我們在設(shè)計(jì)時(shí)10kV系統(tǒng)時(shí),電纜的電壓等級有標(biāo)注10kV,有標(biāo)注6/10kV,8.7/10kV,8.7/15kV等多種類型 ,到底如何選擇?

衡量電纜的絕緣水平電壓定義

10kV電纜絕緣水平常用幾個(gè)電壓值來衡量——U0/U(Um),如6/10(12);8.7/10(12)。

本文解讀如何理解這幾個(gè)電壓數(shù)值的含義:

U0——電纜設(shè)計(jì)用的導(dǎo)體對地或金屬屏蔽之間的額定工頻電壓;(相電壓)

U——電纜設(shè)計(jì)用的導(dǎo)體之間的額定工頻電壓;(線電壓)

Um——設(shè)備可使用的“最高系統(tǒng)電壓”的最大值。(線電壓)

我們常說的系統(tǒng)10kV是指線電壓。即U=10kV ;那么相電壓U0=U/1.732=10/1.732=5.77kV,取整數(shù)為6kV。

Um指系統(tǒng)的最高電壓,其定義為:在正常運(yùn)行條件下,在系統(tǒng)的任何時(shí)間和任何點(diǎn)上出現(xiàn)的電壓的最高值。不包括瞬變電壓,比如,由于系統(tǒng)的開關(guān)操作及暫態(tài)的電壓波動所出現(xiàn)的電壓值。

Um的定義就是穩(wěn)態(tài)(持續(xù))最高工頻電壓(線電壓)。

10kV系統(tǒng)值為多少

10kV系統(tǒng)的最高持續(xù)電壓發(fā)生在什么情況下呢?

發(fā)生在單相不接地系統(tǒng)中某一相接地故障時(shí),系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行,且甩負(fù)荷空載情況下。

如在線路故障期間,負(fù)荷側(cè)斷路器首先開斷,電源側(cè)斷路器開斷前,線路則仍處于接地故障,此時(shí)線路的非故障相過電壓倍數(shù)為:單相接地時(shí)過電壓倍數(shù)X甩負(fù)荷過電壓倍數(shù)=1.732x1.15≈1.99。所以10kV系統(tǒng)的Um值定為12kV。

10kV系統(tǒng)電纜絕緣電壓值如何選?

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12706.2-2008將輸配電系統(tǒng)劃分為ABC三類,同時(shí)給出了三相系統(tǒng)電纜的推薦值

——A類:該類系統(tǒng)任一項(xiàng)導(dǎo)體與地或接地導(dǎo)體接觸時(shí),能在1min內(nèi)與系統(tǒng)分離;

——B類:該類系統(tǒng)可在單相接地故障時(shí)作短時(shí)運(yùn)行,接地故障時(shí)間在任何情況下不允許超過8h(10kV系統(tǒng)),任何一年的接地故障的總持續(xù)時(shí)間應(yīng)不超過125h;

——C類:包括不屬于A類B類的所有系統(tǒng)。

表1是國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的U0電壓值

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《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50217-2018 規(guī)定:

“3.2.2 交流系統(tǒng)中電力電纜導(dǎo)體與絕緣屏蔽或金屬套之間額定電壓選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:    1  中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地系統(tǒng),接地保護(hù)動作不超過1min切除故障時(shí),不應(yīng)低于100%的使用回路工作相電壓;    2  對于單相接地故障可能超過1min的供電系統(tǒng),不宜低于133%的使用回路工作相電壓;在單相接地故障可能持續(xù)8h以上,或發(fā)電機(jī)回路等安全性要求較高時(shí),宜采用173%的使用回路工作相電壓。”

所以,對于中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地系統(tǒng),電纜最低的絕緣電壓等級6/10(12)kV。 對于單相接地故障可能超過1min的供電系統(tǒng),最低相電壓為,6*1.33=7.98kV,根據(jù)表1中的電纜推薦電壓等級,選用8.7kV比較合適,故可選用8.7/10(12)kV。

供電部門為了保證留有裕量,通常選用8.7/15kV電壓等級電纜。