله 2 - محاسبه ظرفیت با شرایط واقعی

Ampacity حداکثر جریان پیوسته ای است که کابل می تواند بدون تجاوز از درجه حرارت عایق آن حمل کند. برای عایق XLPE، حداکثر دمای هادی پیوسته معمولاً 90 درجه سانتیگراد است، در حالی که دمای اضطراری اتصال کوتاه می تواند برای هادی های مسی 250 درجه سانتیگراد باشد. سطح مقطع کابل باید گرمای تولید شده داخلی را قادر سازد تا بدون گرم شدن بیش از حد عایق به بیرون منتقل شود.

از یک جدول توان پایه شروع کنید، سپس با ضرایب تصحیح دمای محیط، مقاومت حرارتی خاک، عمق، فاصله کابل ها و گروه بندی ضرب کنید. اندازه هادی که در محاسبات دسکتاپ کار می کند، زمانی که به موازات سایر کابل های بارگذاری شده نصب شود، می تواند داغ شود. جدول زیر فاکتورهای کاهش قیمت را برای تاسیسات متداول MV نشان می دهد:

پس از اعمال تمامی فاکتورهای تصحیح، آمپاسیته اصلاح شده را با جریان بار کامل مقایسه کنید. اگر مقدار بین دو اندازه هادی استاندارد است، اندازه بزرگتر بعدی را انتخاب کنید، مگر اینکه بررسی بعدی باعث ایجاد هادی حتی بزرگتر شود.

مرحله 3 - افت ولتاژ فیدرهای طولانی را بررسی کنید

زمانی که فیدر MV چندین کیلومتر طول داشته باشد یا زمانی که بار نسبت به امپدانس کابل زیاد باشد، افت ولتاژ به معیار حاکم تبدیل می شود. افت ولتاژ سه فاز را می توان به صورت Vdrop = sqrt(3) * I * (R * cos(phi) X * sin(phi)) * L تقریب زد، که در آن R و X مقاومت AC و راکتانس موثر در واحد طول و L طول مسیر است.

برای مدارهای ولتاژ متوسط، افت ولتاژ کل باید از منبع تا بار کمتر از 5 درصد باشد. بسیاری از امکانات محدودیت سخت گیرانه تری 3% را برای فیدر به تنهایی اعمال می کنند تا حاشیه برای ترانسفورماتورها و هادی های ثانویه باقی بماند. برای یک فیدر 33 کیلو ولت و 10 کیلومتر که 250 A را حمل می کند، یک کابل مسی 95 میلی متر مربع ممکن است افت ولتاژ نزدیک به 3.5٪ داشته باشد، در حالی که یک کابل 120 میلی متر مربع آن را به زیر 3٪ می رساند. در چنین مواردی کابل بزرگتر نه بر اساس ampacity بلکه با محدودیت افت ولتاژ انتخاب می شود.

در فیدر 33 کیلوولت، اندوکتانس اغلب بر مقاومت غالب است، بنابراین افزودن مقطع هادی تنها بهبود محدودی را ایجاد می کند. در این صورت، یک سطح ولتاژ بالاتر یا یک کابل با مسیر متفاوت ممکن است موثرتر باشد.

مرحله 4 - مقاومت در برابر اتصال کوتاه را تأیید کنید

یک کابل در یک سیستم ولتاژ متوسط باید در بدترین حالت جریان اتصال کوتاه به اندازه کافی زنده بماند تا دستگاه محافظ عیب را برطرف کند. در طول خطا، دمای رسانا به شدت افزایش می یابد زیرا گرما نمی تواند به سرعت فرار کند. برای کابل‌های عایق‌شده با XLPE، دمای مجاز هادی اتصال کوتاه اغلب 250 درجه سانتی‌گراد برای مس و 200 درجه سانتی‌گراد برای آلومینیوم است، اما مقادیر داده‌های آزمایش سازنده باید استفاده شود.

حداقل سطح مقطع هادی برای مقاومت حرارتی را می توان به صورت s = I * sqrt(t) / k تخمین زد، جایی که I جریان خطای rms، t زمان پاکسازی بر حسب ثانیه، و k ثابتی است که به مواد رسانا و دمای اولیه و نهایی فرضی بستگی دارد. یک سیستم 13.8 کیلو ولت با خطای 20 کیلو آمپری که در 0.2 ثانیه پاک می شود، می تواند به راحتی به یک هادی بزرگتر از بررسی ampacity نیاز داشته باشد. به همین دلیل است که بررسی اتصال کوتاه اختیاری نیست.

هماهنگی رله بالادست نیز باید بررسی شود. اگر زمان پاکسازی رله بیشتر از حد حرارتی کابل باشد، کابل قبل از باز شدن بریکر آسیب می بیند.

مرحله 5 - به اندازه گیری و حداقل اندازه مورد نیاز احترام بگذارید

علاوه بر محاسبات فنی، الزامات کد و مکانیکی اغلب حداقل اندازه هادی را مجبور می کند. بسیاری از فیدرهای ولتاژ متوسط ​​از یک هادی مسی #2 AWG به عنوان حداقل عملی استفاده می‌کنند، حتی زمانی که محاسبه ampacity اندازه کوچک‌تر را ممکن می‌سازد. پره های بزرگ، کیت های خاتمه، و نیروهای کششی همگی با کابل های MV بسیار نازک غیرعملی می شوند.

فاکتورهای کاهش دهنده برای کابل های گروه بندی شده و تاسیسات مدفون می توانند 20% یا بیشتر از ampacity پایه کم کنند. ampacity واقعی مقدار پایه ضرب در همه عوامل قابل اجرا است. اگر مقدار نهایی همچنان بالاتر از جریان بار باشد، کابل برای بارگذاری مداوم قابل قبول است. اما مهندس همچنین باید تأیید کند که کابل می تواند به درستی به ترمینال های تابلو، اتوبوس یا ترانسفورماتور متصل شود.

مرحله 6 - تعادل هزینه، در دسترس بودن و رشد آینده

پس از انجام تمام بررسی های فنی، سوال اقتصادی باقی می ماند. هادی بزرگتر تلفات I^2*R را کاهش می دهد و فضایی را برای رشد بار در آینده باقی می گذارد، اما هزینه اولیه را افزایش می دهد و ممکن است نصب در کانال های تنگ را پیچیده کند. در یک فیدر طولانی، ارزش فعلی خالص صرفه جویی در انرژی می تواند هزینه اضافی را توجیه کند. در یک فیدر کوتاه، کابل بزرگتر ممکن است غیر ضروری باشد.

انتخاب یک مقطع تولید شده به طور گسترده، زمان تحویل را کاهش می دهد و از پایانه های غیر استاندارد جلوگیری می کند. اندازه های متداول MV در سیستم های متریک شامل 70، 95، 120، 150، 185 و 240 میلی متر مربع است. هنگام بررسی گزینه های محصول، محدوده کابل برق 6-35 کیلوولت XLPE نمای کلی خوبی از ولتاژهای نامی و جزئیات ساخت مدارهای توزیع معمولی ارائه می دهد.

تولید کنندگان کابل های برق ولتاژ متوسط XLPE، کارخانه به عنوان تولید کنندگان کابل های برق ولتاژ متوسط XLPE چین، کارخانه کابل های برق ولتاژ متوسط، کابل دانگ فنگ 6-35 کیلو ولت متوسط ولتاژ سفارشی ... مشاهده محصول →

یکپارچه کردن فرآیند اندازه گیری

تعیین اندازه کابل ولتاژ متوسط یک فرآیند سیستماتیک است: پارامترهای سیستم را تعریف کنید، ولتاژ را بررسی کنید، افت ولتاژ را تأیید کنید، مقاومت در برابر اتصال کوتاه را تأیید کنید، و قوانین کاهش به علاوه حداقل اندازه را اعمال کنید. تنها پس از گذراندن این چک‌ها، زمان سنجش هزینه و در دسترس بودن است.

اگر یک فیدر بلند یا یک سیستم توزیع صنعتی با سطح خطا را اندازه می‌دهید، به عوامل کاهش‌دهنده و محاسبه جریان خطا توجه ویژه‌ای داشته باشید. کابلی که در نگاه اول کار می کند ممکن است در طول یک خطا یا در پایان یک روز گرم تابستان از کار بیفتد. برای اطلاعات بیشتر در مورد درجه بندی دمای عایق و نحوه تأثیر آنها بر ampacation، مقایسه ظرفیت کابل MV90 در مقابل MV105 و هزینه عایق یک نقطه شروع مفید است.