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道路照明設計中單相短路電流計算

09-03 12:43:22  瀏覽次數:376次  欄目:建筑電氣
標簽:建筑電氣工程技術,建筑電氣與智能化, 道路照明設計中單相短路電流計算,http://www.tljciu.live

  照明設計是城市道路設計中比較重要的一項設計內容。為了確保城市道路照明能為車輛駕駛人員以及行人創造良好的視看環境,達到保障交通安全,提高交通運輸效率,方便人民生活,防止犯罪活動和美化城市環境的效果,建設部于91年特制定了《城市道路照明設計標準》CJJ45-91.標準要求道路照明設計原則為“安全可靠、技術先進、經濟合理、節約能源、維修方便。”并對照明標準、光源和燈具的選擇、設計、照明供電和控制以及節能措施等方面做了較詳盡的規定和要求,筆者在工程設計中運用和深入了解標準的過程中,確實得到了很多的益處,同時也發現一些不完善之處,比較突出的是規范中對照明供電保護及電纜選擇沒有做詳細說明和要求,而這部分內容的設計正確與否直接影響到“安全可靠、技術先進、經濟合理、節約能源、維修方便”這個基本原則。在道路實際使用中發生的電氣故障,小到電纜燒毀,大到人身觸電傷亡事故的出現,都于與此相關。筆者希望本文起拋磚引玉的作用,以引起有關部門的重視,并與本行業同仁一同探討。

  在道路照明配電中,由于配電線路較長,配電線路零序阻抗較大,單相接地(零)短路電流相對較小。為了計算低壓配電系統的單相接地(零)電流,需要利用不對稱短路電流的計算方法。不對稱短路電流可利用計算三相短路的原則進行計算。因為電壓的對稱分量與相應的電流對稱分量成正比,因此在正序、負序和零序分量中,都能獨立地滿足歐姆定律和克希荷夫定律。正序、負序和零序電流也只產生相應地正序、負序和零序電壓降,利用這一個重要的性質,可以用電工學中對稱分量法分析在對稱電路中所產生的各種不對稱短路。

  單相接地(零)短路電流的計算

  不對稱短路時,由于距發電機的電氣距離很遠 ,降壓變壓器容量與發電機電源容量相比甚小,因此,可假定正序阻抗約等于負序阻抗。單相接地(零)短路電流按下式計算:

  式中Up平均線電壓(V)R0Σ,X0Σ,Z0Σ配電網絡的總零序電阻,總零序電抗,總零序阻抗。R1Σ,X1Σ,Z1Σ配電網絡的總正序電阻,總正序電抗,總正序阻抗。

  電路中主要元件阻抗

  1、電力系統正序電抗的計算 在計算低壓電力網絡短路時,有時需要計入系統電抗XX,如果系統電抗不知,只有原線圈方面的短路容量或高壓短路器的額定容量Sdn(MVA)時,則系統正序電抗可近似地按下式計算: 式中 Uj=Up平均線電壓(V)Sdn原線圈方面的短路容量或高壓短路器的額定容量(KVA)。

  2、變壓器阻抗的計算

  變壓器的正序電阻:

  變壓器的正序電抗:式中ΔPd  變壓器短路損耗(kW)Ue 變壓器二次側額定電壓(V)Se  變壓器額定容量(KVA)Ud% 變壓器阻抗電壓百分比,變壓器的零序電抗是與其本身結構和繞組的接法有關。目前不少廠家生產的Dyn11結線變壓器比Yyn0結線變壓器零序阻抗小,二次側短路電流大,可提高一次側過電流保護兼作二次側單相接地保護的靈敏性。故建議使用Dyn11結線變壓器,變壓器的零序電阻,零序電抗的取值計算如下:R0=RⅠ+RⅡ=R1    X0=X1+XⅡ=X1 式中  R0,X0  變壓器的零序電阻,零序電抗。RⅠ,X1變壓器的一次繞組電阻,漏電抗。RⅡ,XⅡ變壓器的二次繞組電阻,漏電抗。R1,X1變壓器的正序電阻,正序電抗。

  3、推導參見機械工業版社出版的高等學校教材《工廠供電》。銅、鋁母線電阻電抗的計算(矩 形截面母線各相在同一平面內)

  自動開關的選擇

  1、自動開關額定電流的確定 一千米路燈數量為14盞,高壓鈉燈功率因數為0.45.道路照明計算電流:

  Iez≥Ijs  取Iez=100A

  2、自動開關長延時動作的過電流熱脫扣器額定電流的確定IZd1≥KzlIjs=1×23=23A 取脫扣器額定電流為It.e=25A     照明用自動開關長延時脫扣

  器對高壓鈉燈的計算系數取1.參見《工廠配電設計手冊》第一版表11-21.

  3、自動開關瞬時動作的過電流脫扣器的確定Izd3≥Kz3Ijs=6×23=138A  取  LZd3=150A,照明用自動開關瞬時脫扣器對高壓鈉燈的計算系數取6.參見《工廠配電設計手冊》第一版表11-21.

  4、按短路電流校驗自動開關動作靈敏性自動開關動作系數取1.5時,靈敏性遠遠達不到要求。

  用自動開關動作系數及短路電流確定自動開關瞬時脫扣器整定倍數值由于單相接地電流較小,現有的熱磁式自動開關瞬時過電流脫扣器的整定電流值最小為3倍脫扣器額定電流,一般較難滿足靈敏性的要求。如用過電流長延時脫扣器做后備保護,容易使電纜長時間過電流,輕則燒毀電纜,重則引起火災。由于道路配電屬于單相配電,即使配電中盡量使三相平衡,零序電流仍較大,也不能使用另加零序保護裝置的措施。按“JB1284-73”的規定,非選擇型配電用自動開關的瞬時過電流脫扣器的整定電流值為10倍脫扣器額定電流(可調式為3~10倍),只具有瞬時過電流脫扣器的自動開關,其脫扣器整定電流值為1~3倍或3~8倍脫扣器額定電流。遺憾的是,至今尚未查到如上面規定提到的只具有瞬時過電流脫扣器的熱磁式自動開關產品,包括像ABB,Schneider,Moeller等國外大公司也無此類產品。目前解決這個問題的辦法:

  1、加大電纜截面,降低配電線路的零序電阻和電抗,一般道路照明設計中,線路電壓降都能滿足規范要求,在不影響投資和施工難度的情況下,這不失為一個好辦法。

  2、使用電子式脫扣器,其保護短路時磁脫扣可最小做到1.5倍脫扣器額定電流。能滿足保護要求。 由于本人才疏學淺,所述問題不夠深入,愿與廣大電氣設計同仁一同探討,同時希望引起低壓廠商的注意,能生產出更多適用于各類特殊場合的產品來。于各類特殊場合的產品來。定電流值為1~3倍或3~8倍脫扣器額定電流。

  遺憾的是,至今尚未查到如上面規定提到的只具有瞬時過電流脫扣器的熱磁式自動開關產品,包括像ABB,Schneider,Moeller等國外大公司也無此類產品。

  目前解決這個問題的辦法:

  1、加大電纜截面,降低配電線路的零序電阻和電抗,一般道路照明設計中,線路電壓降都能滿足規范要求,在不影響投資和施工難度的情況下,這不失為一個好辦法。

  2、使用電子式脫扣器,其保護短路時磁脫扣可最小做到1.5倍脫扣器額定電流。

  能滿足保護要求。 由于本人才疏學淺,所述問題不夠深入,愿與廣大電氣設計同仁一同探討,同時希望引起低壓廠商的注意,能生產出更多適用于各類特殊場合的產品來。于各類特殊場合的產品來。定電流值為1~3倍或3~8倍脫扣器額定電流。遺憾的是,至今尚未查到如上面規定提到的只具有瞬時過電流脫扣器的熱磁式自動開關產品,包括像ABB,Schneider,Moeller等國外大公司也無此類產品。目前解決這個問題的辦法:

  1、加大電纜截面,降低配電線路的零序電阻和電抗,一般道路照明設計中,線路電壓降都能滿足規范要求,在不影響投資和施工難度的情況下,這不失為一個好辦法。

  2、使用電子式脫扣器,其保護短路時磁脫扣可最小做到1.5倍脫扣器額定電流。

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