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1、电缆截面选择管理论文电缆截面选择管理论文 摘要：文章对配电电缆设计选择载流量截面、投资费用与选择方案等方面均进行了有关经济技术的分析，提出了可行的补偿年限法，在经济方面取得了显著效果。关键词：配电电缆选择投资与偿还节电配电电缆选择时，通常是根据敷设条件确定电缆型号，而后根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。用这种方法选出的截面，技术上是可靠的，工程投资也最低。但是，这种选择结果是否合理呢？我们知道，配电线路存在着电阻，它所消耗浪费的电能是不可忽视的。为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当加大线路截面，而加大截面势必造成工程初投资的提高。本文将利用补偿年限回
2、收方法对这个问题加以讨论，通过定量分析计算即经济技术比较来寻求具有最佳经济效益的选择方案。1.经济技术分析的方法对工程经济效益的分析方法通常有：补偿年限法；年总费用法；财务报表法等。偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在投资和年运行费上的差值，并算出投资高的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省，将多支出的投资收回来，其目的是找出最佳方案。如方案的投资 F1 低于方案的投资 F2，而方案的年运行费 Y1 高于方案的年运行费 Y2.这时应正确权衡投资和年运行费两个方面的因素，即应计算选择投资高的方案偿还年限 N.N如果年值较小：如只二、三年，则显然初投资高的方案经济。若 N 值较大，如十年
3、左右，即偿还年太长，投资长期积压，初投资高的方案就不经济了。因此，偿还年限法的关键在于合理的确定标准偿还年限 NH.我国的电力设计通常取 56 年。在方案比较时，把计算的偿还年限 N 与标准偿还年限 NH 作比较，若 NNH，则认为两个方案均可；若 NNH，则认为投资高的方案优于投资低的方案，若 NNH，则相反。2 利用补偿年限法选择电缆截面本节以 380V 动力配电电缆为例，取下列几种典型情况进行计算。设回路负荷 P1、P2、P3、P4 其线路长度均为100m，计算电充分别为、50A、100A、150A、210A，根据敷设要求，可选用 VLV 或 VV 型电力电缆直接埋地敷设。第一步：查阅相
4、关资料，按常规方法，即按发热条件选择电缆截面，并校验电压损失，其初选结果如表 1 所示。在这里，为了简化计算，取负荷功率因数，实际上一般情况下应好，V 用电设备组的 cos 值都低于所以，实际的电压损失与计算值各有不同，但基本不影响对于截面的选择。上面电缆截面是按发热条件选取的，所选截面均满足电压损失小于 5的要求。这种选择方案自然是技术上可靠，节省有色金属，初投资最低的。但是，因截面小而电阻较大，投入运行后，线路电阻年浪费电能较多，即年运行费用较高。那么，适当地增大截面是否可行，加大几级截面才是最为经济合理的呢？第二步：多种方案比较。首先，对 P1 回路适当增大截面的几种可行方案进行比较：方
5、案 1：按发热条件选截面，即 3；方案 2：按方案 1 再增大一级截面，即 34mm2.分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算，仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言，因截面加大对直埋或沟内敷设，除电缆本身造价外，其它附加费用基本相同，故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细关系不大，这一项费用的差价所占比重较小，同样可以略去不计，于是：方案 1 的初投资 F1电缆单价电缆长度3500 元kmkm350 元。方案 2 的初投资 F2电缆单价电缆长度3800 元kmkm380 元。方案 1 的年折旧费 E1初投资 F1年折旧率350，方案 1 年电能损耗费 D1年电能消耗
6、量电度电价Akwh式中：A3I2lsR0L103kwhR0线路单位长度电阻；L线路长度；Ijs线路计算电流；年最大负荷小时数，根据最大负荷，利用小时数 T 和功率因数查曲线得出，这里取 T3000n 及T2000n，则查出 分别为：T3000n2100nT2000n1600n于是：当 T3000n、2100n 时，方案 1 的年电能损耗费：D1A3210010344 元当 T2000n、1600n 时，方案 1 的年电能损耗费：D1A31600103元方案 1 的年运行费 Y1年折旧费年电能损耗费。T3000n 时 Y144元T2000n 时 Y1元按与上面相同的方法可求得方案 2 的年运行费
7、：T3000n 时 Y2元T2000n 时 Y1元显然，方案 2 投资高于方案 1，但年运行费却低于方案 1，其偿还年限 N 为：当 T3000n 时 N21年当 T2000n 时 N22年可见，偿还年限小于 5 年，说明方案 2 优于方案 1，其方案 2 的多投资额仅在 23 年内，即可通过节省年运行费而收回。也就是说，人为增加一级截面是经济合理的。那么，若是人为增加两级三级，其经济效果如何？则需类似计算比较。现在根据表 2 的结果，将方案 3 与方案 2 比较，方案 3 投资高于方案 2，但年运行费用少，其偿还年限为：当 T3000n 时 N32年当 T2000n 时 N32年综上所述，投
8、资高的方案 3 优于方案 2.为了找出最佳方案，我们可以将方案 4 与方案 3 比较，其偿还年限为：当 T3000n 时 N4320 年当 T2000n 时 N4329 年显然，因偿还年限远超过标准偿还年限 5 年，故投资高的方案是不合理的，即投资方案 3 优于方案 4.通过以上分析计算，最终确定方案 3 是所选截面的最佳方案。对其它 P2P5 线路经过上述计算方法均得出同样结论，即方案 3 为最佳方案。因此，我们认为在选择截面时，按发热条件选出后，再人为加大两级，从经济角度看有明显的效益。即使侧重考虑节省有色金属的观点，人为加大一级也是完全可行的。从技术方面看，增大电缆截面，线路压降减小，从
9、而提高了供电质量，而且截面的增大也为企业或系统的增容改造创造了有利条件。但是，当负荷电流较小时，计算结果表明：没有必要再加大截面，因为负荷电流较小，所产生的线路损耗也较小，增加截面而多投资部分，需要在 5 年以上才能收回，故此时按发热条件选择即可。以上是按 VLV 铝芯电缆为例作出的结论，如换为VV 铜芯电缆其结果：以 P3 回路为例，计算略。从表 3 中可以看出方案 2 为最佳方案，即按发热条件所选截面之后再加大一级。虽然这仅是在一种情况下得出的结果，但具有一定的普遍意义，因为，各级电缆截面的级差与相应的投资额之差均符合趋势。3.结论从以上分析可见，按偿还年限法选择电缆截面，不仅具有突出的节
10、电效果和最佳的经济效益，而且还具有一定规律。按投资年限法选择电缆截面首先，按发热条件选出允许截面，然后再加大两级，当负荷计算电流小于 5A 时就不必加大截面。当然，仍要计算电压损失，在损失超过允许的 5时，可增大一级。一般情况下，由于按偿还年限法选出截面均能满足电压损失的要求，同时也满足短路热稳定的要求，这种方法对裸导线架空敷设也同样有效。线路长短与偿还年限无关前边计算线路均设为 100m，因为实际上，线路长度对经济比较结果没有影响。让我们看看偿还年限的具体公式。N其中：F2F1分别为两方案的投资；Y1Y2分别为两方案年运行费用。将上公式展开：N其中：L线路长度；R10、R20两种电缆单位长度
11、电阻；电缆年折旧费率；d度电价。公式的分母、分子都有线路长度 L，显然可以消掉，因此，偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义，无论电路长短，都可以用该方法选择电缆导线截面。最大负荷利用小时数 T 与选择截面经济效益的关系重新分析其偿还年限的表达式并整理得：N可见，在其它因素相同的条件下，偿还年限与最大负荷损耗小时数 成反比。而 取决于最大负荷利用小时数T 和负荷功率因数， 值随 T 的增大而增大，随功率因数提高而减小。在计算时分别选 T 为 3000n 和 2000n，这是企业一班制估算的，如两班和三班制其 T 值大于 3000n 即负荷利用小时数较大，适当增大导线截面更具明显的经济效益和节电效果。参考文献1.工厂常用电气设备手册2.工厂供电设计，李宗纲等著3.工厂配电设计手册，水电部出版社
