电缆选型手册.doc

1、1目 录一 . 概 述 2二 . 范 围 2-3三 . 参 考 标 准 及 参 数 取 值 依 据 3四 . 符 号 说 明 3-4五 . IEC 287-3-2/1995标 准 电 力 电 缆 截 面 经 济 最 佳 化 计 算 方 法 的 应 用 4-11六 . 电 力 电 缆 经 济 截 面 最 佳 化 数 据 查 找 的 使 用 方 法 11-12七 . 电 缆 经 济 截 面 与 发 热 截 面 总 费 用 比 较 及 投 资 回 收 年 计 算 12-15八 . 经 济 截 面 的 校 验 条 件 16-17附 录 1 铜 芯 电 力 电 缆 综 合 造 价 统 计 表 18-19

2、附 录 2 电 缆 造 价 类 别 的 平 均 A值 20附 录 3 电 缆 型 号 与 电 缆 造 价 类 别 对 照 表 20附 录 4-1 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 (I-A类 别 ) 21-23附 录 4-2 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 (II-A类 别 ) 24-26附 录 4-3 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 (III-A类 别 )27-29附 录 4-4 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 (IV-A类 别 ) 30-32附 录 4-5 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 (V-A类 别 ) 33

3、-35附 录 5 铜 芯 电 力 电 缆 经 济 电 流 密 度 计 算 数 据 及 图 表 (不 同 电 价 ) 36-40附 录 6 电 缆 导 体 交 流 电 阻 及 感 抗 41-42附 录 7 铜 芯 电 力 电 缆 允 许 载 流 量 表 42附 录 8 损 耗 费 用 辅 助 量 F Tmax P关 系 的 统 计 值 43附 录 9 最 大 负 载 利 用 小 时 Tmax与 最 大 负 载 损 耗 小 时 和 cos 的 关 系 43附 录 10 不 同 行 业 的 年 最 大 负 载 利 用 小 时 Tmax,(h) 44九 . 参 考 资 料 442电 力 电 缆 经 济

4、 选 型 实 用 手 册一 .概 述导 体 的 经 济 电 流 密 度 是 选 择 导 体 的 必 要 条 件 之 一 。 当 选 择 导 体 的 诸 多 技 术 条 件 (如 发 热温 升 、 机 械 强 度 及 电 压 降 要 求 等 )得 到 控 制 或 改 善 时 ， 往 往 是 经 济 电 流 密 度 起 着 支 配 作 用 。实 践 证 明 ， 经 济 电 流 密 度 对 于 选 择 导 体 进 而 节 省 能 源 ， 改 善 环 境 ， 提 高 电 力 运 行 可 靠 性 有着 重 要 的 技 术 经 济 意 义 。 过 去 ， 在 计 划 经 济 的 条 件 下 ， 工 程 设

5、 计 往 往 偏 重 技 术 、 轻 视 经 济 ；重 视 初 投 资 ， 忽 视 长 期 运 行 的 经 济 性 。 工 程 建 设 也 因 此 付 出 过 沉 重 代 价 。 当 前 ， 我 国 已 经进 入 到 社 会 主 义 市 场 经 济 的 发 展 时 期 ， 工 程 投 资 方 和 经 营 方 都 越 来 越 注 重 投 资 效 益 和 运 营效 益 。 追 求 工 程 建 设 整 体 的 、 长 远 的 合 理 性 ， 倡 导 基 建 优 化 设 计 。 而 导 体 的 经 济 电 流 密 度正 是 这 种 优 化 设 计 的 内 容 之 一 。 传 统 的 设 计 方 法 按

6、 载 流 量 选 择 导 体 截 面 时 只 计 算 初 始 投 资 ，导 体 的 截 面 选 择 过 小 ， 将 增 加 电 能 的 损 耗 ； 选 择 的 过 大 ， 则 增 加 初 始 投 资 。 研 究 和 确 定 导体 电 流 密 度 的 目 的 ， 就 是 在 已 知 负 荷 的 情 况 下 ， 选 择 最 佳 的 导 体 截 面 ； 或 是 在 已 选 定 导 体截 面 的 情 况 下 ， 确 定 经 济 的 负 荷 范 围 ， 以 寻 求 投 资 的 最 优 方 案 ， 取 得 最 理 想 的 经 济 效 益 。本 实 用 手 册 应 用 IEC 287-3-2/1995 电

7、力 电 缆 尺 寸 的 经 济 最 佳 化 标 准 和 方 法 ， 采 用我 国 常 用 的 铜 芯 聚 氯 乙 稀 绝 缘 聚 氯 乙 稀 护 套 (PVC绝 缘 )和 交 联 聚 乙 稀 绝 缘 聚 氯 乙 稀 护 套 (XLPE绝 缘 )中 低 压 电 力 电 缆 数 据 ， 统 计 和 汇 集 了 为 计 算 电 缆 系 列 截 面 的 经 济 电 流 范 围 、 经 济 截 面和 电 缆 经 济 电 流 密 度 所 需 资 料 ， 可 供 电 气 设 计 人 员 和 运 行 人 员 选 择 电 缆 导 体 经 济 截 面 参 考 。二 . 范 围1 本 实 用 手 册 适 用 于 电

8、 压 为 6/6kV, 8.7/10kV及 0.6/1.0kV中 低 压 等 级 铜 芯 电 力 电 缆的 经 济 选 择 。 电 缆 类 型 为 铜 芯 聚 氯 乙 烯 绝 缘 聚 氯 乙 烯 护 套 电 力 电 缆 (VV型 )， 铜 芯 聚 氯 乙 烯绝 缘 钢 带 铠 装 聚 氯 乙 烯 护 套 电 力 电 缆 (VV22型 )， 以 及 交 联 铜 芯 聚 氯 乙 烯 绝 缘 聚 氯 乙 烯 护 套电 力 电 缆 (YJV型 )， 交 联 铜 芯 聚 氯 乙 烯 绝 缘 钢 带 铠 装 聚 氯 乙 烯 护 套 电 力 电 缆 (YJV22型 )。电 缆 芯 数 包 括 ： 根 据 产

9、 品 目 录 有 等 截 面 的 三 芯 、 四 芯 及 五 芯 ， 非 等 截 面 的 四 芯 及 五 芯 。2 按 照 IEC 287-3-2/1995国 际 标 准 ， 导 体 截 面 经 济 选 择 只 计 及 发 热 损 耗 ， 不 考 虑 电 压有 关 的 损 耗 , 也 不 包 括 诸 如 维 修 等 因 素 。三 .参 考 标 准 及 参 数 取 值 依 据国 际 电 工 委 员 会 标 准 IEC 287-3-2/1995 电 力 电 缆 截 面 的 经 济 最 佳 化 。国 家 标 准 GB/T16895.15-2002 等 效 于 IEC 60364-5-523:1999

10、 建 筑 物 电 气 装 置 电 气设 备 的 选 择 和 安 装 布 线 系 统 载 流 量 以 及 GB 50217-94 电 力 工 程 电 缆 设 计 规 范 。金 融 贴 现 率 ， 电 价 年 增 长 率 等 按 照 近 年 来 国 家 电 力 公 司 经 济 研 究 中 心 提 供 的 数 据 。 低压 电 力 电 缆 出 厂 价 格 根 据 北 京 工 程 造 价 信 息 2001年 第 2期 。 中 压 电 力 电 缆 价 格 及 中 低压 电 缆 敷 设 综 合 费 用 根 据 西 北 电 力 设 计 院 1981年 及 东 北 电 力 设 计 院 2001年 的 专 题

11、报 告 导体 的 经 济 电 流 密 度 资 料 。3四 .符 号 说 明本 手 册 使 用 的 符 号 及 其 量 值 说 明 如 下 ：A 与 导 体 截 面 有 关 的 单 位 长 度 成 本 的 可 变 部 分(造 价 费 用 斜 率 ) 元 /m.mm2B 邻 近 效 应 、 集 肤 效 应 的 综 合 系 数 C 与 敷 设 条 件 等 有 关 的 单 位 长 度 成 本 的 不 变 部 分 元 /mCT 电 缆 系 统 总 成 本 (总 费 用 ) 元Imax 最 大 负 载 电 流 AL 电 缆 截 面 某 段 长 度 mCJ 年 期 间 内 电 缆 导 体 发 热 损 耗 费

12、 用 的 现 值 元N 电 缆 使 用 的 经 济 寿 命 期 年Np 每 回 路 相 导 体 数 目 -Nc 传 输 同 型 号 电 缆 和 负 载 值 的 回 路 数 目 -P 电 价 ， 电 度 电 费 元 /kWhD 每 年 最 大 需 量 电 费 元 /kW年F 由 公 式 (6)定 义 的 辅 助 量 (线 损 辅 助 量 ) 元 /WQ 由 公 式 (4)定 义 的 辅 助 量 -r 由 公 式 (5)定 义 的 辅 助 量 -a Imax的 年 增 长 率 %b 电 价 P的 年 增 长 率 ， 不 计 及 通 货 膨 胀 %i 计 算 现 值 用 贴 现 率 %CI 拟 确

13、定 某 段 长 度 的 标 准 截 面 规 格 的 初 始 费 用 元CI1 最 接 近 某 段 长 度 较 小 标 准 截 面 规 格 的 初 始 费 用 元CI2 最 接 近 某 段 长 度 较 大 标 准 截 面 规 格 的 初 始 费 用 元R 拟 确 定 电 缆 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 /kmR1 最 接 近 较 小 标 准 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 /kmR2 最 接 近 较 大 标 准 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 /kmTmax 最 大 负 载 利 用 小 时 h 最 大 负 载 损 耗 小 时 hS

14、电 缆 导 体 截 面 mm2Sec 电 缆 导 体 的 经 济 截 面 mm2 20 导 体 20 下 的 电 阻 率 .m 20 导 体 20 下 的 电 阻 温 度 系 数 1/ m 导 体 平 均 运 行 温 度 K 温 度 及 B系 数 的 综 合 系 数 -T 投 资 回 收 年 年五 .IEC 287-3-2/1995 标 准 电 力 电 缆 截 面 经 济 最 佳 化 计 算 方 法 的 应 用1 电 缆 的 总 费 用 。 总 拥 有 费 用 法 (TOC ,Total Owning Cost)是 全 面 评 价 电 气 装 置 能 效4费 用 的 方 法 ， 包 含 ： 初

15、 始 投 资 (采 购 及 安 装 费 用 )及 其 寿 命 期 运 行 费 用 的 两 个 部 分 。 其 表 达 式如 下 ：总 费 用 CT=CI +CJ-(1)式 中 : CI 所 安 装 的 电 缆 造 价 (初 始 投 资 ), 包 括 电 缆 购 置 费 及 敷 设 安 装 费 用 ,(元 )CJ 等 效 于 电 缆 购 买 时 的 线 路 损 耗 费 用 ,即 电 缆 N年 经 济 寿 命 期 发 热 损 耗 费 用 现 值 ,(元 )。 1.1 电 缆 初 始 投 资 CI包 括 电 缆 出 厂 价 及 敷 设 费 用 (附 录 1)， 敷 设 费 用 以 综 合 造 价 系

16、 数 来 折 算 ， 综 合 造 价 系 数计 及 电 缆 的 运 输 ， 敷 设 安 装 及 电 缆 构 筑 物 等 费 用 ， 综 合 造 价 系 数 随 电 缆 截 面 增 大 而 降 低 。以 下 用 单 位 长 度 和 截 面 有 关 系 的 投 资 费 用 斜 率 A来 表 示 ， 又 叫 做 投 资 费 用 的 可 变 部 分 A值 。各 种 类 型 电 缆 的 A值 因 价 格 不 同 而 异 ， 为 求 得 各 类 型 电 缆 截 面 与 投 资 的 线 性 关 系 ， 其 斜 率A(以 下 简 称 A值 )按 下 式 计 算 ： A=(截 面 S2电 缆 的 初 始 投 资

17、 -截 面 S1电 缆 的 初 始 投 资 )/(截 面 S2-S1)，(元 /m.mm2) -(2) 对 于 每 一 种 型 号 电 缆 ， 都 存 在 各 自 变 化 幅 度 不 大 的 系 列 截 面 斜 率 A。 本 手 册 共 统 计 28种型 号 电 缆 的 A值 ， 将 其 之 间 误 差 小 于 10%的 A合 并 为 同 一 类 平 均 A值 , 平 均 A值 由 小 到 大 分成 五 组 以 I-A, II-A, III-A, IV-A, V-A类 别 标 志 ， 见 附 录 2。 电 缆 造 价 类 别 与 电 缆 型 号 对照 表 见 附 录 3。五 个 组 的 平 均

18、 A值 代 表 型 号 数 量 不 等 的 电 缆 单 位 造 价 ， 它 们 之 间 的 偏 差 为 18125%。 为了 使 电 缆 导 体 截 面 范 围 建 立 较 好 的 线 性 关 系 ， 以 平 均 A值 对 相 应 型 号 电 缆 的 初 始 造 价 做 线 性调 整 。 采 用 平 均 A值 比 用 自 身 A值 计 算 经 济 截 面 和 经 济 电 流 密 度 所 得 结 果 只 有 小 于 3%很 小 的误 差 。1.2 电 缆 在 N寿 命 年 期 间 发 热 损 耗 现 值 CJ这 是 计 算 电 缆 造 价 以 外 的 运 行 费 用 ， 它 与 负 载 大 小

19、、 年 运 行 时 间 、 电 价 、 电 缆 截 面 、使 用 寿 命 期 及 资 金 贴 现 率 等 因 素 有 关 。(1) 电 缆 在 N经 济 寿 命 年 运 行 的 电 能 损 耗 费 ,折 算 到 电 缆 购 买 日 的 现 值 : CJ=(I2maxRLNpNc /1000) ( P+D)Q /(1+ i/100), (元 )- (3)式 中 : Q为 计 及 N年 负 载 增 长 、 电 价 增 长 和 贴 现 率 的 系 数 ，Q=(1-rN)/ (1-r) -(4)其 中 r=(1+a/100)2(1+b/100) / (1+ i/100) -(5)(2) 为 方 便 于

20、 以 后 对 不 同 截 面 损 耗 费 用 的 一 系 列 计 算 ， 将 (3)式 中 除 导 体 电 流 和 电 阻 以外 的 所 有 参 数 以 线 损 辅 助 量 F来 表 示 。令 F=NpNc( P+D) Q / (1+ i %)/1000， (元 /W)-(6) F总 括 了 回 路 相 数 Np和 Nc、 电 价 P、 D、 最 大 负 载 损 耗 小 时 和 现 值 系 数 Q / (1+ i %)。此 处 采 用 我 国 常 用 的 最 大 负 载 损 耗 小 时 ( )法 来 计 算 线 损 。 因 此 最 大 负 载 损 耗 小 时 需 由 已 知 的 年 最 大 负

21、 载 利 用 小 时 Tmax和 功 率 因 数 cos 关 系 表 中 查 出 ， 见 附 录 9。 功 率 因 数cos 对 经 济 电 流 范 围 和 经 济 截 面 的 计 算 结 果 影 响 很 小 ， 本 手 册 采 用 该 关 系 表 的 中 间 值cos =0.9， 在 Tmax=1000h至 8500h范 围 取 下 值 作 为 计 算 用 数 。 按 公 式 (6)便 可 算 得 Tmax / 范 围 内 的 线 损 辅 助 量 F(见 附 录 8),它 在 经 济 电 流 范 围 和 经济 电 流 密 度 计 算 过 程 是 经 常 使 用 的 中 间 量 值 。 在 绘

22、 制 经 济 电 流 密 度 j曲 线 中 习 惯 用 Tmax而不 用 来 表 示 。 不 同 行 业 的 Tmax可 从 现 成 统 计 资料 查 出 (见 附 录 10)。 公 式 (6)的 线 损 辅 助 量 F算 式 中 现 值 系 数 Q / (1+ i %)的 参 数 ： a, b, 5i, 和 N均 系 根 据 国 家 电 力 公 司 经 济 研 究 中 心 近 年 提 供 的 数 据 ， 即 a=0, b=2%, i=10%, N=30年 , 按 公 式 (5)算 出 r=0.927,进 而 算 得 Q和 现 值 系 数 Q / (1+ i %)=11.2。 这 样 ， 总

23、费 用的 计 算 式 简 化 为 ：CT= CI + I2maxRF， (元 )-(7)2 系 列 标 准 截 面 中 每 一 导 体 经 济 电 流 范 围 的 算 法原 理 ： 电 缆 系 列 截 面 的 经 济 电 流 范 围 是 在 总 费 用 相 等 和 敷 设 条 件 相 同 的 条 件 下 取得 。计 算 公 式 可 以 有 两 种 表 达 方 式 ： 一 种 是 按 总 费 用 计 算 式 通 过 输 入 电 缆 初 始 投 资 和 电 缆线 路 电 阻 等 参 数 来 计 算 电 流 范 围 (IEC表 达 方 式 )， 另 一 种 是 通 过 输 入 单 位 造 价 平 均

24、 A值 ， 电缆 截 面 S和 导 体 电 阻 率 等 参 数 替 代 第 一 种 公 式 原 形 计 算 。2.1 第 一 种 计 算 的 表 达 式 ： 每 一 线 芯 截 面 都 有 一 个 经 济 电 流 范 围 , 按 电 缆 相 邻 线 芯 截 面 总 费用 相 等 为 条 件 ， 其 低 限 值 和 高 限 值 分 别 由 下 列 公 式 给 出 :Imax(低 限 值 ) =(CI - CI1)/(F L (R1-R)0.5-(8) Imax(高 限 值 ) =(CI2 - CI)/(F L (R-R2)0.5-(9)式 中 ：CI 拟 确 定 某 段 长 度 电 缆 截 面

25、规 格 的 初 始 费 用 ， (元 )R 拟 确 定 电 缆 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 ， ( /km)CI1 最 接 近 某 段 长 度 较 小 标 准 截 面 规 格 的 初 始 费 用 ， (元 )R1 最 接 近 较 小 标 准 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 ， ( /km)CI2 最 接 近 某 段 长 度 较 大 标 准 截 面 规 格 的 初 始 费 用 ， (元 )R2 最 接 近 较 大 标 准 截 面 规 格 的 单 位 长 度 交 流 电 阻 ， ( /km)L 确 定 电 缆 截 面 规 格 某 段 长 度 ， (km)

26、 2.2 第 二 种 表 达 式 ： 为 便 于 对 每 一 线 芯 截 面 经 济 电 流 范 围 的 计 算 ， 原 理 不 变 ， 将 电 缆 造 价平 均 A值 替 代 CI以 及 电 阻 率 除 以 截 面 替 代 电 阻 R来 表 达 。因 交 流 电 阻 R = 20B1+ 20( m-20) 106 / S， ( /m)令 K=B1+ 20( m-20)， 于 是 交 流 电 阻 R = 20K 106 / S， ( /m)式 中 ： 20 为 铜 导 体 直 流 电 阻 率 ， 20=18.3510-9, ( .m)B为 综 合 邻 近 效 应 、 集 肤 效 应 的 系 数

27、 ， 取 VV型 和 YJV型 电 缆 的 B平 均 值 =1.006。 20为 铜 线 20 的 电 阻 温 度 系 数 等 于 0.00393,(/ ) m为 导 体 温 度 ， 在 经 济 电 流 运 行 时 导 体 温 度 可 降 低 ， m=40 。 (IEC推 荐 )代 入 相 关 参 数 ， 取 得 K =1.085。 将 A、 S和 20替 换 (8)(9)式 中 的 CI与 R。 公 式 经 整理 后 ， 可 得 经 济 电 流 范 围 高 低 限 值 的 另 一 表 达 式 ： Imax(低 限 值 )= A(S1 S)/ F0.01990.5 -(10) Imax(高 限

28、 值 )= A(S2 S)/ F0.01990.5 -(11)3 给 定 负 载 电 流 下 经 济 截 面 的 算 法原 理 ： 计 算 以 给 定 负 载 电 流 下 电 缆 总 费 用 为 最 小 时 的 截 面 ， 公 式 演 算 如 下 。电 缆 总 费 用 按 公 式 (7)可 写 成 以 导 体 截 面 S为 函 数 的 表 达 式 ：CT(S)=CI(S) + I2maxR(S) LF,(元 )-(12)3.1 CI(S)以 上 述 不 同 电 缆 类 型 初 始 投 资 推 导 为 线 性 模 型 的 A值 表 示 ：CI(S)= L(AS+C)式 中 ： A-成 本 的 可

29、 变 部 分 (元 /m.mm2)， 各 型 电 缆 可 取 平 均 A值 ；6S-导 体 截 面 (mm2)；C-成 本 的 不 变 部 分 (元 /m)； L-电 缆 长 度 (m)。3.2 交 流 电 阻 以 导 体 截 面 S的 函 数 式 表 示 ：R(S) = 20B1+ 20( m-20) 106 / S， ( /m)3.3 总 费 用 为 最 小 时 的 经 济 截 面 Sec可 通 过 以 总 费 用 公 式 (12)对 截 面S求 导 ， 并 令 其 为 零 取 得 ：Sec = I2maxF 20B1+ 20( m-20) 106 / A0.5 ,(mm2)-(13) 式

30、 中 ： 20、 20、 m 、 B和 K的 取 值 与 上 节 相 同 ， 代 入 公 式 (13)整 理 后 可 得 经 济 截 面 ：Sec= I2maxF0.0199/ A0.5， (mm2) -(14)4 电 缆 导 体 经 济 电 流 密 度 的 算 法电 力 电 缆 经 济 电 流 密 度 的 计 算 方 法 很 多 ， 例 如 年 费 用 最 小 法 ， 计 算 费 用 法 ， 返 本 期 法和 财 务 表 报 法 等 ， 但 因 出 发 点 不 同 ， 各 个 国 家 的 各 部 门 都 采 用 不 同 的 计 算 方 法 。 以 上 IEC 287-3-2标 准 的 两 种

31、 计 算 方 法 实 际 上 已 表 述 了 电 缆 经 济 电 流 密 度 的 内 容 ， 因 为 经 济 电 流 密 度就 是 流 过 经 济 截 面 中 电 流 的 密 度 。4.1 经 济 电 流 密 度 的 算 式 ： j= Imax / Sec(A/mm2)将 公 式 (13)的 Sec代 入 上 式 , 得 : j=Imax / I2maxF 20B1+ 20( m-20) 106 / A0.5 或 公 式 (14)的 Sec代 入 上 式 ,得 : j= A / F0.01990.5(A/mm2)-(15)为 求 电 缆 的 经 济 电 流 密 度 ,只 需 代 入 电 缆 造

32、 价 平 均 A值 与 Tmax小 时 下 的 F值 (设 定 不 同的 电 价 P条 件 ), 便 可 求 得 Tmax与 j的 关 系 数 据 和 曲 线 。 本 手 册 收 集 28种 常 用 的 中 低 压 电力 电 缆 造 价 （ 附 录 1） 合 并 为 5种 类 别 的 平 均 A数 值 (见 附 录 2)。 由 公 式 (15)计 算 不 同 电 价(设 P=0.21.0元 /kWh)5种 类 别 28种 常 用 的 中 低 压 电 缆 的 经 济 电 流 密 度 数 据 及 曲 线(见 附 录 5)。4.2 各 参 数 对 经 济 电 流 密 度 j的 影 响由 经 济 电

33、流 密 度 j的 算 式 (15)可 见 ， 经 济 电 流 密 度 j与 A值 开 方 成 正 比 ， A的 增 加 表 明电 缆 投 资 增 加 ， j便 应 该 增 大 ， 即 要 求 采 用 较 小 截 面是 经 济 的 (为 要 求 投 资 回 收 年 不 因 此 而 增 长 )。 j与 F值 开 方 成 反 比 ， F是 Tmax和 P的 中 间 辅助 量 值 ， F增 大 相 当 于 运 行 时 间 加 长 或 电 价 增 加 ，j应 该 减 小 ， j减 小 就 是 要 使 截 面 加 大 使 损 耗 费 用 减 小 才 经 济 。不 可 能 对 每 一 种 型 号 电 缆 都

34、 分 别 给 出 它 们 的 经 济 电 流 密 度 ， 只 能 按 不 同 类 型 电 缆 A的 大小 分 组 合 成 的 平 均 A值 来 设 置 ， 虽 存 在 一 定 误 差 ， 在 Tmax不 变 的 情 况 下 平 均 A值 开 方 的 差值 控 制 j之 间 的 差 值 范 围 , 而 平 均 A值 与 其 组 内 各 型 电 缆 本 身 A值 的 误 差 范 围 从 0.58%不 等 ，影 响 j的 误 差 小 于 3%是 允 许 的 。考 虑 我 国 地 区 电 价 差 别 较 大 , 电 价 P对 j的 影 响 偏 差 宽 度 不 等 ， 低 电 价 影 响 j的 宽 度

35、比高 电 价 大 ， 可 以 控 制 j之 间 的 差 值 1015%来 确 定 P值 , 附 录 5列 出 的 经 济 电 流 密 度 Tmax-j曲 线 是 以 电 价 整 数 P=0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.7、 1.0元 /kWh范 围 ， 在 两 电 价 数 值 间 的 实 际电 价 可 在 曲 线 间 按插 入 法 就 近 取 值 ， 由 于 高 电 价 中 的 误 差 所 影 响 最 终 经 济 截 面 的 选 择 很 小 ，可 不 于 计 较 。 必 要 时 (例 如 电 价 超 出 所 列 范 围 很 大 )仍 可 按 计 算 公 式 修 改 线 损 辅 助

36、量 F值 来 补7充 新 电 价 条 件 下 的 j值 。5 电 力 电 缆 截 面 经 济 最 佳 化 计 算 方 法 举 例以 上 电 力 电 缆 截 面 经 济 最 佳 化 的 三 种 计 算 方 法 ， 简 单 易 行 ， 只 要 代 入 相 关 参 数 (大 多 已汇 集 在 附 录 中 )就 可 取 得 所 需 结 果 。 举 例 如 下 ：5.1 题 1: 计 算 VV-1型 350 mm2电 缆 导 体 的 经 济 电 流 高 低 限 值 范 围 。假 设 条 件 :Tmax=5000h， 电 度 电 价 P=0.5元 /kWh,L= 1km,电 缆 为 明 设 。已 知 ：

37、由 附 录 1查 得 VV-1型 电 缆 数 据 ： 335mm2， 350mm2， 370mm2初 始 投 资 CI每 公 里分 别 为 55418元 ,74993元 ,101093元 , 导 体 交 流 电 阻 R由 附 录 6查 得 每 公 里 分 别 为 0.566 , 0.397 , 0.284 。 由 附 录 8查 得 线 损 辅 助 量 系 数 F=65.60元 /W。解 ： (1) 350mm2电 缆 导 体 的 经 济 电 流 高 低 限 值 范 围 由 上 列 参 数 代 入 公 式 (8)， (9)计 算 ：Imax(低 限 值 )=(74993-55418)/(65.6

38、1(0.566-0.397)0.5=42.0AImax(高 限 值 )=(101093-74993)/(65.61(0.397-0.284)0.5=59.3A50mm2截 面 的 经 济 电 流 低 限 是 35mm2截 面 经 济 电 流 的 高 限 , 50mm2截面 的 经 济 电 流 高 限 是 70mm2截 面 经 济 电 流 的 低 限 。(2)同 上 ， 用 (10)， (11)公 式 计 算 ， 由 附 录 2、 3查 VV-1型 电 缆 为 I-A类 别 ， 其 A=1.305元 /m.mm2,计 算 结 果 与 (1)相 同 。Imax(低 限 值 )=1.305 (503

39、5) / (65.60.0199)0.5= 41.8 AImax(高 限 值 )=1.305 (5070) / (65.60.0199)0.5=59.1 A(3)查 附 录 4的 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 数 据 表 ， 可 直 接 得 到 Imax范 围 为 4259A与 (1)或(2)相 同 数 值 。5.2 题 2: 计 算 一 路 VV-1型 电 缆 负 载 电 流 Imax=100A的 经 济 截 面 ， 电 缆 长 度 为 1km(假 设 不计 较 电 压 损 失 )。 假 设 条 件 :Tmax=5000h， 电 度 电 价 =0.5元 /kWh。 解 : 由 附

40、录 2、 3查 VV-1型 电 缆 属 I-A造 价 类 别 ， 其 平 均 A值 =1.305 (元 /m.mm2)， 附 录8查 F=65.6(元 /W)。 将 相 关 数 据 代 入 公 式 (14)， 电 缆 经 济 截 面 为 ： Sec= 100265.60.0199 / 1.3050.5 =100.0mm2因 为 由 计 算 公 式 得 出 的 截 面 数 不 可 能 正 好 等 于 一 个 标 准 截 面 , 一 般 宜 选 用 小 于 计 算 值 的标 准 截 面 95 mm2。 如 需 要 精 确 计 算 ， 也 可 由 公 式 (7)计 算 总 费 用 大 小 来 确 定

41、 。 此 时 还 需 查 电缆 的 单 位 长 度 造 价 (附 录 1)和 截 面 的 交 流 电 阻 （ 附 录 6） 。CT95=133718+10020.20965.6=270822元CT120=166343+10020.16665.6=275239元比 较 总 费 用 的 计 算 结 果 ， 最 经 济 的 截 面 应 是 95 mm2。5.3 题 3: 题 同 5.2例 ,用 经 济 电 流 密 度 选 择 电 缆 截 面 。解 : 由 经 济 电 流 密 度 数 据 表 或 曲 线 (附 录 5)查 ： 当 Tmax=5000h, 电缆 为 I-A类 别 ， A=1.305元 /

42、m.mm2, 得 j=1.0A/mm2, 对 于 Imax=100A, 经 济 截 面 S=100/1.0=100 mm2, 同 样 仍 按 5.2题 选 小 的 原 则 ， 选 用 95 mm2。5.4 题 4:如 何 修 改 经 济 电 流 密 度 。 当 要 求 电 价 P=0.85元 /kWh, Tmax=6500h, 采 用 的 电 缆 为YJV-10kV, 求 经 济 电 流 密 度 。解 : (1)查 附 录 9， 设 cos =0.9， 当 Tmax=6500h,得 =5100h，(2)代 入 公 式 (6)： F=NpNc( P+D)Q / (1+ i %)/1000，(元

43、/W),假 设 公 式 （ 6） 的 其 他 条 件 不 变 ， 即 Np=3, Nc=1, D=252元 /kW,现 值 系 数 Q / (1+ i %)=11.2,(3)新 的 F=3(51000.85+252)11.2/1000 =154.1元 /W,(4)查 附 录 2、 3， YJV-10kV属 电 缆 造 价 II-A类 别 ， 其 平 均 A值 =1.598 元 /m.mm2,8(5)修 改 新 的 经 济 电 流 密 度 , 代 入 F与 A于 公 式 (15)， 当 Tmax=6500h, j= A / F0.01990.5=1.598 / 154.10.01990.5=0.

44、722A/mm26. 总 结 经 济 截 面 最 佳 化 的 计 算 方 法综 上 所 述 ， 电 力 电 缆 经 济 电 流 范 围 、 经 济 截 面 和 经 济 电 流 密 度 的 计 算 公 式 是 很 简 捷 的 ，从 这 些 计 算 公 式 可 见 ， 只 要 输 入 以 下 必 要 的 参 数 进 行 计 算 就 可 获 得 所 需 数 据 ：(1)不 同 型 号 电 缆 的 平 均 A值 (由 附 录 3先 查 出 电 缆 造 价 类 别 ， 由 附 录 2即 得 平 均 A值 )。例 如 VV-1-(3S)型 电 缆 的 造 价 类 别 为 I-A， 其 平 均 A值 等 于

45、 1.305元 /m.mm2。(2)电 缆 线 损 辅 助 量 F， 是 计 算 过 程 的 中 间 值 ， 由 不 同 的 年 运 行 最 大 负 载 利 用 小 时Tmax(计 算 过 程 用 负 载 损 耗 小 时 )和 不 同 的 电 费 价 格 P计 算 确 定 。 在 计 算 经 济 电 流 范 围 和 截 面 的 公 式 都 用 着 它 ， 为 计 算 操 作 方 便 ， 附 录 8列 出 了 损耗 费 用 辅 助 量 F Tmax P关 系 的 统 计 值 。(3)当 单 独 计 算 线 路 损 耗 费 用 或 总 拥 有 费 用 时 ， 需 要 输 入 实 际 使 用 的 最 大 负 载 电 流 Imax和 电 缆 导 体 交 流 电 阻 (附 录 6)以 及 电 缆 线 损 辅 助 量 F值 。六 .电 力 电 缆 经 济 截 面 最 佳 化 数 据 查 找 的 使 用 方 法应 用 IEC的 计 算 方 法 所 取 得 电 力 电 缆 截 面 经 济 最 佳 化 的 计 算 数 据 ， 为 便 于 在 实 际 工 作中 查 找 使 用 ， 大 多 已 汇 集 在