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电力电缆计算方法范文1
关键词：矿用电缆 截面积 选择 校验
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0042-03
随着煤炭生产机械化、自动化程度的不断提高，煤矿生产设备逐步向复杂化、多样化迈进，煤矿设备的可靠运行对生产效益的提高起着决定性作用，因此，矿井设备的选型显得尤为重要，合理、准确的选型可以为设备安全可靠运行提供基本保障，该文对矿用电缆的截面积选择方法做出了介绍。
1 电缆选用的基本要求
矿用电缆由于其使用环境的复杂性，基于其所敷设的位置、倾角、作用等因素，必须满足一些基本要求，这些要求是电缆选型必须遵从的基本原则，大体有以下几条。
（1）电缆实际敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。
（2）电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。
（3）严禁采用铝包电缆。
（4）必须选用经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
（5）电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。
（6）对固定敷设的高压电缆要求。
①在立井井筒或倾角45°其以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
②在水平巷道或倾角45°以下的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
③在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其他地点必须采用铜芯电缆。
④固定敷设的低压电缆，应采用MW铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。
⑤非固定敷设的高低压电缆，必须采用符合Mr818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。
⑥照明、通信、信号和控制用的电缆，应采用铠装通信电缆、橡套电缆或M型塑料电力电缆。
⑦低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。
2 电缆截面积选穹椒
通常井下电缆线路的截面选择步骤大体如以下几点。
（1）计算线路最大长时电流。
（2）按长时允许电流初选导线截面。
（3）校验机械强度允许最小截面。
（4）校验允许的电压损失。
2.1 线路最大长时电流的计算
线路最大长时电流即指电缆线路所带负荷最大时所对应的电流，假设电缆线路所带最大负荷功率为Pmax（kW），则最大电流计算方法如下：
由于 Pmax=UNImaxcosφ （1）
则
Imax=Pmax/（UNcosφ）=1/（UNcosφ）×Pmax （2）
设：K=1/（UNcosφ），
则 Imax=K×Pmax （3）
式中：
Pmax为电缆线路所带最大负荷功率，单位kW；
UN为电缆线路的额定电压，单位kV；
Imax为电缆线路最大负荷电流，单位A；
cosφ为电缆线路所带最大负荷时的功率因数；
K为电缆线路最大电流对应的功率系数；
通过计算，功率系数取值大体（如表1）。
对于煤矿井下设备，cosφ一般取0.75～0.8，所以当额定电压UN确定后，便可以计算出K的值，然后根据线路的最大负荷功率Pmax与K的乘积，便可以计算出线路最大负荷电流。
2.2 按长时允许电流初选导线截面
为了使导线在正常运行时温度不超过其长时允许温度，导线的长时允许电流应不小于流过导线的最大长时工作电流。即：
Ip>Ica
式中：
Ip为标准环境温度（一般为25 ℃）时，电缆线路长时允许电流，单位A；
Ica为电缆线路最大长时电流，单位A；
Ip的值可以由查表得出，以矿用移动屏蔽橡套软电缆（MYP）为例，表格（如表2），其他电缆也可通过相应表格查出，此处不再一一列出。
Ica的值一般取式（3）中的Imax，可由2.1中线路最大长时电流的计算方法算出，然后依据Ip>Ica的原则对导线截面积进行初选。
3 电缆截面积的校验
通过电缆长时最大电流与电缆长时允许电流的比较，再通过查表即可初步选择出电缆的截面积，但是要真正满足实际选型要求，还必须对电缆的机械强度和电压降落进行校验，合格后才是最终的型号。
3.1 机械强度校验
电缆在工作面和巷道中敷设，难免会受到外部机械力的作用，截面太小的电缆容易出现断线、护套破裂、绝缘损坏现象。矿用橡套电缆应符合表3的要求，以避免在拖拽、碰撞等外力作用下断线、破裂。
3.2 电压损耗校验
输电线路通过电流时，将产生电压损失，所谓电压损失是指输电线路始、末两端电压的算术差值，为了保证电压质量，从变压器出口处至电动机的线路电压损失应不大于线路的允许电压损失。
3.2.1 电压损耗的计算方法
（1）线路等效电路图。
在交流供电系统中，电缆线路存在阻抗，阻抗由电阻和电抗组成，电流流过阻抗时，在阻抗两端产生的电压差称为电压降。电压损耗指电压降得代数值。一般用百分数表示。（如图1）
U末-U初=ΔU=I×ZL
式中：
U末为电缆靠近负荷侧末端电压，单位V；
U初为电缆靠近变压器侧始端电压，单位V；
ΔU为电缆线路电压降，单位V；
I为电缆线路电流，单位A；
Z为电缆线路电抗，Z=，单位Ω/km；
L为电缆线路长度，单位km；
（2）电压降向量图。
以线路末端电压UOA为基准值，假设其初相为零，Φ为电压UOA与负荷电流I的相位差，cosΦ即为负荷的功率因担电缆有效电阻上的电压UAE与与电流同向，阻抗两端的电压UED与电流方向相差90°，所以电压降向量图（如图2）。
由图2可见，电压降为矢量，电压损耗为AC：
ΔU=UOD-UOA=UAE+UED
而UAE=IR，UED=I×jX，故ΔU=I（R+jX），若设电流有效值为IOA，用有效值表示为：
ΔU=I×
按图2换算成长度，有：
AC=AB+BC，
AB=IOAR×cosΦ，
BC=IOAX×SinΦ，
故电压损失值：
ΔUΦ=IOAR×cosΦ+IOAX×SinΦ
ΔU、ΔUΦ为每相电压降、电压损耗，再乘以就换算成了线电压降和线电压损耗。
3.2.2 基于电压降的截面积校验
井下变压器的二次侧额定电压1.05UN，电动机的允许最低电压为0.95UN，因此，变压器和线路的电压损失之和不能超过10%UN。考虑到变压器的电压损失通常不超过5%UN，故从变压器出口处到线路末端的线路电压损失不得超过5%UN，因此，当计算出电压损耗ΔUΦ时，通过下式进行校验：
ΔUΦ%≤5%
若满足要求，则所选电缆截面积合格，若不满足条件，则增加截面积型号，重新校验。
4 结语
电缆截面积的选择是煤矿生产过程中所面临的一个最为基本也尤为重要的环节，电缆的合理选型不仅有利于降低成本提高经济效益，更重要的是可以为安全生产打下坚实基础，因此，电缆选型也是工程技术人员所应掌握的一个基本技能。
参考文献
[1] GB/T 17737.1-2000 射频电缆第1部分总规范[S].
电力电缆计算方法范文2
【关键词】 电缆截面 载流量 热稳定性 压降 敷设方式 环境温度
1 电力电缆结构
常用10kV高压电力电缆额定电压为8.7/15kV，低压电力电缆额定电压为0.6/1kV，电力电缆从内至外一般分为导体-->绝缘-->内护层-->铠装型-->外护层，内外护套材料一样时，省写内护套材料（非铠装电缆可以无内护套）。电力电缆结构表1所示。
例：VV22-铜芯聚氯乙烯绝缘双层钢带铠装聚氯乙烯护套（第2个V表示内护套材质，第2个2表示外护套材质）电力电缆，YJLV-铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套（V表示外护套，若有内护套则也为聚氯乙烯材质）电力电缆。YJV-铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套（V表示外护套，若有内护套则也为聚氯乙烯材质）电力电缆，YJV23-铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯内护套双层钢带铠装聚乙烯外护套电力电缆。电力电缆导体通常采用铜和铝两种，实际应用中往往采用铜，铜导电率高电阻率低，铝导电率较铜低，铝电阻率较铜高，在同等载流量下，铝导体电缆截面大概是铜导体电缆截面的1.5倍。铜芯电力电缆电损耗较铝导体电力电缆低，机械性能比铝材优越，铜芯比铝芯抗疲劳约1.7倍。往往工程实际应用中采用的是铜芯电力电缆。
电缆芯之间的额定电压必须大于等于系统标称电压，比如标称电压380V，那么选择电缆额定电压1kV就满足要求，电缆芯之间能承受的最高工频电压必须大于等于系统的最高工作电压。
绝缘材料工程中一般选用交联聚乙烯，少用聚氯乙烯，因为交联聚乙烯性价比高，允许长期工作温度90℃，短路热稳定允许温度250℃，而聚氯乙烯允许长期工作温度70℃，短路热稳定允许温度约140～160℃。还有其他比如橡皮绝缘电缆允许长期工作温度60℃，短路热稳定允许温度200℃，等。工程中火灾报警一般采用耐火电缆，普通工程采用阻燃电缆。耐火电缆就是在火焰中被燃烧一定时间内能保持正常运行特征的电缆。耐火电缆按绝缘材质分为有机和无机型，有机型式采用耐高温800℃的云母带以50%重叠搭概率包覆两层作为耐火层，外护采用聚氯乙烯或交联聚乙烯为绝缘，耐火主要依赖于云母层的保护。无机型就是矿物绝缘电缆（MI电缆），采用氧化镁作为绝缘材料，铜管作为护套的电缆，这是真正意义上的耐火电缆，只要火焰温度不超过铜的熔点1083℃，电缆就安然无恙。阻燃电缆就是在绝缘及护套里添加无卤及含卤阻燃剂。含卤型有聚氯乙烯等，无卤型有交联聚乙烯等，含卤价格低但是燃烧时烟雾浓、酸雾及毒气大，阻燃剂分为有机和无机两类，最常用的是无机类无卤材料氢氧化铝。
2 电缆、导体、电器载流修正因素
采用热稳定性校验或电流密度法选截面，不用再考虑其它修正了，电缆按载流量选截面需要按各种因素修正，比如环境温度，敷设方式等。所谓的负荷计算电流就是在实际环境中所得的真实负荷电流。电缆与导体有区别，电缆分很多层，每层都有相对应的作用，导体包括母线及一般的导线，比如架空线、硬母线，裸导体需要按实际环境温度和海拔高度修正其载流量，电缆载流量无海拔修正，高压电器载流量有环境温度修正无海拔修正，海拔因素用来修正其外绝缘强度。
例如，某一负荷计算电流，（三班制），当地电价P=0.4元/kWh，电缆6根无间距并排敷设在梯架上，梯架两层，环境温度℃；选用YJV-0.6/1kV-4芯电缆，求截面。
（1）按电缆载流量来选择电缆截面。电缆敷设方式为6根无间距并排梯架敷设，梯架两层，查配三P504续表9-24，得到修正系数 0.76，修正后负荷电流为，查配三P515表9-34得到电缆截面S=35mm2。（2）按经济电流来选择电缆截面。根据，，P=0.4元/kWh，查配三P533表9-58，S=70mm2。
3 10kV高压电缆热稳定性校验
10kV高压电缆需要校验的项目有额定电压、额定电流、热稳定性等，例如2000kVA的干式变压器所需多大型号的电缆，10kV标称电压，选择8.7/15kV额定电压电缆，2000kVA变压器额定电流约115A，选25mm2铜芯电缆，25mm2铜芯电缆空气中载流量129A，满足额定电流要求，但是需要进一步校验热稳定性，热稳定性校验采用以下公式。
（1）
其中是电缆要求最小截面积，c是热稳定系数。
（2）
其中是短路电流热效应，最大短路电流有效值，是短路电流持续时间。假如高压母线处短路容量为100MVA，可得短路电流为5.5kA，带入公式可得：
（3）
选择70mm2交联聚乙烯绝缘电缆。
综合以上校验，最终电缆选择70mm2可以满足以上要求。
4 电力电缆压降校验
无论高压还是低压电缆都存在压降，电缆导体无论是铜还是铝，都存在电阻，电阻流过电流一定会发热，有电阻和电流就会有电压差，也就是所说的电缆电压降，电压降必须要有效控制。国家标准限制了各种用电设备正常运行的电压范围，如电动机，要求正常运行情况下，电动机端子处电压偏差允许值宜为±5%，那么就要根据电缆截面，长度，电机额定电流等等来计算电压损失，当然也可以根据电压损失要求反算最多能敷设多长电缆。
（1）例如45kW，额定90A，380V，功率因数0.9电动机，电缆敷设200m；假如选用50mm2电缆，查配三手册P551表9-78，对应50mm2电缆，电压损失0.194%/（A.km），得到总电压损失为（90x0.194x 0.2）%，即3.5%，满足要求。（2）例如45kW，额定90A，380V，功率因数0.9电动机；假如选用50mm2电缆，电压损失5%，查配三手册P551表9-78，对应50mm2电缆，电压损失0.194%/（A.km），可以敷设电缆长度为（5÷0.194÷90）=0.285km，为满足电动机正常运行，电缆最长可以敷设285米。
5 电力电缆按敷设方式及环境修正载流
无论高压还是低压电力电缆均需按敷设方式及环境校验载流，也就是按载流量选电缆，按载流量选电缆需要依据环境和敷设方式这两条核心因素。在不同环境温度（空气中或埋地）下需要乘以修正系数。
（4）
其中，表示电力电缆线芯允许长期工作温度，YJV为90℃，表示敷设处环境温度，表示现载流量对应的温度。
例如16平0.6/1kV YJV电缆，桥架敷设，30℃时载流量100A，敷设处环境温度40℃，通过式（4）计算可知，修正系数为0.91，得到敷设处实际载流量为91A。埋地敷设时环境温度不等于基准温度时也需要按式（4）修正，埋地时，不同土壤热阻系数的载流量也需要修正。在此就不再分析。
电缆敷设方式各种各样，通常采用直埋、穿管埋地、电缆沟、电缆桥架、电缆隧道、排管、墙体楼板内敷设等，载流量表中均为单回路或单根电缆的载流量，在不同敷设方式下，多回路电缆有不同的排列方式，多回路的排列方式对应不同修正系数，这些修正系数是假定各回路电缆截面相等且都是在额定载流量的情况下计算而得的数字，实际情况会有所不同，计算方法十分繁琐，工程设计时，可应用这些数字，当负荷率小于100%时，实际修正系数可提高一些。
例如：YJV-0.6/1kV-（3x70+1x35），环境温度30℃，敷设方式E，单回路电缆载流量246A；敷设方式D（直埋或穿管埋地），单回路电缆载流量166A。
（1）成束，明敷穿管靠墙，共6根，查得载流量校正系数为0.57，得载流量为246x0.57=140A。（2）6回路直埋地电缆，埋深0.7m，土壤热阻系数2.5（K.m）/W，电缆相互接触，查得载流量校正系数为0.5，得载流量为166x0.5=83A。（3）6回路穿钢管埋地电缆，埋深0.7m，土壤热阻系数2.5（K.m）/W，电缆相互接触，查得载流量校正系数为0.6，得载流量为166x0.6=100A。（4）3层梯架，每层梯架单层电缆6根，无间距布置，查得载流量校正系数为0.73，得载流量为246x0.73=180A。（5）每层梯架电缆层数2层，紧靠排列，查得校正系数0.65，得载流量为246x0.65=160A.每层梯架电缆层数3层，紧靠排列，查得校正系数0.55，得载流量为246x0.55=135A。
如果电缆是在户外敷设，且无遮阳时，除了以上修正外，还要乘以一个电缆户外敷设无遮阳时载流量校正系数，仍以以上示例为例，查得校正系数为0.99。电缆在电缆沟内敷设时，电缆的长期允许载流量比空气可以自由流动的地方小，也就是说电缆沟敷设电缆载流量类似于空气中敷设电缆的载流量，只是资料表明，电缆沟敷设电缆的载流量需要按照空气中敷设的环境温度提高约5℃来修正。当电缆数量较多，采用电缆隧道敷设电缆时，一般电缆隧道采用自然通风，当隧道内气温达到50℃时，须采取机械通风。
关于环境温度的选取，可按下列取值。裸导体屋外安装，最热月平均最高温度；裸导体室内安装，该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃。电缆屋外电缆沟敷设，最热月平均最高温度；电缆屋内电缆沟敷设，屋内通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃。电缆电缆隧道敷设，有机械通风时取该处通风设计温度，无机械通风时，可取最热月的日最高温度平均值加5℃。电缆土中直埋，最热月的平均地温。
高压电器屋外安装，年最高温度；高压电器之屋内电抗器，该处通风设计最高排风温度；高压电器之屋内其它处，该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃。年最高温度为多年所测得的最高温度平均值；最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值。
6 结语
为了保证电缆及设备正常运行，必须根据敷设环境、敷设方式等对电缆载流进行修正，根据各种校验方法对电缆截面进行校验，通过修正及校验后选得的电缆才能符合现场实际情况，才能运用于实际工程。
参考文献：
[1]中国航空工业规划设计研究院.工民配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]贺晓强.电力电缆选型分析[J].电气应用，2007（7）.
电力电缆计算方法范文3
关键词：电力系统；规划设计；电力工程设计
中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0031-02
1 电力系统规划设计的基本内容
整个电力系统的规划设计主要涉及中期电力系统发展规划和长期电力系统发展规划两个方面，这项工作对于单项电力工程设计规划具有十分重要的指导意义，也是电力工程设计的主要依据。单项电力工程规划设计过程中的电力系统规划设计主要包括下述几点内容：分析工程所处地区电力负荷特性；分析附近地区电网电源规划设计情况；从电源规划和负荷预测结果出发，分析电量与电力平衡；设计电力工程电网系统接入的优化方案；接入方案的电气计算；对计算结果进行分析，比较方案的经济性。
第一，分析和预测电力负荷情况。对电力工程计划建设区域的电力负荷情况进行分析和预测是电力系统设计规划工作的基础。在设计规划电力工程前，需要预测其中短期负荷情况，在总结分析历年电力负荷数据的基础上，充分考虑社会经济发展规划，准确预测该地区中短期电力负荷情况，另一方面，对在建的和已有的电力系统工程负荷情况进行系统分析，从而最终确定其对于电力供应网络所产生的影响。
第二，电源规划情况和出力。电力系统规划设计的关键在于规划电源分布，在附近地区电网电源规划设计的基础上，形成详细全面的调查分析报告，这也是电力系统规划设计的核心内容，有助于单项电力工程的开展建设。电源通常包括统调电源和地方电源两种，其中，统调电源主要指的是电网所调度管理的各个大型发电站，而地方电源是指企业、集体和个人自备的发电机组。
第三，电力电量平衡。在电力系统规划设计过程中，首先需要考虑的问题就是电力电量平衡，在前期评估分析电源出力和电力负荷的基础上，对电力系统每年的平均负荷情况进行准确计算，将各种电源出力计算结果相结合，对电力电量盈亏情况进行计算，从而获得电力系统所需的变电数据和发电装置容量资料。
第四，接入系统方案。以电网发展规划、电源负荷分布以及现有电力网络基本特征等情况为基础，对电网项目工程在整个电力系统中的基本作用和地位进行分析，根据政府相关部门和电网规划的审批意见，设计出项目接入电网系统的基本方案，在电网新技术、节能降耗、综合考虑节约用地、远近结合等基本原则指导下，对项目接入系统方案的合理性与可行性进行论述分析。
第五，电气计算公式。①无论变压器进行多少次油过滤处理，均应保证过滤质量符合标准，计量单位设置为t，其计算方法为：油过滤数量（t）= （l+损耗率）×设备油重（t）。②带形母线计算方法为：根据电力系统设计方案，对单项延长米门象线的预留长度进行计算。③根据电力系统规划设计方案，对基础槽钢角钢的安装长度进行准确计算，若为单个柜盘，则L=2（A+B）；若为多个相连接的同规格柜盘，则L=nZA+2B，其中，n表示柜或屏的数量，B表示的是柜或屏的厚度；A表示的是柜或屏的宽度，L表示的是所需长度。④盘柜配线长度计算方法为：L=配线回路数×盘柜板面半周长。⑤电缆安装工程量计算方法为：L=■（各种预留长度+垂直长度+水平长度）×（1+2.5%电缆曲折折弯余系数）。⑥电缆保护管计算方法：穿过建筑物外墙的电缆保护管应为基础外缘加1 m；垂直敷设电缆保护管应为穿地面与管口之间距离加2 m；过排水沟电缆保护管应为沟壁外缘加l m；横穿公路电缆保护管应为路基的宽度加4 m。⑦电力电缆中间头数量计算方法：N=L/l-1，其中，1为每段电缆的平均长度，L为电缆的设计长度，n为中间头的数量。⑧避雷线和接地母线敷设工程量的计算方法：L=■（施工图设计垂直长度+水平长度）×（1+3.9%附加长度）。
第六，方案比较分析。对各种项目接入方案效果进行对比分析，以各类电气的计算结果为基础，从经济性、发展适应性、实施性和可靠性等几个方面出发，对各个方面进行综合比较，从而准确评估其运行和设计效果，并选择最佳的电力系统规划设计方案。
第七，系统专业提资。利用可续的规划设计系统，通过准确可靠的电气系统计算，最终选择出最为有效且合理的项目接入系统方案，从而对电力项目工程的投产时间和工程建设规模进行最终确定，并为电力系统其他工程的设计提供专业有效的数据支持和设计依据。
2 电力系统规划设计经验总结
2.1 准备阶段
在电力系统规划设计工作开始前，相关设计人员应全面了解附近区域的电力系统建设和使用情况，对大网区的基本特征和情况进行深入分析，同时，对相关系统资料进行手机整理和分析。了解现有统调电源、线路和变电站相关资料，并将其制作为数据表录入数据库，从而建立现有电网网架的基础数据系统。另一方面，还应对最新的电力主网规划建设情况进行收集整理，从而掌握附近区域电网发展的基本特点和方向，最终建设成为各规划水平电力网架的基础数据系统。
2.2 开展工作
电力系统规划设计人员应及时了解电力系统的发展变化情况，对数据库信息进行及时的更新出来，全面了解不同地区的电力负荷特征和情况，系统收集各个地区电力线路、变电站和电厂的运行资料和分布情况，从而提高电力系统规划设计的合理性与有效性。对于新建设的电力工程项目，需要以当地电力负荷情况分析为基础，收集整个附近地区和当地的电力系统数据资料，准确计算各个电力系统的电气情况，从而为电力系统工程的设计提供数据基础。
3 总 结
综上所述，随着电力系统规划设计作用和影响的逐步扩大，电力工程设计对于电力系统规划设计也提出了更高的要求，因此，对于电力系统规划设计单位和人员来说，应不断创新和改进技术，使其更加符合社会发展的新要求、新形势，从而推进我国电力行业的进一步发展，促进社会经济的健康稳定发展。
参考文献：
[1] 张云飞.电力系统规划设计在电力工程设计中的应用[J].中国高新技术企业，2011，（7）.
[2] 刘东刚.电力工程设计中电力系统规划设计的应用[J].科技传播，2013，1（5）：38-40.
[3] 丁涛.电力系统规划设计在电力工程设计中的应用[J].黑龙江科技信息，2012，（5）：80-83.
[4] 钟俊强.分析电力系统规划设计在电力工程设计中的应用[J].广东科技，2012，（3）：66-67.
电力电缆计算方法范文4
关键词：供电企业；线损管理；存在的问题；策略
中图分类号：F42 文献标识码：A
供电企业是主要从事供电服务的企业，通过为客户提供价格合理、质量稳定的供电服务，来获取利润的企业。在供电企业运营中，由于电能计量装置误差、收费环节误差、监管不利等因素造成电能损失具有普遍性和典型性。
一、供电企业线损管理问题造成的电力损耗
供电企业解决管理线损的方法首先要从设备开始，定期在春秋两季树木生长繁茂的季节进行清除线路障碍工作，对绝缘子进行擦拭和维护，减少供电设施短路跳闸，带来的不必要的放电损耗。如果线路故障导致某条线路停止工作，就有可能被另外设备代替工作。于是负荷就随着增大，消耗也随着增加。定期做好维护避免损耗发生。
供电企业的线损管理中，人为因素也占有相当大的比例。由于管理不当窃电问题常有发生，尤其是用电量大的用户最容易窃电；由于抄表人员错抄、漏抄、估抄等人为工作失误造成的供电量流失；解决人为线损主要办法是严肃用电纪律，严打窃电行为。加强工作规范，大量采用电能量采集系统进行远程抄表，这样就能有效克服了传统的手工抄表，抄表员不到现场、估抄等问题。已经完成远程抄表的抄表终端系统与计算机连接，可实现数据的快速导入和导出，省去以往由收费员手工录入表码这一步，避免二次录入的差错，大大提高工作效率。同时，系统与SG186营销管理系统接口可快速计算客户电量、电费，并对客户电量异常发出报警，提示抄表员进行现场重新复核，减少抄表差错率。该系统还能实现客户电表信息、电价信息、地址信息、联系信息、用电信息、欠费信息等的查询。从技术上直接解决了漏抄、错抄、估抄等不良行为。
电能计量的误差是产生于电能计量装置综合误差。为了避免误差的产生需要选择高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展，现在多功能电子表已日趋完善，其误差较为稳定，且基本呈线性，具有四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能，且过载能力强、功耗小。使用电子式电能表，在控制电量损耗的同时由于它精确程度高，也保证了用户的利益。
二、供电企业设备管理导致的线损问题
供电设备主要由线路、变压器、低压线路、电动机、绝缘子、电能表等为供电服务的设施构成。
由于资金问题，和历史遗留等问题，导致电网规划与布局不合理，变压器与其所带负荷不匹配，输配电变压器容量选择不当，高耗能配电变压器不能及时更换，变压器运行方式不科学等原因，造成的迂回供电、近电远送、变压器负荷运行、空载、轻载等情况，进而造成电能损耗增加。
解决布局不合理问题主要是科学制订电网规划，合理配置输变电设备，经过技术经济比较优选设计方案，确保电网建设施工质量。合理选择变压器及输电线路，禁止淘汰型高耗能输变电设备进入电网，加强电网和用户无功补偿设备的配置，城乡公用变压器宜按照靠近负荷中心、小容量、密布点、短半径的要求进行设置。
导线截面过大过小引起的线路轻载、空载或超负荷运行以及电力设备、线路老化引起的绝缘等级降低、阻抗增大、介质损耗、瓷瓶或瓷套泄漏增大等问题都容易导致线损增加。
及时做好供电线路维护工作。做好大型用电单位的增容工作。定期进行夜间巡查，检查绝缘子和导线接头有没有打火现象产生。定期清理绝缘子上面的污垢，避免由于接触不良导致不必要的放电，损耗电量。
电动机的绕组，以铜或者铝材料为导体时，当电流通过情况下，对电流呈现的特有阻力。电能在电力网传输中，必须克服导体的电阻。电动机需要建立并维持旋转磁场，才能正常运转，带动机械负荷作功。变压器需要建立并维持交变磁场，才能起到升降压和输送电能的作用。在交流电路系统中，电流通过电气设备，电气设备消耗系统的无功功率，建立并维持磁场的过程，即是电磁转换过程。在这电磁转换过程中，电气设备的铁芯中产生磁滞和涡流，使电气设备的铁芯温度升高和发热，从而产生电能损耗。因这种损耗是交流电在电气设备铁芯中建立和维持磁场作用而产生的，这种损耗与通过电气设备的电流大小无关，从而产生了电能损耗，这种损耗比较固定。不容易降低。
变压器在工作中应该尽量避免三相电源的电压不对称。三相不平衡时，使变压器处于不对称的运行状态，导致变压器损耗加大的同时严重消耗电量。使变压器零序电流过大，局部金属件温度升高，甚至可以烧毁变压器。在无功耗电的状态下，造成直接的经济损失。为了达到三相负载的对称，应该把三组单相接户线应由同一电杆上引下，并且保持三组单相的接户线负载应尽可能保持平衡。在日常维护工作中定期测量三组接户线的负载，检查三相负载是否平衡，不平衡时应该立刻进行调整。减少单相接户线的总长度，一般不得超过20米，单相负载电流超过10A时必须直接从三相四线制线路上引下，如距三相四线制线路较远，应重新架设三相四线制线路，来保证三相平衡。
增加导线截面积及每相的分裂导线数，或采用耐高温线材。最近耐高温线材技术的进步，为减轻中短距离输电线的热稳定极限的限制提供了一条有效途径。采用耐高温线材的输电线传输的电流是普通铝包钢增强型导线的2到3倍，而它的截面直径与普通导线相同，不会增加杆塔等支撑结构的负担。在许多情况下，由于电压约束、稳定性约束和系统运行约束的限制，输电线路的运行容量远低于线路的热稳定极限。许多技术即针对如何提高输电容量的利用程度而被发明出来。当发生并联支路潮流或环路潮流问题时，调相器常被用来消除支路的热稳定限制。串联电容补偿是另一种远距离高压交流输电线路常用的提高输电容量的方法。现在人们利用大功率电力电子技术开发了一系列设备，统称为柔流输电设备，它可以使人们更好地利用输电线、电缆和变压器等相关设备的容量。达到节能降耗的目的。
三、供电企业线损计算方法
输出线路损耗的计算公式：P＝I2R P--损失功率，W；I--负荷电流，A；R--导线电阻，Ω。
三相电力线路损耗计算公式：P＝PA十PB十PC＝3I2R
电缆线路的电能损耗由导体电阻损耗、介质损耗、铅包损耗、钢铠损耗，组成。一般情况下介质损耗约为导体电阻损耗的1%－3%，铅包损耗约为1.5%，钢铠损耗在三芯电缆中，如导线截面不大于185mm2，可忽略不计。电力电缆的电阻损耗，一般根据产品目录提供的交流电阻数据进行电能损耗的计算，在代表日电力电缆的损耗为W＝3r0l×24×10－3（kWoh）；r0－电力电缆线路每相导体单位长度的电阻值，Ω/km；1－电力电缆线路长度，km。
电网中功率消耗和运行电压的平方成反比，在输送相同功率时适当提高运行电压，即可以确保电压质量，也能降低损耗。在降低消耗工作中可以通过提高供电设备的功率因数，来减少无功电流的分量。从而改变公用变压器的功率因数，来给正在运行中的配电变压器进行合理的无功补偿，提高公用变压器的功率因数。平衡变压器运行的数量，保证变压器以最小功率运行。避免超负荷运行。
线损的计算方法还有均平方根电流法和平均电流法。均方根电流法的物理依据是线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗，相当于实际负荷在同一时期内所消耗的电能。它的计算公式应用均方根电流法计算，由于配电变压器的额定容量不能体现其实际用电量情况，因此对于没有实测负荷记录的配电变压器，用均方根电流核与变压器额定容量成正比的关系来计算一般不是完全符合实际负荷情况的。只可以借鉴作为线损推理的辅助数值。各分支线和各线段的均方根电流根据各负荷的均方根电流代数相加减而得到，而在一般情况下，实际系统各个负荷点的负荷曲线形状和功率因数都不相同，因此用负荷的均方根电流直接代数相加减来得到各分支线和各线段的均方根电流不尽合理。这是产生误差的主要原因。
总结
电能作为普遍使用的能源，在生产过程中，线路传输方式里，经过转化和应用出现了大量损耗，有效降低损耗利国利民，控制线损、降低线损、实现电网经济运行是电力企业现代化管理的核心内容，也是电力企业生存和发展的必要条件。
参考文献
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电力电缆计算方法范文5
论文关键词:用电检查;题库;考核
随着中国电力事业的不断发展,无论在电源建设、电网建设和用电客户的增长上,都向前迈了一大步。用电检查作为用电管理工作的重要组成部分,属于电网经营企业依法行使对用电客户受电装置进行检查的企业行为,是国家电力法律赋予电网经营企业的权利和义务。近些年来,大部分地方用电容量和客户量比以前增长一倍还要多,而用电检查人员数量基本没有增加,在人员数量配备跟不上发展需要的现实条件下,提高用电检查人员的素质就显得迫在眉睫。为了大力实施国网公司“人才强企”战略,加快培养高素质技能人才队伍,提高国网用电检查人员职业技能水平,由国家电网公司策划,吴琦同志担任主编的生产技术培训专用教材——《用电检查》,目前已在国网内部全面推广开来。为公正客观评价用电检查人员的职业能力,改进培训考核的方式及效果,帮助受训人员把握培训教材要点,根据国网公司集团化运作、统一人才培养的工作要求,开发一套与《用电检查》相配套的能力考核标准题库,对用电检查人员建立健全培训、考核机制有着十分重要的意义。
一、电力系统用电检查背景
1.用电检查概念
用电检查就是电力企业为了保障正常的供用电秩序和公共安全而从事的检查、监督、指导、帮助用户进行安全、经济、合理用电的行为。
2.用电检查现状
目前用电检查主要呈现以下特性:
(1)电力行政管理部门对电力安全管理缺失,用电检查管理职能基本消失。由于客户用电安全长期缺乏监督管理,客户用电安全形势恶化严重,导致客户用电设备故障比例逐年增加,已经影响到电网的安全稳定运行。
(2)社会舆论导向片面强调供电企业服务社会的义务,却忽略了电网安全需要供电企业和用电客户共同维护的事实,影响了供电企业维护电网安全和用电秩序,导致电力设施破坏和窃电事件逐渐增多。
(3)用电检查人员在为客户服务的过程中,提出的安全用电合理要求与客户自身经济利益以及电力优质服务之间的矛盾越来越多。这在一定程度上增加了用电检查协调工作的难度,使电力企业陷入两难境地。如果满足客户要求,则增加了事故发生的风险;如果不满足客户要求而以安全为先对客户施加压力,则带来了客户对电力优质服务工作的不满,影响供电服务形象。
3.做好用电检查对供电企业的要求
目前,违章用电、窃电方法繁多、并呈高技术化倾向,而用电检查工作人员的技术水平及相关检测设备难以满足要求,致使一些隐蔽性的、高技术性的违章用电、窃电行为难以被查到,这就需要提高用电检查人员的业务能力和服务水平。在日常的用电检查工作中,部分用电检查人员往往只注重检查结果而忽略检查程序,致使客户怀疑检查的合法性,反告供电企业侵权。用电检查人员在开展用电检查过程中,对用户线路存在安全隐患的情况,应及时帮助用户提出整改措施,提高服务广大用户的能力。
供电企业用电检查人员应具备如下条件:作风正派,办事公道,廉洁奉公。已经取得相应的用电检查资格。聘为一级用电检查员者,应具有一级用电检查资格;聘为二级用电检查员者,应具有二级及以上用电检查资格;聘为三级用电检查员者,应具有三级及以上用电检查资格。经过法律知识培训,熟悉与供用电业务有关的法律、法规、方针、政策、技术标准以及供用电管理规章制度。
二、用电检查题库开发的目标与基本原则
从当前用电检查的现状可以看出,提高供电企业用电检查人员综合素质,对提高供电检查工作的质量起着至关重要的作用。随着《用电检查》教材的推广,针对用电检查人员对自身职业能力水平的考核也成为目前给予解决的重要问题。怎样能够公正客观评价用电检查人员的职业能力,改进培训考核的方式及效果,帮助受训人员把握培训教材要点?为了解决上述问题,本课题小组根据国网公司集团化运作、统一人才培养的工作要点,针对《用电检查》培训教材开发了一套与之相配套的能力考核标准题库。根据这套标准题库对用电检查人员进行全面考核,设立考核标准,建立健全培训、考核机制,争取做到通过制定标准的考核体制来有效的考核,评价用电检查人员从而提高用电检查人员的整体职业素养。
1.用电检查题库开发的目标
建立覆盖用电检查应具备的基础、专业基础、专业和职业素养、相关法规和条例等知识;涵盖用电检查工作中应具备的基本、专业和相关操作技能;以培训教材为依据、以培训模块为基础的考核题库。题量和难度将满足对用电检查人员不同等级员工进行能力评价和各类培训项目考核的需要。对各网省公司考核题库的开发现状进行调研的基础上,开展创新型的研究。命题思维方式实现由传统经验型向现代技术规范型的转变。
2.制定统一的考核标准
在制定题库开发大纲时,考虑到用电检查人员的职责有所不同,针对不同职责的用电检查人员进行不同考点的考核,因此对其按配电与营销两部分制定考核模块与考核标准。
为了考核尽可能的全面,因此,用电检查题库应做到涵盖面尽可能广,因此,用电检查题库的开发主要包含以下题目类型:实操题、识图题、计算题、综合分析、案例题汇总、以及理论知识五部分。
3.考核题库开发的基本原则
在确定考核项目时遵循以下基本原则:
一是保证所选考核项目的典型性与代表行。做到全面反映用电检查标准的各个等级的技能水平。二是保证所选考核项目的涵盖面尽可能广。在命题时,尽可能的将用电检查的主要内容全部涵盖其中。三是坚持统一性与针对性想结合。考核项目的开发上,对基本素质、基本技能要规定统一的内容和要求。并针对不同类型用电检查人员在考核内容上侧重点有所区别。这样既统一了基本考核的标准,又适应了不同类型用电检查人员的职能所在。
三、考核模块的设定
用电检查题库从考核方式上主要分为机考题与实际操作题两部分。机考题主要考核用电检查人员对用电检查基本概念,基本技能机型考核。实际操作题,则对用电检查人员实际动手能力、解决问题的主观能动性等方面进行考核。用电检查题库从考核题目类型上分为单选,多选,识图、判断、计算、案例分析以及技能操作这几种类型。
1.配电部分考核模块设置
配电部分考核模块主要内容包括:架空绝缘配电线路施工及验收规程;10kV及以下架空配电线路设计技术规程;低压电气设备;低压电气设备的选择;低压配电设计知识;低压成套配电装置知识;配电变压器;高压断路器;互感器;隔离开关;高压熔断器;避雷器;电力电容器;接地装置;配电线路的基本知识;配电线路常用材料及选择;配电线路常用设备及选择;电杆基础;电杆组装和立杆;拉线及其安装;导线连接;导线架设;弧垂观测;接地装置的安装;接户线、进户线安装;无功补偿装置的容量选择及电气元件的配置无功补偿装置安装与调试;无功补偿后用户负荷的确定;10kV配电所主接线方式;导线直接连接方法;导线接续管连接方法;通用电工工具的使用;常用安装工具的使用;灭火器的使用;电气安全工器具的使用;万用表、钳型电流表的使用;绝缘电阻表的使用;接地电阻测试仪的使用;单臂、双臂电桥的使用;登高工具的使用;脚扣、登高板登杆操作方法和步骤;工程常用十个绳扣的打法;拉线制作、安装;接户线安装;架空导线紧线、放线操作;导线在绝缘子上的绑扎、线夹上的安装操作;服务程序和行为规范;营销服务礼仪;动力箱(盘)安装;低压成套装置安装;无功补偿装置安装;接地装置安装;剩余电流动作保护装置的选用、安装;剩余电流动作保护器的运行和维护及调试;低压设备运行、维护;低压设备检修、更换;低压设备常见故障处理;低压电气控制原理图;低压电气接线图;照明施工图的识读;动力供电系统图;高、低压配电所系统图;配电线路路径图;配电线路杆型图;杆塔组装图和施工图;配电线路地形图;电力用户功率因数要求;提高功率因数的方法;继电保护及自动装置在配电网中的任务和作用;继电保护及自动装置的基本原理;主保护、后备保护与辅助保护;电力系统对继电保护的基本要求;10kV配电网中线路保护配置;电力变压器保护配置;高压电动机的继电保护;低压开关电器安装;低压电器选择;低压供电设备验收;导线的选择;电动机直接启动控制电路安装;电动机几种较复杂控制电路安装;电动机无功补偿及补偿容量计算;10kV配电变压器及台架安装;10kV配电设备安装;10kV配电设备常规电气试验项目及方法;编制配电设备安装方案、验收方案;10kV配电设备巡视检查项目及技术要求;10kV配电设备运行维护及检修;10kV配电设备常见故障及处理;10kV开关站的运行维护;10kV箱式变电站的运行维护;农网配电设备预防性试验标准及试验方法;室内照明、动力线路安装;照明器具的选用和安装;照明、动路回路验收及技术规范;电杆基坑开挖要求;电杆组装工艺要求;起立电杆工器具的选用;起立电杆操作方法;杆塔组立施工方案的编写;10kV配电线路施工方案的编写;10kV配电线路竣工验收;10kV配电线路导线架设;10kV绝缘配电线路导线架设;10kV配电线路导线拆除;配电室、配电箱、箱式变电站电气接线;配电线路巡视检查;配电线路运行维护及故障处理;配电线路缺陷管理;配电线路事故抢修;经纬仪的使用;经纬仪在配电线路测量中的应用;电力电缆基本知识;电力电缆的敷设施工;10kv电缆头的制作;电力电缆线路运行维护。
电力电缆计算方法范文6
关键词：管廊电缆；CO浓度；分布规律
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.12.094
综合管廊是指安置多种市政管廊的地下建筑，英文名为“utility tunnel”，翻译为地下管道综合走廊。在日本，综合管廊被称为共同沟，在台湾则被称为共同管道，而根据我国规范，则应称为综合管廊。虽然综合管廊名称多样，但其本质均是指收容两种以上市政管廊的高效利用地下空间的现代化构筑物。国内建设的综合管廊工程中，在综合管廊内敷设的管线主要有电力电缆、通信光缆、上水管道、中水管道以及热力管道等市政管线设施，此外还有部分自用的缆线设施。从综合管廊内纳入的管线种类可以看出，在综合管廊内的各种管线中，主要是电力线路具有自身起火的可能性。管廊电缆火灾中，CO以其产生量大和所具有的毒性，对检修人员的安全构成了严重的威胁。本文以某综合管廊为对象，利用CFD软件FDS，对管廊发生火灾时隧道中线纵断面上不同高度处的CO浓度分布和隧道横截面上的CO浓度分布进行了三维数值模拟 ，研究分析了火灾时烟气浓度的变化规律。
1管廊介绍
电缆隧道数值模拟模型截断面如图2所示，模型尺寸长1200 m，宽5.4 m，高2.4 m。隧道内部有16根电缆，长度与隧道长度相等，截面包含两种尺寸，分别设为A类：截面为0.4 m×0.4 m；B类：截面为0.3 m×0.3 m。电缆截面如图1所示。
2火源设置
模型火源设置为一表面热源，火源按照固体热解模型设置，表面温度为3000 oC，模M过程中点火源存在900 s，其尺寸为长1m，宽0.8m，位置设在隧道中心处。防火区间划分主要以火源中心为参照，分别向两边设置间距为500m三种长度类型的防火区间，如图2所示。每个防火区间以防火墙隔开，防火墙上有两个等尺寸的防火门，防火门尺寸为高1.7 m，宽0.9 m。
3模型重要参数说明
如表1所示，本项目电缆采用铜芯橡胶绝缘电缆线，按照铜：塑料=6：4进行电缆材料配比。铜的密度为8940 kg/m3，比热容为0.38 KJ/（kg・K），热导率为387 W/（m・K）；塑料的着火点为330℃，密度为1500 kg/m3，比热容为1.5 KJ/（kg・ K），热导率为0.2 W/（m・ K），燃烧热为2500 KJ/kg。隧道内初始环境温度为40℃，初始压力为标准大气压。边界墙体材料为混凝土，墙体厚度0.2 m，混凝土密度为2280 kg/m3，比热容为1.04 KJ/（ kg・K），热导率1.8 W/（m・K）。电缆托盘材质为钢板，密度7850 kg/m3，比热容为046 KJ/（ kg・K），热导率45.8 W/（m・K）。
4模型工况设计
模型管廊通风区段划分主要以两个工作井内相应的两个通风机房之间的一段隧道作为一个通风区段。根据本项目综合管廊区间通风采用通风及排烟系统形式。通风系统针对每段通风区域采用单号井端送双号井端排的纵向通风方式，火灾时主要采用隔绝灭火的方式，即按照事故后排风，火灾时关闭防火阀和风机，待燃尽后开启风机进行事故后通风换气。为了测试在该区段内设置不同的防火分区及相应防火分区情况下不同时间段进行通风排烟的效果，模型设置为500m防火分区，开启排烟时间为300 s。
利用LES计算方法模拟火灾的燃烧问题，模拟对网格尺寸必须小于一定的尺寸才能使得次格点尺度计算模式较为精确计算出来流场的粘滞力。综合考虑网格尺寸与火源功率的关系，FDS的计算区域设置1200 m×5.4 m×3 m，各个方向网格个数分别为1200、27和15，模拟时间1500 s。
4.1一氧化碳浓度分布云图
如图3所示，在管廊防火间距200m，300 s开启防火门进行通风的情况下，开启防火门之前285s的一氧化碳浓度分布云图如图2（a）所示，此时该段内一氧化碳浓度分布为中间低，向两侧逐渐升高，然后再降低。此时，管廊通风系统还未启动，管廊内CO浓度分布在火源两侧是对称的，均经历了先升高再降低的过程；门打开后350 s时刻的一氧化碳浓度分布如图（b）所示，由于通风的作用，一氧化碳主要集中在下风向，此时CO在管廊上部几乎分布为0，在火源上方有少许，而CO浓度最高处位于管廊内火源下游100m处，且有逐渐向右移动的趋势。当1100 s后，区域内基本没有一氧化碳，整个管廊内CO均已排出完全。通过上图分析，此管廊的通风系统，即上部通风，下部排烟的设置是完全合理的，可以较好的排出管廊电缆火灾的烟气，减小火灾的损失。
4.2各测点一氧化碳浓度随时间的变化曲线
如图4所示为C组管廊方向靠近火源层（C-9～C-17）一氧化碳浓度随时间变化的曲线。由图可见，C组中间防火区域的一氧化碳浓度较高，其中C-13火源上方的一氧化碳浓度在火灾发生后快速上升，然后下降，在300～400s之间小幅波动，这是因为C-13就在火源的上方，当打开防火门进行通风后，CO浓度迅速扩散，因而又快速下降。C-12和C-14为火源上方左右的点，这两点的一氧化碳浓度在200s左右时快速上升，表明火焰从中间向两边传播。当300s打开防火门后，这两点的曲线在下降，说明CO浓度不断降低。C-15为下风向另一个防火区间的点，600s之前一氧化碳浓度为零，当打开防火门后，一氧化碳浓度瞬间上升，经历了一段时间后下降。不同测点的曲线峰值在不断后延，说明CO受到空气流动的影响向下风向运动。
5结论
该管廊通风区段划分主要以两个工作井内相应的两个通风机房之间的一段隧道作为一个通风区段。根据综合管廊区间通风采用通风及排烟系统形式。通风系统针对每段通风区域采用单号井端送双号井端排的纵向通风方式。利用FDS软件，对管廊发生火灾时隧道中线纵断面上不同高度处的 CO 浓度分布和隧道横截面上的 CO 浓度分布进行了三维数值模拟 ，研究分析了火灾时烟气浓度的变化规律，得到了以下结论：
（1）管廊电缆火灾中，CO浓度分布与管廊通风系统开启情况有关。当通风系统未开启，电缆着火向两端蔓延时，CO浓度逐渐下降，且随着时间积累，CO浓度逐渐增多；当通风系统开启，CO迅速向下风向扩散，积累量逐渐增高，上风向CO浓度逐渐降低。
（2）管廊电缆火灾蔓延时，CO浓度并最高处不在火源正上方，而位于正上方两侧，这是由于烟气蔓延过程中发生了水跃现象，CO浓度最高点在火源两侧。
（3）该综合管廊通风系统可以较好的排出管廊火灾的烟气，减小火灾的危害性。
参考文献
[1]李平，曲东.浅谈综合管廊建设[J].山西建筑，2011，37（6）：204205.
