专利名称：一种核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法
技术领域：
本发明属于核电厂仪控系统设计技术领域，具体涉及一种核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法。
背景技术：
通常，电气建造领域，导线/电缆的选择依据主要有四种允许载流量，允许电压损失，经济电流密度和机械强度。根据不同的电力线路类型(如高压、中压、低压)，一般以上述选择依据的中一种为准，以其他为校验项目。通常在低压(通常为220V)线路中，照明线路参照线路允许电压损失来选择导线/电缆的截面；动力电路参照导体的允许载流量(与导体长期允许温度、散热条件等有关)为依据来选择导线/电缆的截面。
M310核电厂存在大量48V直流供电的电磁阀，控制系统通过通断电磁阀供电回路来实现对电磁阀的控制。由于电压等级较低，控制系统至电磁阀间控制电缆的压降应该控制在合理的范围内，即保证电磁阀能够按照控制系统指令可靠动作，又保证控制电缆规格不要选取过大，造成电缆通道紧张，采购成本增加。在这种电压等级较低的电源条件下，需要根据M310电厂48V直流供电系统、电磁阀设计的基本参数以及具体的电磁阀供电回路设计，计算出电磁阀控制电缆上允许的最大电压损失，从而选择出合适的电缆。
发明内容
针对现实情况的具体要求，本发明的目的是提供一种简单可靠的核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法。为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法，包括以下步骤( I)确定电磁阀可靠工作的最恶劣的电源条件，设此时直流供电系统出口电压为U
电源出口 5(2)计算从直流供电系统出口到控制电磁阀的中间继电器的接线端子这段回路上各类设备产生的总压降，进而得到中间继电器的接线端子上的电压U中间继电器=U电源出口 -U配电分压①；其中U配电分压=U供电电缆分压+U其他设备分压②；式中。___表示从直流供电系统出口到中间继电器间供电电缆或导线上的电压降，取决于这段供电电缆或导线的敷设长度和规格；表示从直流供电系统出口到中间继电器这段供电回路上串联的其它各种电气元件的分压总和，如断路器，端子，二极管(适用于两路直流供电系统为同一中间继电器供电的情况)等；(3)确定电磁阀允许的最小工作电压Uttilitt7h ；(4)计算电磁阀控制电缆的允许压降U电纟^允许压降[O。15] U电缆允许压降=U中间继电器-U电磁阀最小③;(5)估算从中间继电器到电磁阀之间整个回路中控制电缆的总长度L ;(6)计算每千米控制电缆允许的最大线计算公式如下R电缆每千米=R_/ (2L)④R电缆=U电缆允许压降/I电磁阀最小⑤I电麵最小=U电麵最小/R輔阀⑥R电磁阀=U輔酬定2/p輔阀⑦ 式中R表示控制电缆允许电阻；I _w最小表示电磁阀在允许的最小工作电压时的电流；R电磁 表示电磁阀的电阻；U _丨_定表示电磁阀额定工作电压；Pttiw表示电磁阀额定功率；结合式①_⑥，计算得到R电缆每千米;(7)确定电缆截面积和规格根据步骤(6)计算出的参照国际标准IEC60228，选出适合的电缆芯线截面，从而确定电缆规格。进一步，步骤(5)中，从中间继电器到电磁阀之间整个回路中控制电缆包括电磁阀到接线箱、接线箱到汇线箱、汇线箱到电磁阀中间继电器接线端子之间的各段控制电缆，分别估算每段控制电缆的长度并相加得L。再进一步，每段控制电缆的长度参考电站实际敷设长度或根据电缆敷设软件计算得出。本发明提供的方法有以下优点I)保证选取的控制电缆压降足够低，尤其是在48VDC供电系统蓄电池放电时电压降低的极端工况下，能够确保电磁阀仍能可靠动作；2)避免过于保守的设计，以至于选取较大截面电缆，占用更多的电缆托盘，造成电厂建造成本增加。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步描述。以M310核电厂使用的48V直流供电的电磁阀(即电磁阀额定电压U电磁阀额定为48V)为例，详细说明本发明提供的方法。具体步骤如下(I)最恶劣的电源条件为48V直流供电系统蓄电池放电一小时，即直流系统出口电压U电源出p =42. 3V。(2)在电气设备选型确定的情况下，可以计算出直流供电系统出口至控制系统中控制电磁阀的中间继电器的接线端子这段回路上各类设备产生的总压降(包括供电电缆上的压降，电磁阀配电回路上元器件产生的压降)约为I. 3V，代入式①得到中间继电器的接线端子上的电压U约为41V。(3)根据M310型反应堆电气建造准则RCC-E规定，确定电磁阀允许的最小工作电压U电麵最小为39V。
(4)根据式③计算得到电磁阀控制电缆上的允许压降U约为2V。(5)根据电站内电缆的实际敷设长度得到中间继电器到电磁阀之间整个回路中各段控制电缆的总长度L，其中，控制电缆包括电磁阀到接线箱，接线箱到汇线箱(贯穿件)，汇线箱(贯穿件)到电磁阀中间继电器接线端子之间的电缆。(6)将上述除L以外的已知数据代入式④-⑦，整理后得到每千米控制电缆允许的最大线阻R电纟魏千米=482/ (39LP电磁阀)。从上式看，要敷设的控制电缆的总长度L成反比，因此要准确估算该长度。然后将L和P __的数值代入上式，即得到R_|#。(7)由于电缆芯线截面由单位长度上芯线的电阻值来确定，根据步骤(6)计算出的参照国际标准IEC 60228，就可以选出适合的电缆芯线截面，从而确定电缆规格。 上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法，包括以下步骤 (1)确定电磁阀可靠工作的最恶劣的电源条件，设此时直流供电系统出口电压为UP(2)计算从直流供电系统出口到控制电磁阀的中间继电器的接线端子这段回路上各类设备产生的总压降，进而得到中间继电器的接线端子上的电压 u中间继电器=U电源出口配电分压 ； $巾u配电分压=U供电电缆分压+U其他设备分压 ； 式中 u供电电缆分压表示从直'流供％系会充& n到中_S %器丨、削共% %!!!$导线±白勺％压降，取决于这段供电电缆或导线的敷设长度和规格； U表示从直流供电系统出口到中间继电器这段供电回路±串联的其它各种电气元件的分压总和； (3)确定电磁阀允许的最小工作电压U__小； (4)计算电磁阀控制电缆的允许压降U U电缆允许压降=U中间继电器电磁阀最小 ; (5)估算从中间继电器到电磁阀之间整个回路中控制电缆的总长度L； (6)计算每千米控制电缆允许的最大线计算公式如下 R电缆每千米=R电缆/ (2L)④ R电缆=U电缆允许压降/I电磁阀最小⑤ I电磁阀最小=U电磁阀最小/R电磁阀 R电磁阀=U电磁阀额定2/p电磁阀 式中 Rwia表示控制电缆允许电阻； I _w最小表示电磁阀在允许的最小工作电压时的电流； R电fiM表示电5兹_的电阻； u电磁_ 表不电磁阀额定工作电压； P电w表不电磁阀额定功率； 结合式①-⑥，计算得到 R电缆每千米； (7)确定电缆截面积和规格根据步骤(6)计算出参照国际标准IEC60228，选出适合的电缆芯线截面，从而确定电缆规格。
2.根据权利要求I所述的计算方法，其特征在于，步骤(5)中，从中间继电器到电磁阀之间整个回路中控制电缆包括电磁阀到接线箱、接线箱到汇线箱、汇线箱到电磁阀中间继电器接线端子之间的各段控制电缆，分别估算每段控制电缆的长度并相加得L。
3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，每段控制电缆的长度参考电站实际敷设长度或根据电缆敷设软件计算得出。
全文摘要
本发明涉及一种核电厂电磁阀控制电缆线径的计算方法，包括(1)确定电源条件及电源出口电压；(2)计算从供电系统出口到中间继电器这段回路上各类设备的总压降，进而得到中间继电器接线端子的电压；(3)确定电磁阀允许的最小工作电压；(4)由中间继电器接线端子的电压减去电磁阀允许的最小工作电压得到控制电缆允许压降；(5)估算电磁阀控制电缆总长度L；(6)根据回路中控制电缆允许压降与其电阻以及电磁阀电阻与其额定工作电压、额定功率的关系计算出每千米电缆最大线阻；(7)根据每千米电缆最大线阻选适合的电缆规格。根据本方法能保证选取的控制电缆的压降足够低，避免过于保守的设计导致选取较大截面电缆，造成成本增加。
文档编号G06F19/00GK102750440SQ20121017436
公开日2012年10月24日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者余淼, 李文睢, 陈日罡 申请人:中国核电工程有限公司