浅析水泥厂电缆“压降”校验

程姝丹



浅析水泥厂电缆“压降”校验

Analysis of Cable“Voltage Drop”Calibration in Cement Plant

程姝丹

在水泥厂电气设计中，电力室的布置会尽可能地设在负荷中心附近，但由于受工业场地实际条件限制，仍有部分用电设备距离电力室位置较远。在以往项目中，出现了电缆采购敷设施工完毕后，由于未考虑电缆压降校验，电机无法正常起动的问题，造成了工程损失。因此，在工程设计中，特别是在远距离用电设备控制中，电缆压降校验尤为重要。

下面是某工程原料破碎输送工艺段一台胶带输送机不能正常起动的实例分析：

该胶带输送机所配电动机型号为Y160L-4，额定功率15kW，额定电压380V，额定电流30.3A，功率因数cosφ=0.85，风机配电回路的线路长度为350m，施工图设计中选用的电缆型号及规格为YJV-0.6/1，3×10mm2。在现场排除各种机械故障后，电机仍不能正常起动，我们按工程设计中电缆截面选择常规方法，对该配电回路的电缆选型进行了分析：

（1）按项目施工环境及电缆敷设方式选择电缆类型。该工程电缆敷设采用电缆沟加电缆桥架相结合的方式，依据现场的施工环境和敷设条件，综合考虑电缆的性能指标及经济因素，选用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆是可行的。

（2）按电缆载流量及温升条件选择电缆截面。该用电设备额定工作电流为30.3A，经查工业与民用配电设计手册，YJV-0.6/1，3×10mm2的电缆载流量为75A，选取此型号及规格的电缆满足载流量要求。考虑敷设的环境温度校正系数取0.91，土壤热阻系数修正系数取1，多回路电缆在桥架内多层敷设时的校正系数取0.65，则修正后电缆载流量为44.3A，选取YJV-0.6/1，3×10mm2的电缆满足要求。

（3）按经济电流选择电缆截面。原料破碎输送车间年最大负荷利用小时取Tmax=2 000h，查配电设计手册，YJV-0.6/1，3×10mm2的电缆经济电流范围是19～31A，选取此电缆满足经济电流的要求。

（4）按电压损失校验。配电线路电压损失的计算公式为：

式中：

u %——配电线路电压损失百分数

ua %——三相380V系统每1A·km的电压损失百分数

I——用电负荷电流

L——线路长度

查配电设计手册，YJV-0.6/1，3×10mm2的电缆，取cosφ=0.90时，1kV交联聚乙烯绝缘电缆用于三相380V系统每1A·km的电压损失百分数ua%=0.909%，此电机额定电流30.3A，配电回路的线路长度为350m，代入公式计算得出，此配电线路电压损失百分数是u%=9.64%。

供配电系统设计规范要求，在配电设计中应按照用电设备端子电压偏差允许值的要求和地区电网电压偏差的具体情况，确定电压损失允许值。电动机正常情况下端子电压偏差允许值为+5%～-5%，少数远离变电所设备的端子电压偏差允许值为+5%～-10%。当缺乏设计资料时，线路电压损失允许值可参考设计手册中表6-6，从配电变压器二次侧母线算起的低压线路，允许电压损失为5%。由此可见所选的YJV-0.6/1，3×10mm2电缆截面不符合线路压降损失要求，应增大电缆截面重新校对，直至满足要求。

以上我们从工程设计中电缆截面选择常规方法方面对实例进行了分析，在工程设计中还应考虑从下述方面进行压降校验：

（1）电机起动时，电动机端子电压应能保证传动机械要求的起动转矩，这是选择降压起动需要满足的基本条件，即：

式中：

UstM——起动时电动机端子电压相对值，即端子压与标称电压的比值

MstM——电动机起动转矩相对值，即起动转矩与额

定转矩的比值

Mj——电动机传动机械的静阻转矩相对值

查配电设计手册表6-14，可知设备的起动静阻转矩相对值；查电机参数，可得电动机起动转矩相对值，代入公式即可计算出电动机起动需要满足的基本条件。

（2）对电动机起动时电压降计算，得出电机起动时电动机端子电压相对值，参见配电设计手册表6-16。

式中：

UstM——起动时电动机端子电压相对值，即端子电

压与标称电压的比值

Ustm——电动机起动时母线电压，kV

Sst——电动机起动时起动回路的额定输入容量，

MVA，为母线标称电压（kV），X1为导线穿管或≤10kV电缆的线路电抗（Ω），≤150mm2时，取X1=18S.3L，

L为线路长度（km），S为导线或电缆芯的截面积（mm2）SstM——电动机额定起动容量，MVA，其值为KstSrM，

Kst为电动机额定起动电流倍数，SrM为电动机额定容量（MVA），其值为3 UrMIrM，UrM为电动机额定电压（kV），IrM为电动机额定电流（kA）

将计算所得起动时电动机端子电压相对值与电动机起动需要满足基本条件的电动机端子电压相对值相比较，确定是否满足电动机起动的基本条件。从公式中推出满足电动机起动基本条件的临界电缆截面，实际选择电缆时，电缆截面应大于此值。

综上所述，在水泥厂电气设计中选择电缆截面时，不应忽视对电缆压降的校验。对距离较远设备配电时，更要考虑线路长度对电动机起动时端子电压的影响，从而避免因电缆压降过大导致的电动机不能正常起动，减少工程损失。

参考文献：

［1］中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册（第三版）［K］.北京：中国电力出版社.2005.

中图分类号：TTM M772266..44

文献标识码：AA

文章编号：11000011--66117711（22001166）0011--00007711--0022

通讯地址：天津水泥工业设计研究院有限公司，天津 300400；

收稿日期：2015-06-19； 编辑：吕 光