电力电缆截面的优化选择

简介： 电力线路导线截面选择的原则仅按满足设计运行条件考虑，似不够全面。本文在常规选择导线截面方法的基础上提出，电缆最佳截面应是使初投资和整个电缆经济寿命中的损耗费用之和达到最少的截面。文中介绍的方法适用于各种电力线路。
关键字：电力电缆 导线 截面选择

1　概述
　　 以往在选择配电电缆时，通常都根据敷设条件确定电缆型号，再按发热条件选择电缆截面，最后选出符合其载流量要求，并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。
　　 若考虑经济效益，则电缆最佳截面应是使初投资和整个电缆经济寿命中的损耗费用之和达到最少的截面。从这一点考虑选择电缆截面时，约需在按发热条件选出的截面基础上，再人为地加大4～5级截面，称此截面为最佳截面。
　　 由于加大了电缆截面，提高了载流能力，使电缆的使用寿命得以延长；由于截面增大，线路电阻降低，使线路压降减少，从而大大提高了供电质量，电能损耗降低，使运行费用降低，这样，可保证在整个电缆经济寿命中总费用最低。
　　 下面将用总拥有费用法来论证，电缆最佳截面应是在按常规方法选出的截面基础上，再加大4～5级。
　　 以一陶器烘干器为例，其三相功率为70kW，供电电压为400V，电流为101A，线路长度为100m。
2　按发热条件选择电缆截面
　　 根据敷设要求选用YJLV型，1kV三芯电力电缆，穿管直埋敷设，按发热条件选出的电缆截面S为25mm2，此截面所允许的截流量为125A。
3　按总拥有费用法选择电缆截面
　　 总拥有费用法是国际上通用的，进行各种方案经济效益比较的方法。将所比较方案的现在投资及此方案将来的费用都以现时的价值表示，将方案未来费用乘以现值系数Q即可求得，计算后选取总拥有费用最低。
　　 总拥有费用C＝设备初投资+PV值
?PV值称为现值?PV值＝Q×年电能损耗费
　　 本例设备初投资包括电缆价格加上敷设综合造价。各种截面的电力电缆，长度为100m时的初投资见表1。
　　 表1　各种截面电力电缆的初投资

电缆截面	电缆单价（元/m）	电缆价格（元）	敷设备综合造价（×105元）	初投资C
25	7.75	775	0.16	16775
35	9.17	917	0.16	16917
50	10.64	1064	0.19	20064
70	12.45	1245	0.19	20245
95	14.77	1477	0.19	23047
120	20.2	2020	0.22	24020
150	25.14	2514	0.25	27541

电缆初投资?C＝电缆单价×电缆长度+敷设综合造价。总拥有费用：

功率损耗P＝3Ｉ2r0l×10－3(kW)，此处I＝101Ａ，l＝0.1km。
　　 年电能损耗A＝Pτ(kWh)，此处τ为年最大负荷损耗小时数，取τ＝4500h。
　　 年电能损耗费Cf＝A×电能电价(元)，取东北工业电能电价（0.398元/kWh）。
PV值(现值)＝Q×Cf(元)，Q(现值系数)求法：
Q＝｛1-〔(1+a)/(1+i)〕n｝/(i-a)
　　 式中i——年利率，i＝7%；
a——年通货膨胀率，a＝0；
n——使用年限，n＝20年。代入Q式得
Q＝｛1-〔1/(1+0.07)〕20｝/0.07＝10.59
配电电缆的最佳经济截面S为120mm2，其总拥有费用最低。随着电价的上涨，配电电缆的最佳截面将会变得更大。