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電力電纜截面選擇方法

電力電纜截面選擇是一個大家十分關心的問題,因為它是電氣(供配電)設計的主要內容之一。那么,電力電纜截面的選擇有哪些方法呢,這些方法又經過了生命樣的發展歷程呢?

傳統的電纜截面選擇方法是按技術體選擇,可分為4類:

①按允許發熱條件選擇,也就是按允許載流量選擇;

②按允許電壓損失校驗;

③按短路熱穩定校驗;

④按保護靈敏度校驗。

另一種電纜截面選擇方法是按經濟電流選擇,過去由于缺乏基本數據,設計人員難以在這方面著手,長期沒有很好解決。

我國成為WTO成員國之后,電氣設計領域也要與國際接軌,陸續等同、等效采用國際標準來充實或替代原有標準。在電力電纜截面選擇標準方面,近年來有兩大發展,一是低壓電纜的載流量國家標準(GB/T 1689515—2002)問世了。它等同采用了IEC 60364-5-523—1999,從2003年3月1日開始實施,這個標準的問世,填補了我國此領域長期缺乏國家標準的空白。二是推廣應用IEC 287-3-2—1995《電力電纜截面的經濟至佳化》,也就是經濟選型。

1 經濟選型的概念

按經濟電流選擇電力電纜截面的方法是經濟選型。所謂經濟電流是“壽命期內,投資和導體損耗費用之和至小的適用截面所對應的工作電流”。

按載流量選擇線芯截面時,只計算初始投資;按經濟電流選擇線芯截面時,除計算初始投資外,還要考慮經濟壽命期內導體損耗費用,二者之和應小。當減小線芯截面時,初始投資減少,但線路損耗費用增加;反之,增加線芯截面時,線路損耗減少,但初始投資增加。某一截面區間內,二者之和總費用少,就是我們追求的目標——經濟選型。

有幾點需要加以說明:①線芯截面選擇時,技術和經濟是一件事情的兩個方面,相互依存。②經濟截面和經濟電流都是有一定范圍的,因為電纜線芯截面是非連續的。圖1給出了VV-1電纜線芯截面與總費用的關系曲線。圖1中,曲線2代表初始費用,它包括電纜及附件與敷設費用之和。當截面增大時,投資費用隨之增大。曲線3代表損耗費用,當截面增大時,損耗減少,損耗費用隨之減少。曲線1代表總費用,是曲線1、2的疊加。曲線1的低點就是總費用少的一個截面80 mm2。顯然,選擇70~95 mm2它的總費用TOC都非常接近經濟截面80 mm2,因此,經濟截面是一個區間。同樣,經濟電流也有一定范圍。③在經濟截面的范圍內,可選擇較小截面。

2 推廣經濟選型的原因

按經濟選型來確定電纜截面,可以節約電力運行費用和總費用,可以節省能源、改善環境,還可以提高電力運行的可靠性。我國在兩網改造之前,農村電網的線路損耗達20%~30%,城市線損也在10%以上。全國裝機容量已超過3億kW,也就是說,電廠發出的電能有數千萬千瓦白白地消耗在電網中。目前,我國已進入市場經濟的發展時期,工程投資越來越注重整體和長遠的經濟性。因此,經濟選型必須提到議程上來了。

(1) 線芯截面選擇時,技術和經濟是相互依存的兩個方面。電纜截面的經濟選型是選擇方法的重要發展。 

(2) 電纜截面經濟選型的實用方法是非常方便的,很容易掌握。

(3) 按經濟電流選擇電纜截面,通常大于按載流量所選的截面,但總費用支出會很小,而且增加的初期投資一般僅需2~4年即可收回。

(4) 大力推廣“按經濟電流選擇電纜截面”,節約總費用、節省能源,有利于環境保護,有明顯的經濟效益和社會效益,是利國利民的大好事。


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