淺析電廠建設(shè)中電纜截面的選擇

摘要：電纜尤其是電纜截面的選擇是電廠建設(shè)中一項(xiàng)非常重要的工作，文章從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫦到y(tǒng)地闡述了在電廠建設(shè)中如何正確選擇電纜，找出了最理想的電纜截面選擇方法，不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性。

關(guān)鍵詞：電廠建設(shè)；電纜截面選擇；經(jīng)濟(jì)性；技術(shù)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0079-02

電廠建設(shè)中的一項(xiàng)重要工作是電纜的選擇，其中主要內(nèi)容是電纜截面的選擇，電纜截面的選擇應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫒胧帧?/p>

1 電力電纜一般性選擇說(shuō)明

電力電纜一般性選擇需要符合《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217相關(guān)要求，下面對(duì)三個(gè)重點(diǎn)加以說(shuō)明：

1.1 電纜絕緣

根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇不同類(lèi)型的電纜絕緣類(lèi)型，在正常電壓、電流及工作條件下，所選擇的絕緣特性應(yīng)大于電纜常規(guī)與其使用壽命。

1.2 電纜護(hù)層

在潮濕或者具有化學(xué)腐蝕的環(huán)境中，電纜的金屬層、加強(qiáng)層或者鎧裝層上應(yīng)該具有聚乙烯護(hù)層，同時(shí)在高溫或者防火有低毒性要求的場(chǎng)所中不宜選擇普通聚氯乙烯絕緣電纜盒聚氯乙烯外護(hù)層。

1.3 電纜附件

電纜終端和電纜接頭的額定電壓以及絕緣水平，應(yīng)該高于所連接電纜的額定電壓以及絕緣水平，同時(shí)要考慮到電纜附件受到周?chē)h(huán)境的影響，選擇耐受力及機(jī)械強(qiáng)度適合的電纜附件。

2 電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性選擇分析法

經(jīng)濟(jì)性選擇分析法主要有償還年限法、等年度費(fèi)用法和現(xiàn)值比較法等，本文電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇采用償還年限法。償還年限法的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)效益，以全部收回長(zhǎng)時(shí)間年度節(jié)省費(fèi)用來(lái)找出相對(duì)理想的選擇方案。例如有方案一和二，方案二所需投資費(fèi)用高于方案一，但是方案二的年度運(yùn)行費(fèi)用卻低于方案一，這時(shí)候需要權(quán)衡考慮投資和成本回收，具體公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分別表示方案一和二的初始投資，Y1和Y2分別表示方案一和二的年運(yùn)行費(fèi)用，N表示償還年限。

償還年限法中最為關(guān)鍵的地方是科學(xué)且合理地確定出標(biāo)準(zhǔn)的償還年限NH，我國(guó)電力設(shè)計(jì)中標(biāo)磚償還年限一般為5～6年。若N=NH，那么兩種方案都是比較合理的；若N>NH，那么傾向于選擇初始投資較低的方案；如果N

2.2 經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面案例

2.2.1 初始資料。為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用表1中的電纜參數(shù)（功率因素均取0.8計(jì)算而來(lái)）。

2.2.2 不同選擇方案比較。

方案1：選擇電聯(lián)截面3×2.5mm2。

方案2：對(duì)比方案1，選擇截面增大一級(jí)，即3×4mm2。

下面針對(duì)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行初始投資以及年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算，幾個(gè)計(jì)算公式如下：

初始投資=電纜單價(jià)×電纜長(zhǎng)度 （2）

年運(yùn)行費(fèi)用=年電能消耗量×電費(fèi)單價(jià) （3）

年電能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——電纜單位長(zhǎng)度電阻（9.16Ω/km）；

L——電纜長(zhǎng)度；

IJS——電纜計(jì)算電流；

T——年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)，這里取3000h。

方案1：初始投資F1=3500元/km×0.1km=350元。

年運(yùn)行費(fèi)用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投資F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用Y2約為30.7元。

因此，利用式1比較方案1和方案2，計(jì)算得N=4.7年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，4.7年少于標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較高的方案2。

以下針對(duì)表1中f1回路類(lèi)似計(jì)算方案3和方案4，如表2所示：

比較方案3和方案2，得N1=6.17年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，6.17年已超標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較低的方案2。

比較方案4和方案3，得N2=18年，同樣應(yīng)選擇初始投資較低的方案3。

綜合以上的計(jì)算結(jié)果，可以看出電纜回路最理想截面經(jīng)濟(jì)性選擇方案應(yīng)該為方案2。

3 電纜截面的技術(shù)性選擇分析

電纜截面除了經(jīng)濟(jì)性選擇之外一般還需要考慮技術(shù)性選擇，因?yàn)榧夹g(shù)性選擇直接關(guān)系到電纜運(yùn)行的穩(wěn)定，通常從以下兩個(gè)技術(shù)層面選擇電纜截面：一是電纜允許載流量，二是電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

3.1 按允許載流量選擇電纜截面

按允許載流量選擇電纜截面的本質(zhì)是按照載流量的熱效應(yīng)來(lái)選擇電纜截面，電纜本身存在阻抗，當(dāng)通過(guò)電流時(shí)自然會(huì)發(fā)熱，熱量不斷地穿越到絕緣層，經(jīng)過(guò)電纜表層向四周散熱。不同電纜都有正常允許的載流量，根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求，電纜的載流量不應(yīng)小于電纜計(jì)算電流。電纜發(fā)熱量為Q=KI2Rt。式中的Q表示發(fā)熱量；K表示常數(shù)；I表示電纜電流有效值；R表示電纜電阻；t表示電流持續(xù)時(shí)間。

3.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)

無(wú)論如何選擇電纜截面，均需經(jīng)過(guò)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般電纜有著規(guī)定的極限溫度，例如交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為260℃，聚氯乙烯絕緣電纜為150℃。

根據(jù)國(guó)家規(guī)范，熱穩(wěn)定計(jì)算電纜最小截面公式為：

式中：表示電纜允許最小截面（mm2）；表示短路電流熱效應(yīng)（kA2·s）；c表示熱穩(wěn)定系數(shù)，一般通過(guò)查閱相關(guān)手冊(cè)的表格得到。

4 電纜截面選擇的節(jié)能優(yōu)化

通過(guò)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇的分析可以看出單獨(dú)使用存在著一定的不足，若只考慮經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面，不僅需要計(jì)算全部預(yù)算，還需要較為精確地考慮電纜在使用期內(nèi)的自身電能損耗情況，兩者結(jié)合完好才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性目的；若只考慮技術(shù)性選擇電纜截面，則忽視了電纜在使用期內(nèi)的電能損耗，而這卻是不應(yīng)忽視的。因此，只有將經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇相結(jié)合，才能保障電纜選擇的科學(xué)合理，從而使得電纜截面的選擇符合節(jié)能優(yōu)化的要求，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的雙重目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電纜截面的選擇應(yīng)該充分結(jié)合利用經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，從而科學(xué)合理地選擇電纜截面，如此選出的電纜截面不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性，保證了電廠電能輸送的安全性。希望本文能為今后電廠建設(shè)中電纜截面的選擇工作提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王愛(ài)梅，張悅，郭曉玲.發(fā)電廠電纜敷設(shè)優(yōu)化方式探討[J].山西電力，2013，（4）.

[2] 鐘國(guó)成.電廠電纜選擇與節(jié)能優(yōu)化分析[J].中國(guó)電業(yè)技術(shù)，2012，（10）.

[3] 吳向明，張倩茅.電力電纜經(jīng)濟(jì)截面選擇方法研究[J].河北電力技術(shù)，2012，（2）.

[4] 武勇.電纜選擇與節(jié)能[J].山西焦煤科技，2009，（6）.

作者簡(jiǎn)介：楊揚(yáng)（1981-），江蘇姜堰人，中國(guó)能建江蘇電建一公司助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

摘要：電纜尤其是電纜截面的選擇是電廠建設(shè)中一項(xiàng)非常重要的工作，文章從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫦到y(tǒng)地闡述了在電廠建設(shè)中如何正確選擇電纜，找出了最理想的電纜截面選擇方法，不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性。

關(guān)鍵詞：電廠建設(shè)；電纜截面選擇；經(jīng)濟(jì)性；技術(shù)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0079-02

電廠建設(shè)中的一項(xiàng)重要工作是電纜的選擇，其中主要內(nèi)容是電纜截面的選擇，電纜截面的選擇應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫒胧帧?/p>

1 電力電纜一般性選擇說(shuō)明

電力電纜一般性選擇需要符合《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217相關(guān)要求，下面對(duì)三個(gè)重點(diǎn)加以說(shuō)明：

1.1 電纜絕緣

根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇不同類(lèi)型的電纜絕緣類(lèi)型，在正常電壓、電流及工作條件下，所選擇的絕緣特性應(yīng)大于電纜常規(guī)與其使用壽命。

1.2 電纜護(hù)層

在潮濕或者具有化學(xué)腐蝕的環(huán)境中，電纜的金屬層、加強(qiáng)層或者鎧裝層上應(yīng)該具有聚乙烯護(hù)層，同時(shí)在高溫或者防火有低毒性要求的場(chǎng)所中不宜選擇普通聚氯乙烯絕緣電纜盒聚氯乙烯外護(hù)層。

1.3 電纜附件

電纜終端和電纜接頭的額定電壓以及絕緣水平，應(yīng)該高于所連接電纜的額定電壓以及絕緣水平，同時(shí)要考慮到電纜附件受到周?chē)h(huán)境的影響，選擇耐受力及機(jī)械強(qiáng)度適合的電纜附件。

2 電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性選擇分析法

經(jīng)濟(jì)性選擇分析法主要有償還年限法、等年度費(fèi)用法和現(xiàn)值比較法等，本文電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇采用償還年限法。償還年限法的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)效益，以全部收回長(zhǎng)時(shí)間年度節(jié)省費(fèi)用來(lái)找出相對(duì)理想的選擇方案。例如有方案一和二，方案二所需投資費(fèi)用高于方案一，但是方案二的年度運(yùn)行費(fèi)用卻低于方案一，這時(shí)候需要權(quán)衡考慮投資和成本回收，具體公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分別表示方案一和二的初始投資，Y1和Y2分別表示方案一和二的年運(yùn)行費(fèi)用，N表示償還年限。

償還年限法中最為關(guān)鍵的地方是科學(xué)且合理地確定出標(biāo)準(zhǔn)的償還年限NH，我國(guó)電力設(shè)計(jì)中標(biāo)磚償還年限一般為5～6年。若N=NH，那么兩種方案都是比較合理的；若N>NH，那么傾向于選擇初始投資較低的方案；如果N

2.2 經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面案例

2.2.1 初始資料。為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用表1中的電纜參數(shù)（功率因素均取0.8計(jì)算而來(lái)）。

2.2.2 不同選擇方案比較。

方案1：選擇電聯(lián)截面3×2.5mm2。

方案2：對(duì)比方案1，選擇截面增大一級(jí)，即3×4mm2。

下面針對(duì)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行初始投資以及年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算，幾個(gè)計(jì)算公式如下：

初始投資=電纜單價(jià)×電纜長(zhǎng)度 （2）

年運(yùn)行費(fèi)用=年電能消耗量×電費(fèi)單價(jià) （3）

年電能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——電纜單位長(zhǎng)度電阻（9.16Ω/km）；

L——電纜長(zhǎng)度；

IJS——電纜計(jì)算電流；

T——年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)，這里取3000h。

方案1：初始投資F1=3500元/km×0.1km=350元。

年運(yùn)行費(fèi)用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投資F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用Y2約為30.7元。

因此，利用式1比較方案1和方案2，計(jì)算得N=4.7年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，4.7年少于標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較高的方案2。

以下針對(duì)表1中f1回路類(lèi)似計(jì)算方案3和方案4，如表2所示：

比較方案3和方案2，得N1=6.17年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，6.17年已超標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較低的方案2。

比較方案4和方案3，得N2=18年，同樣應(yīng)選擇初始投資較低的方案3。

綜合以上的計(jì)算結(jié)果，可以看出電纜回路最理想截面經(jīng)濟(jì)性選擇方案應(yīng)該為方案2。

3 電纜截面的技術(shù)性選擇分析

電纜截面除了經(jīng)濟(jì)性選擇之外一般還需要考慮技術(shù)性選擇，因?yàn)榧夹g(shù)性選擇直接關(guān)系到電纜運(yùn)行的穩(wěn)定，通常從以下兩個(gè)技術(shù)層面選擇電纜截面：一是電纜允許載流量，二是電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

3.1 按允許載流量選擇電纜截面

按允許載流量選擇電纜截面的本質(zhì)是按照載流量的熱效應(yīng)來(lái)選擇電纜截面，電纜本身存在阻抗，當(dāng)通過(guò)電流時(shí)自然會(huì)發(fā)熱，熱量不斷地穿越到絕緣層，經(jīng)過(guò)電纜表層向四周散熱。不同電纜都有正常允許的載流量，根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求，電纜的載流量不應(yīng)小于電纜計(jì)算電流。電纜發(fā)熱量為Q=KI2Rt。式中的Q表示發(fā)熱量；K表示常數(shù)；I表示電纜電流有效值；R表示電纜電阻；t表示電流持續(xù)時(shí)間。

3.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)

無(wú)論如何選擇電纜截面，均需經(jīng)過(guò)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般電纜有著規(guī)定的極限溫度，例如交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為260℃，聚氯乙烯絕緣電纜為150℃。

根據(jù)國(guó)家規(guī)范，熱穩(wěn)定計(jì)算電纜最小截面公式為：

式中：表示電纜允許最小截面（mm2）；表示短路電流熱效應(yīng)（kA2·s）；c表示熱穩(wěn)定系數(shù)，一般通過(guò)查閱相關(guān)手冊(cè)的表格得到。

4 電纜截面選擇的節(jié)能優(yōu)化

通過(guò)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇的分析可以看出單獨(dú)使用存在著一定的不足，若只考慮經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面，不僅需要計(jì)算全部預(yù)算，還需要較為精確地考慮電纜在使用期內(nèi)的自身電能損耗情況，兩者結(jié)合完好才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性目的；若只考慮技術(shù)性選擇電纜截面，則忽視了電纜在使用期內(nèi)的電能損耗，而這卻是不應(yīng)忽視的。因此，只有將經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇相結(jié)合，才能保障電纜選擇的科學(xué)合理，從而使得電纜截面的選擇符合節(jié)能優(yōu)化的要求，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的雙重目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電纜截面的選擇應(yīng)該充分結(jié)合利用經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，從而科學(xué)合理地選擇電纜截面，如此選出的電纜截面不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性，保證了電廠電能輸送的安全性。希望本文能為今后電廠建設(shè)中電纜截面的選擇工作提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王愛(ài)梅，張悅，郭曉玲.發(fā)電廠電纜敷設(shè)優(yōu)化方式探討[J].山西電力，2013，（4）.

[2] 鐘國(guó)成.電廠電纜選擇與節(jié)能優(yōu)化分析[J].中國(guó)電業(yè)技術(shù)，2012，（10）.

[3] 吳向明，張倩茅.電力電纜經(jīng)濟(jì)截面選擇方法研究[J].河北電力技術(shù)，2012，（2）.

[4] 武勇.電纜選擇與節(jié)能[J].山西焦煤科技，2009，（6）.

作者簡(jiǎn)介：楊揚(yáng)（1981-），江蘇姜堰人，中國(guó)能建江蘇電建一公司助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

摘要：電纜尤其是電纜截面的選擇是電廠建設(shè)中一項(xiàng)非常重要的工作，文章從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫦到y(tǒng)地闡述了在電廠建設(shè)中如何正確選擇電纜，找出了最理想的電纜截面選擇方法，不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性。

關(guān)鍵詞：電廠建設(shè)；電纜截面選擇；經(jīng)濟(jì)性；技術(shù)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0079-02

電廠建設(shè)中的一項(xiàng)重要工作是電纜的選擇，其中主要內(nèi)容是電纜截面的選擇，電纜截面的選擇應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性?xún)煞矫嫒胧帧?/p>

1 電力電纜一般性選擇說(shuō)明

電力電纜一般性選擇需要符合《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217相關(guān)要求，下面對(duì)三個(gè)重點(diǎn)加以說(shuō)明：

1.1 電纜絕緣

根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇不同類(lèi)型的電纜絕緣類(lèi)型，在正常電壓、電流及工作條件下，所選擇的絕緣特性應(yīng)大于電纜常規(guī)與其使用壽命。

1.2 電纜護(hù)層

在潮濕或者具有化學(xué)腐蝕的環(huán)境中，電纜的金屬層、加強(qiáng)層或者鎧裝層上應(yīng)該具有聚乙烯護(hù)層，同時(shí)在高溫或者防火有低毒性要求的場(chǎng)所中不宜選擇普通聚氯乙烯絕緣電纜盒聚氯乙烯外護(hù)層。

1.3 電纜附件

電纜終端和電纜接頭的額定電壓以及絕緣水平，應(yīng)該高于所連接電纜的額定電壓以及絕緣水平，同時(shí)要考慮到電纜附件受到周?chē)h(huán)境的影響，選擇耐受力及機(jī)械強(qiáng)度適合的電纜附件。

2 電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性選擇分析法

經(jīng)濟(jì)性選擇分析法主要有償還年限法、等年度費(fèi)用法和現(xiàn)值比較法等，本文電纜截面的經(jīng)濟(jì)性選擇采用償還年限法。償還年限法的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)效益，以全部收回長(zhǎng)時(shí)間年度節(jié)省費(fèi)用來(lái)找出相對(duì)理想的選擇方案。例如有方案一和二，方案二所需投資費(fèi)用高于方案一，但是方案二的年度運(yùn)行費(fèi)用卻低于方案一，這時(shí)候需要權(quán)衡考慮投資和成本回收，具體公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分別表示方案一和二的初始投資，Y1和Y2分別表示方案一和二的年運(yùn)行費(fèi)用，N表示償還年限。

償還年限法中最為關(guān)鍵的地方是科學(xué)且合理地確定出標(biāo)準(zhǔn)的償還年限NH，我國(guó)電力設(shè)計(jì)中標(biāo)磚償還年限一般為5～6年。若N=NH，那么兩種方案都是比較合理的；若N>NH，那么傾向于選擇初始投資較低的方案；如果N

2.2 經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面案例

2.2.1 初始資料。為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用表1中的電纜參數(shù)（功率因素均取0.8計(jì)算而來(lái)）。

2.2.2 不同選擇方案比較。

方案1：選擇電聯(lián)截面3×2.5mm2。

方案2：對(duì)比方案1，選擇截面增大一級(jí)，即3×4mm2。

下面針對(duì)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行初始投資以及年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算，幾個(gè)計(jì)算公式如下：

初始投資=電纜單價(jià)×電纜長(zhǎng)度 （2）

年運(yùn)行費(fèi)用=年電能消耗量×電費(fèi)單價(jià) （3）

年電能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——電纜單位長(zhǎng)度電阻（9.16Ω/km）；

L——電纜長(zhǎng)度；

IJS——電纜計(jì)算電流；

T——年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)，這里取3000h。

方案1：初始投資F1=3500元/km×0.1km=350元。

年運(yùn)行費(fèi)用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投資F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用Y2約為30.7元。

因此，利用式1比較方案1和方案2，計(jì)算得N=4.7年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，4.7年少于標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較高的方案2。

以下針對(duì)表1中f1回路類(lèi)似計(jì)算方案3和方案4，如表2所示：

比較方案3和方案2，得N1=6.17年，標(biāo)準(zhǔn)償還年限為5～6年，6.17年已超標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇初始投資較低的方案2。

比較方案4和方案3，得N2=18年，同樣應(yīng)選擇初始投資較低的方案3。

綜合以上的計(jì)算結(jié)果，可以看出電纜回路最理想截面經(jīng)濟(jì)性選擇方案應(yīng)該為方案2。

3 電纜截面的技術(shù)性選擇分析

電纜截面除了經(jīng)濟(jì)性選擇之外一般還需要考慮技術(shù)性選擇，因?yàn)榧夹g(shù)性選擇直接關(guān)系到電纜運(yùn)行的穩(wěn)定，通常從以下兩個(gè)技術(shù)層面選擇電纜截面：一是電纜允許載流量，二是電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

3.1 按允許載流量選擇電纜截面

按允許載流量選擇電纜截面的本質(zhì)是按照載流量的熱效應(yīng)來(lái)選擇電纜截面，電纜本身存在阻抗，當(dāng)通過(guò)電流時(shí)自然會(huì)發(fā)熱，熱量不斷地穿越到絕緣層，經(jīng)過(guò)電纜表層向四周散熱。不同電纜都有正常允許的載流量，根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求，電纜的載流量不應(yīng)小于電纜計(jì)算電流。電纜發(fā)熱量為Q=KI2Rt。式中的Q表示發(fā)熱量；K表示常數(shù)；I表示電纜電流有效值；R表示電纜電阻；t表示電流持續(xù)時(shí)間。

3.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)

無(wú)論如何選擇電纜截面，均需經(jīng)過(guò)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般電纜有著規(guī)定的極限溫度，例如交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為260℃，聚氯乙烯絕緣電纜為150℃。

根據(jù)國(guó)家規(guī)范，熱穩(wěn)定計(jì)算電纜最小截面公式為：

式中：表示電纜允許最小截面（mm2）；表示短路電流熱效應(yīng)（kA2·s）；c表示熱穩(wěn)定系數(shù)，一般通過(guò)查閱相關(guān)手冊(cè)的表格得到。

4 電纜截面選擇的節(jié)能優(yōu)化

通過(guò)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇的分析可以看出單獨(dú)使用存在著一定的不足，若只考慮經(jīng)濟(jì)性選擇電纜截面，不僅需要計(jì)算全部預(yù)算，還需要較為精確地考慮電纜在使用期內(nèi)的自身電能損耗情況，兩者結(jié)合完好才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性目的；若只考慮技術(shù)性選擇電纜截面，則忽視了電纜在使用期內(nèi)的電能損耗，而這卻是不應(yīng)忽視的。因此，只有將經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性選擇相結(jié)合，才能保障電纜選擇的科學(xué)合理，從而使得電纜截面的選擇符合節(jié)能優(yōu)化的要求，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的雙重目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電纜截面的選擇應(yīng)該充分結(jié)合利用經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，從而科學(xué)合理地選擇電纜截面，如此選出的電纜截面不僅節(jié)約了電廠建設(shè)的成本，符合當(dāng)前節(jié)能經(jīng)濟(jì)的總體理念，還保證了電纜在實(shí)際運(yùn)行中的健康穩(wěn)定，提高了供電可靠性，保證了電廠電能輸送的安全性。希望本文能為今后電廠建設(shè)中電纜截面的選擇工作提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：楊揚(yáng)（1981-），江蘇姜堰人，中國(guó)能建江蘇電建一公司助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。