專利名稱：一種核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核電廠儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
通常，電氣建造領(lǐng)域，導(dǎo)線/電纜的選擇依據(jù)主要有四種允許載流量，允許電壓損失，經(jīng)濟(jì)電流密度和機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)不同的電力線路類型(如高壓、中壓、低壓)，一般以上述選擇依據(jù)的中一種為準(zhǔn)，以其他為校驗(yàn)項(xiàng)目。通常在低壓(通常為220V)線路中，照明線路參照線路允許電壓損失來(lái)選擇導(dǎo)線/電纜的截面；動(dòng)力電路參照導(dǎo)體的允許載流量(與導(dǎo)體長(zhǎng)期允許溫度、散熱條件等有關(guān))為依據(jù)來(lái)選擇導(dǎo)線/電纜的截面。
M310核電廠存在大量48V直流供電的電磁閥，控制系統(tǒng)通過(guò)通斷電磁閥供電回路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥的控制。由于電壓等級(jí)較低，控制系統(tǒng)至電磁閥間控制電纜的壓降應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi)，即保證電磁閥能夠按照控制系統(tǒng)指令可靠動(dòng)作，又保證控制電纜規(guī)格不要選取過(guò)大，造成電纜通道緊張，采購(gòu)成本增加。在這種電壓等級(jí)較低的電源條件下，需要根據(jù)M310電廠48V直流供電系統(tǒng)、電磁閥設(shè)計(jì)的基本參數(shù)以及具體的電磁閥供電回路設(shè)計(jì)，計(jì)算出電磁閥控制電纜上允許的最大電壓損失，從而選擇出合適的電纜。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)實(shí)情況的具體要求，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠的核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法，包括以下步驟( I)確定電磁閥可靠工作的最惡劣的電源條件，設(shè)此時(shí)直流供電系統(tǒng)出口電壓為U
電源出口 5(2)計(jì)算從直流供電系統(tǒng)出口到控制電磁閥的中間繼電器的接線端子這段回路上各類設(shè)備產(chǎn)生的總壓降，進(jìn)而得到中間繼電器的接線端子上的電壓U中間繼電器=U電源出口 -U配電分壓①；其中U配電分壓=U供電電纜分壓+U其他設(shè)備分壓②；式中。___表示從直流供電系統(tǒng)出口到中間繼電器間供電電纜或?qū)Ь€上的電壓降，取決于這段供電電纜或?qū)Ь€的敷設(shè)長(zhǎng)度和規(guī)格；表示從直流供電系統(tǒng)出口到中間繼電器這段供電回路上串聯(lián)的其它各種電氣元件的分壓總和，如斷路器，端子，二極管(適用于兩路直流供電系統(tǒng)為同一中間繼電器供電的情況)等；(3)確定電磁閥允許的最小工作電壓Uttilitt7h ；(4)計(jì)算電磁閥控制電纜的允許壓降U電纟^允許壓降[O。15] U電纜允許壓降=U中間繼電器-U電磁閥最?、?(5)估算從中間繼電器到電磁閥之間整個(gè)回路中控制電纜的總長(zhǎng)度L ;(6)計(jì)算每千米控制電纜允許的最大線計(jì)算公式如下R電纜每千米=R_/ (2L)④R電纜=U電纜允許壓降/I電磁閥最?、軮電麵最小=U電麵最小/R輔閥⑥R電磁閥=U輔酬定2/p輔閥⑦ 式中R表示控制電纜允許電阻；I _w最小表示電磁閥在允許的最小工作電壓時(shí)的電流；R電磁 表示電磁閥的電阻；U _丨_定表示電磁閥額定工作電壓；Pttiw表示電磁閥額定功率；結(jié)合式①_⑥，計(jì)算得到R電纜每千米;(7)確定電纜截面積和規(guī)格根據(jù)步驟(6)計(jì)算出的參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60228，選出適合的電纜芯線截面，從而確定電纜規(guī)格。進(jìn)一步，步驟(5)中，從中間繼電器到電磁閥之間整個(gè)回路中控制電纜包括電磁閥到接線箱、接線箱到匯線箱、匯線箱到電磁閥中間繼電器接線端子之間的各段控制電纜，分別估算每段控制電纜的長(zhǎng)度并相加得L。再進(jìn)一步，每段控制電纜的長(zhǎng)度參考電站實(shí)際敷設(shè)長(zhǎng)度或根據(jù)電纜敷設(shè)軟件計(jì)算得出。本發(fā)明提供的方法有以下優(yōu)點(diǎn)I)保證選取的控制電纜壓降足夠低，尤其是在48VDC供電系統(tǒng)蓄電池放電時(shí)電壓降低的極端工況下，能夠確保電磁閥仍能可靠動(dòng)作；2)避免過(guò)于保守的設(shè)計(jì)，以至于選取較大截面電纜，占用更多的電纜托盤，造成電廠建造成本增加。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以M310核電廠使用的48V直流供電的電磁閥(即電磁閥額定電壓U電磁閥額定為48V)為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供的方法。具體步驟如下(I)最惡劣的電源條件為48V直流供電系統(tǒng)蓄電池放電一小時(shí)，即直流系統(tǒng)出口電壓U電源出p =42. 3V。(2)在電氣設(shè)備選型確定的情況下，可以計(jì)算出直流供電系統(tǒng)出口至控制系統(tǒng)中控制電磁閥的中間繼電器的接線端子這段回路上各類設(shè)備產(chǎn)生的總壓降(包括供電電纜上的壓降，電磁閥配電回路上元器件產(chǎn)生的壓降)約為I. 3V，代入式①得到中間繼電器的接線端子上的電壓U約為41V。(3)根據(jù)M310型反應(yīng)堆電氣建造準(zhǔn)則RCC-E規(guī)定，確定電磁閥允許的最小工作電壓U電麵最小為39V。
(4)根據(jù)式③計(jì)算得到電磁閥控制電纜上的允許壓降U約為2V。(5)根據(jù)電站內(nèi)電纜的實(shí)際敷設(shè)長(zhǎng)度得到中間繼電器到電磁閥之間整個(gè)回路中各段控制電纜的總長(zhǎng)度L，其中，控制電纜包括電磁閥到接線箱，接線箱到匯線箱(貫穿件)，匯線箱(貫穿件)到電磁閥中間繼電器接線端子之間的電纜。(6)將上述除L以外的已知數(shù)據(jù)代入式④-⑦，整理后得到每千米控制電纜允許的最大線阻R電纟魏千米=482/ (39LP電磁閥)。從上式看，要敷設(shè)的控制電纜的總長(zhǎng)度L成反比，因此要準(zhǔn)確估算該長(zhǎng)度。然后將L和P __的數(shù)值代入上式，即得到R_|#。(7)由于電纜芯線截面由單位長(zhǎng)度上芯線的電阻值來(lái)確定，根據(jù)步驟(6)計(jì)算出的參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60228，就可以選出適合的電纜芯線截面，從而確定電纜規(guī)格。 上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實(shí)施方式從任何方面來(lái)看均應(yīng)視為說(shuō)明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求說(shuō)明，任何與權(quán)利要求的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法，包括以下步驟 (1)確定電磁閥可靠工作的最惡劣的電源條件，設(shè)此時(shí)直流供電系統(tǒng)出口電壓為UP(2)計(jì)算從直流供電系統(tǒng)出口到控制電磁閥的中間繼電器的接線端子這段回路上各類設(shè)備產(chǎn)生的總壓降，進(jìn)而得到中間繼電器的接線端子上的電壓 u中間繼電器=U電源出口配電分壓 ； $巾u配電分壓=U供電電纜分壓+U其他設(shè)備分壓 ； 式中 u供電電纜分壓表示從直'流供％系會(huì)充& n到中_S %器丨、削共% %!!!$導(dǎo)線±白勺％壓降，取決于這段供電電纜或?qū)Ь€的敷設(shè)長(zhǎng)度和規(guī)格； U表示從直流供電系統(tǒng)出口到中間繼電器這段供電回路±串聯(lián)的其它各種電氣元件的分壓總和； (3)確定電磁閥允許的最小工作電壓U__??； (4)計(jì)算電磁閥控制電纜的允許壓降U U電纜允許壓降=U中間繼電器電磁閥最小 ; (5)估算從中間繼電器到電磁閥之間整個(gè)回路中控制電纜的總長(zhǎng)度L； (6)計(jì)算每千米控制電纜允許的最大線計(jì)算公式如下 R電纜每千米=R電纜/ (2L)④ R電纜=U電纜允許壓降/I電磁閥最?、? I電磁閥最小=U電磁閥最小/R電磁閥 R電磁閥=U電磁閥額定2/p電磁閥 式中 Rwia表示控制電纜允許電阻； I _w最小表示電磁閥在允許的最小工作電壓時(shí)的電流； R電fiM表示電5茲_的電阻； u電磁_(tái) 表不電磁閥額定工作電壓； P電w表不電磁閥額定功率； 結(jié)合式①-⑥，計(jì)算得到 R電纜每千米； (7)確定電纜截面積和規(guī)格根據(jù)步驟(6)計(jì)算出參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60228，選出適合的電纜芯線截面，從而確定電纜規(guī)格。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算方法，其特征在于，步驟(5)中，從中間繼電器到電磁閥之間整個(gè)回路中控制電纜包括電磁閥到接線箱、接線箱到匯線箱、匯線箱到電磁閥中間繼電器接線端子之間的各段控制電纜，分別估算每段控制電纜的長(zhǎng)度并相加得L。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其特征在于，每段控制電纜的長(zhǎng)度參考電站實(shí)際敷設(shè)長(zhǎng)度或根據(jù)電纜敷設(shè)軟件計(jì)算得出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核電廠電磁閥控制電纜線徑的計(jì)算方法，包括(1)確定電源條件及電源出口電壓；(2)計(jì)算從供電系統(tǒng)出口到中間繼電器這段回路上各類設(shè)備的總壓降，進(jìn)而得到中間繼電器接線端子的電壓；(3)確定電磁閥允許的最小工作電壓；(4)由中間繼電器接線端子的電壓減去電磁閥允許的最小工作電壓得到控制電纜允許壓降；(5)估算電磁閥控制電纜總長(zhǎng)度L；(6)根據(jù)回路中控制電纜允許壓降與其電阻以及電磁閥電阻與其額定工作電壓、額定功率的關(guān)系計(jì)算出每千米電纜最大線阻；(7)根據(jù)每千米電纜最大線阻選適合的電纜規(guī)格。根據(jù)本方法能保證選取的控制電纜的壓降足夠低，避免過(guò)于保守的設(shè)計(jì)導(dǎo)致選取較大截面電纜，造成成本增加。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102750440SQ20121017436
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者余淼, 李文睢, 陳日罡 申請(qǐng)人:中國(guó)核電工程有限公司