Saiz Kabel Voltan Sederhana: Ampacity, Penurunan Voltan dan Pemeriksaan Litar pintas

Katakan anda mempunyai penyuap pengubah 13.8 kV dengan arus primer yang dikira sebanyak 84 A. Jadual ampacity pantas mungkin mencadangkan konduktor tembaga #3 AWG. Namun pemasangan biasa di lapangan sering berakhir dengan kabel AWG 2/0. Sebabnya ialah saiz kabel voltan sederhana tidak boleh berhenti pada ampacity.

Saiz yang betul juga mesti melepasi had penurunan voltan, bertahan dengan arus litar pintas yang tersedia, menghormati saiz konduktor minimum yang praktikal, dan mengambil kira keadaan pemasangan sebenar seperti suhu tanah, tebing saluran dan litar selari. Anggap ia sebagai gelung pengesahan, bukan satu langkah carian.

Maksud "Sizing" untuk Kabel MV

Kabel voltan sederhana secara amnya bermaksud kabel berkadar melebihi 1 kV dan sehingga 35 kV. Kelas voltan biasa termasuk 3.6/6 kV, 6/10 kV, 8.7/15 kV, 12/20 kV dan 18/30 kV. Saiz kabel MV bermakna memilih keratan rentas konduktor, aras penebat dan pembinaan skrin yang membolehkan kabel beroperasi dengan selamat untuk hayat perkhidmatan penuhnya di bawah kedua-dua keadaan beban dan kerosakan yang stabil.

Pemeriksaan utama adalah bersebelahan: kapasiti pembawa arus berterusan, kejatuhan voltan, ketahanan terma litar pintas, dan penurunan mengikut keadaan pemasangan. Dalam kebanyakan projek perindustrian, saiz akhir ditentukan oleh semakan litar pintas atau penurunan voltan dan bukannya semakan ampacity, terutamanya apabila penyuap panjang atau tahap kerosakan tinggi.

Langkah 1 – Tentukan Sistem dan Input Kabel

Sebelum memulakan sebarang pengiraan, kumpulkan data sistem. Anda memerlukan voltan fasa ke fasa nominal, arus beban berterusan maksimum, arus litar pintas maksimum di lokasi kabel, dan masa pembersihan perlindungan. Butiran pemasangan juga penting: panjang laluan, suhu ambien, kerintangan haba tanah, kedalaman pengebumian dan sama ada kabel berjalan dalam tebing saluran, dulang kabel atau pengebumian terus.

Ralat input kecil mencipta ralat saiz besar. Jika anda menganggap suhu tanah 20°C tetapi tapak sebenar berjalan pada 30°C, kabel marginal akan beroperasi melebihi suhu reka bentuknya. Jika anda terlupa untuk memasukkan pemanasan penyuap selari, kabel yang sama akan dikurangkan nilainya dalam pemasangan sebenar. Masa tambahan yang dibelanjakan untuk mengesahkan data input sentiasa berbaloi.

Untuk kebanyakan aplikasi pengedaran, kabel bertebat XLPE dengan konduktor tembaga adalah pilihan lalai. Penebat memberikan kekuatan elektrik yang tinggi, kehilangan dielektrik yang rendah, dan prestasi terma yang baik. Rujukan praktikal untuk pengagihan voltan sederhana ialah Siri kabel kuasa bertebat XLPE dinilai daripada 3.6/6 kV hingga 26/35 kV .

Kabel Kuasa Bertebat XLPE Untuk Voltan Ternilai 3.6/6kV -26/35kV Pembekal, Syarikat Dongfeng China borong XLPEInsulated Power Cable Untuk Voltan Ternilai 3.6/6kV -26/35kV pembekal dan XLPEInsulated Power Cable Untuk V... Lihat Produk →

Langkah 2 – Kira Ampacity dengan Keadaan Nyata

Ampacity ialah arus berterusan maksimum yang boleh dibawa oleh kabel tanpa melebihi penarafan suhu penebatnya. Untuk penebat XLPE, suhu konduktor berterusan maksimum biasanya 90°C, manakala suhu kecemasan litar pintas boleh menjadi 250°C untuk konduktor kuprum. Keratan rentas kabel mesti membolehkan haba yang dijana secara dalaman dipindahkan ke luar tanpa terlalu panas penebat.

Mulakan daripada jadual keluasan asas, kemudian darab dengan faktor pembetulan untuk suhu ambien, kerintangan haba tanah, kedalaman, jarak kabel dan pengelompokan. Saiz konduktor yang berfungsi dalam pengiraan desktop boleh menjadi panas apabila dipasang selari dengan kabel lain yang dimuatkan. Jadual di bawah memberikan faktor penurunan yang mewakili untuk pemasangan MV biasa:

Selepas menggunakan semua faktor pembetulan, bandingkan ampacity yang diperbetulkan dengan arus beban penuh. Jika nilai adalah antara dua saiz konduktor standard, pilih saiz yang lebih besar seterusnya melainkan semakan kemudian memaksa konduktor yang lebih besar.

Langkah 3 – Semak Penurunan Voltan pada Penyuap Panjang

Penurunan voltan menjadi kriteria yang mengawal apabila penyuap MV adalah beberapa kilometer panjang atau apabila beban tinggi berbanding impedans kabel. Penurunan voltan tiga fasa boleh dianggarkan sebagai Vdrop = sqrt(3) * I * (R * cos(phi) X * sin(phi)) * L, di mana R dan X ialah rintangan AC berkesan dan reaktans per unit panjang, dan L ialah panjang laluan.

Untuk litar voltan sederhana, jumlah penurunan voltan secara amnya harus kekal di bawah 5% daripada punca kepada beban. Banyak kemudahan mengenakan had yang lebih ketat sebanyak 3% untuk penyuap sahaja untuk meninggalkan margin untuk transformer dan konduktor sekunder. Untuk penyuap 33 kV, 10 km yang membawa 250 A, kabel tembaga 95 mm² mungkin mempunyai penurunan voltan hampir 3.5%, manakala kabel 120 mm² membawanya ke bawah 3%. Dalam kes sedemikian, kabel yang lebih besar dipilih bukan mengikut keluasan tetapi oleh had penurunan voltan.

Pada penyuap 33 kV, induktansi sering mendominasi rintangan, jadi penambahan keratan rentas konduktor hanya memberikan peningkatan yang terhad. Dalam kes itu, paras voltan yang lebih tinggi atau kabel yang dihalakan berbeza mungkin lebih berkesan.

Langkah 4 – Sahkan Tahan Litar pintas

Kabel dalam sistem voltan sederhana mesti bertahan dalam arus litar pintas terburuk yang cukup lama untuk peranti pelindung membersihkan kerosakan. Semasa kerosakan, suhu konduktor meningkat dengan mendadak kerana haba tidak dapat keluar dengan cepat. Untuk kabel berpenebat XLPE, suhu konduktor litar pintas yang dibenarkan selalunya ialah 250°C untuk kuprum dan 200°C untuk aluminium, tetapi nilai daripada data ujian pengilang harus digunakan.

Keratan rentas konduktor minimum untuk tahan haba boleh dianggarkan sebagai s = I * sqrt(t) / k, di mana I ialah arus kerosakan rms, t ialah masa pembersihan dalam saat, dan k ialah pemalar yang bergantung pada bahan konduktor dan suhu awal dan akhir yang diandaikan. Sistem 13.8 kV dengan kerosakan 20 kA yang dibersihkan dalam 0.2 s dengan mudah boleh memerlukan konduktor yang lebih besar daripada pemeriksaan ampacity. Itulah sebabnya semakan litar pintas bukan pilihan.

Penyelarasan geganti hulu juga mesti disahkan. Jika masa pembersihan geganti lebih lama daripada had terma kabel, kabel akan rosak sebelum pemutus dibuka.

Langkah 5 – Hormati Keperluan Derating dan Saiz Minimum

Sebagai tambahan kepada pengiraan teknikal, kod dan keperluan mekanikal sering memaksa saiz konduktor minimum. Banyak penyuap voltan sederhana menggunakan konduktor kuprum AWG #2 sebagai minimum praktikal, walaupun pengiraan ampacity membolehkan saiz yang lebih kecil. Lubang besar, kit penamatan dan daya tarik masuk semuanya menjadi tidak praktikal dengan kabel MV yang sangat nipis.

Faktor penurunan harga untuk kabel berkumpulan dan pemasangan tertimbus boleh menurunkan ampacity asas sebanyak 20% atau lebih. Kapasiti sebenar ialah nilai asas didarab dengan semua faktor yang berkenaan. Jika nilai akhir masih melebihi arus beban, kabel boleh diterima untuk pemuatan berterusan. Tetapi jurutera juga harus mengesahkan bahawa kabel boleh menyambung dengan betul ke terminal suis, bas atau pengubah.

Langkah 6 – Imbangan Kos, Ketersediaan dan Pertumbuhan Masa Depan

Selepas semua pemeriksaan teknikal dipenuhi, persoalan ekonomi kekal. Konduktor yang lebih besar mengurangkan kehilangan I^2*R dan memberi ruang untuk pertumbuhan beban masa hadapan, tetapi ia meningkatkan kos pertama dan mungkin menyukarkan pemasangan dalam saluran yang ketat. Pada penyuap panjang, nilai semasa bersih penjimatan tenaga boleh mewajarkan kos tambahan. Pada penyuap pendek, kabel yang lebih besar mungkin tidak diperlukan.

Memilih keratan rentas yang dihasilkan secara meluas mengurangkan masa pendahuluan dan mengelakkan penamatan bukan standard. Saiz MV biasa dalam sistem metrik termasuk 70, 95, 120, 150, 185 dan 240 mm². Apabila menyemak pilihan produk, Julat kabel kuasa XLPE 6-35 kV memberikan gambaran keseluruhan yang baik tentang voltan terkadar dan butiran pembinaan untuk litar pengedaran biasa.

Pengilang Kabel Kuasa XLPE Voltan Sederhana, Kilang Sebagai Pengilang Kabel Kuasa XLPE Voltan Sederhana China, Kilang Kabel Kuasa Voltan Sederhana, Kabel Dongfeng menawarkan Custom 6-35kV Medium V... Lihat Produk →

Menggabungkan Proses Pengukuran

Saiz kabel voltan sederhana ialah proses yang sistematik: tentukan parameter sistem, periksa ampacity, sahkan kejatuhan voltan, sahkan daya tahan litar pintas dan gunakan peraturan saiz minimum yang mengurangkan. Hanya selepas cek tersebut lulus, tiba masanya untuk menimbang kos dan ketersediaan.

Jika anda mensaiz suapan panjang atau sistem pengedaran industri tahap kerosakan tinggi, beri perhatian khusus kepada faktor penurunan dan pengiraan semasa kerosakan. Kabel yang berfungsi pada pandangan pertama mungkin gagal semasa kerosakan atau pada penghujung hari musim panas yang panas. Untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang penarafan suhu penebat dan cara ia mempengaruhi ampacity, the Kapasiti kabel MV90 vs MV105 dan perbandingan kos penebat ialah titik permulaan yang berguna.