电缆选型手册.docx

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电缆选型手册

电缆选型手册

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.IEC287-3-2/1995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

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）………………………………33-35

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τ和cosΦ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………………………………………………………………………44

电力电缆经济选型实用手册

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IEC287-3-2/1995《电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IEC287-3-2/1995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IEC287-3-2/1995《电力电缆截面的经济最佳化》。

国家标准GB/T16895.15-2002等效于IEC60364-5-523:

1999《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GB50217-94《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年的专题报告《导体的经济电流密度》资料。

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.mm2

B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/m

CT电缆系统总成本（总费用）元

Imax最大负载电流A

L电缆截面某段长度m

CJ年期间内电缆导体发热损耗费用的现值元

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/kWh

D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/W

Q由公式（4）定义的辅助量--

r由公式（5）定义的辅助量--

aImax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Ω/km

R1最接近较小标准截面规格的单位长度交流电阻Ω/km

R2最接近较大标准截面规格的单位长度交流电阻Ω/km

Tmax最大负载利用小时h

τ最大负载损耗小时h

S电缆导体截面mm2

Sec电缆导体的经济截面mm2

ρ20导体20℃下的电阻率Ω.m

α20导体20℃下的电阻温度系数1/℃

θm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.IEC287-3-2/1995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,TotalOwningCost）是全面评价电气装置能效费用的方法，包含：

初始投资（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-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18~125%。

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、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=（I2max×R×L×Np×Nc/1000）×（τ×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=Np×Nc×（τ×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τ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（τ）法来计算线损。

因此最大负载损耗小时τ需由已知的年最大负载利用小时Tmax和功率因数cosφ关系表中查出，见附录9。

功率因数cosφ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cosφ=0.9，在Tmax=1000h至8500h范围取下τ值作为计算用数。

按公式（6）便可算得Tmax/τ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。

在绘制经济电流密度j曲线中习惯用Tmax而不用τ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,i,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，总费用的计算式简化为：

CT=CI+I2max×R×F，（元）-----------------------------------------------（7）