大型发电工程中单芯电缆与三芯电缆技术经济性比较-2019年文档

1、大型发电工程中单芯电缆与三芯电缆技术经济性比较0 前言电力电缆作为电气设备之间连接的关键导体，对火力发电厂的安全运行极为重要。近年来， 由于铜价目前已达5 万元人民币/ 吨。而铜是电缆的主要原材料，造成电缆价格成倍增加。电缆造价在大型发电工程中占的比重很大，以亿论及，引起投资方的高度重视。因此，对于大型枢纽电站，由于厂用负荷庞大，电力电缆的长度也很长，电力电缆的合理设计选型对安全运行、降低造价起到关键的作用。目前在我国的绝大部分大型电站里，除少数大电流中压电力电缆采用单芯外，其他的中、低压电力电缆基本为三芯。本文对电力电缆的选型进行了深入研究，通过对三芯、单芯电力电缆的详细的技术经济比较，针对

2、火力发电厂具体情况，推荐中压、低压系统的大截面电力电缆采用单芯电缆，以增加电缆载流量，减小电缆截面，以达到既提高电缆运行的可靠性，又要有效降低工程造价的目的。1 电缆设计规程规范的要求首先，让我们看一下电缆规程规范对单、三芯选型的规定。（ 1）根据电力工程电缆设计规范GB 50217-2007 的第3.2.3条：335kV三相供电回路的电缆芯数的选择，应符合下列规定： 1. 工作电流较大的回路或电缆敷设于水下时，每回可选用 3 根单芯电缆。2. 除上述情况外，应选用三芯电缆；三芯电缆可选用普通统包型，也可选用3 根单芯电缆交合构造型。（ 2） 发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程SDJ26-8

3、9的第2.1.12条规定，”下列情况可采用单芯式：同一回路多根电缆的终端头，配置于柜（盘）内较拥挤时；在较长线路能免除设置中间接头盒时；制造的最大截面三芯电缆，不能满足回路要求的载流量能力时。根据电缆厂家提供的价格数据，导体占电缆成本的60%左右。而现在由于铜价的快速上涨，电力电缆的成本已基本由导体决定， 绝缘材料和其他成本占总成本的比例越来越小，根据几家国内著名电缆厂商的报价，单芯、 三芯电缆的价格与前些年相比变化很大，同截面的三芯电缆和单芯电缆价格基本一致。这样，单芯电缆不但在技术上占有优势，而且经济性也发生逆转，优于三芯电缆（小截面替换）。2 电力电缆单芯、三芯的技术分析2.1 单芯电缆

4、的主要优点和三芯电缆相比较，在技术上，单芯电缆主要有以下优点：（ 1）对长线路情况，主要是指距离超过三芯电缆制造长度时，可减免电缆接头，利于提高线路工作可靠性；（2）大电流回路采用单芯电缆，较三芯电缆可改善柜、盘内密集的终端连接部位电气安全间距；同时由于单芯电缆截面小，弯曲半径也小，便于安装施工。（3）制造的最大截面三芯电缆，不能满足回路要求的载流量能力时；（4）在相同的条件下，单芯电缆的载流量比三芯电缆的大，可降低电缆导体的截面积，进而改善柜、盘内的终端连接部位的密集程度。中压电力电缆单芯（品字型）， 三芯载流量比较表详见表1从表中我们可以看到 “品字型”布置后的单芯中压电缆的载流量仍比同截

5、面的三芯电缆高 2030%对于一个指定的中压电动机回路，采用单芯电缆的导体截面积比三芯电缆要小1 级。注：以上电力电缆均考虑在空气中，工作温度 90C,周围环境温度40。以上电力电缆均考虑为铜导体。以上电力电缆均考虑为 XLPE绝缘。单芯电力电缆考虑“品字型”布置方式。中压电缆单层无间距敷设，敷设系数为0.8 o2.2 采用单芯电缆的注意事项选用单芯电缆虽有以上的诸多优点，但在以下方面应请电厂和施工单位注意。（ 1）采用单芯电力电缆对现场施工的要求高；（ 2）采用单芯电力电缆，考虑采用铝合金桥架；（ 3）单相回路的电力电缆，不得有未经非磁性处理的金属带、钢丝铠装；（ 4）单芯电力电缆不可能无限

6、制地替换三芯电力电缆；（5）单芯电力电缆须采用分隔磁路的钢管或PVCf。2.3 单芯电缆应用实例 举一个实例来说明单芯电缆的应用。【例1】某电厂循环水泵电动机的数据：额定功率3400kW，额定电压6kV,功率因数取0.85。经计算，循环水泵电动机的额 定电流约为384.9A。如选用三芯电缆，考虑到 0.8 左右的电缆敷设系数，应选用2根3X150mm2其电缆载流量为 464A。查电缆样本，ZRC-YJV-6/10kV 的 3X 150mm2电缆的外径为 58mm如选用单芯电缆，并采用“品字型”敷设方式，考虑到 0.8 左右的电缆敷设系数，应选用 3X （1X 185mm2,其电缆载流 量为46

7、1A,能满足要求，1xi85mm2电缆的外径为31mm 3根 1xi85mm2电缆“品字型”布置日的包络线外径为63mmfc右。可减小电缆通道压力。综上所述，可以得出以下的结论：（1）中压电缆由小截面的单芯电缆替换大截面三芯电缆没有技术上的问题，还具有一定的优势；（2）大截面单芯可由两根小截面单芯替换，以降低施工的难度；（3）三根小截面单芯电缆的包络线外径和一根大截面三芯电缆的外径基本一样，不影响电缆桥架、进而无需额外增加电缆桥架。以上例子是从技术角度来分析单芯电缆，接下来我们从经济的角度出发，分析这种替换在节省电缆投资方面的价值。3 电力电缆单芯、三芯的经济比较3.1 单、三芯电力电缆的价格

8、比较根据电缆厂家的报价（2012 年），我们对最常用的几种单芯、三芯电缆，以相同的载流量为基准，做一下经济比较，详见表 2。注：以上电力电缆均考虑在空气中。以上电力电缆均考虑为铜导体。以上电力电缆均考虑为 XLPE绝缘。单芯电力电缆考虑“品字型”布置方式。由表 4-1 可以得出，在通过相同的电流的情况下，3 根单芯电缆和1根三芯电缆相比，价格要低1019溢右（以三芯电缆的价格为基准）。越是大截面电缆替换，其经济效益越发显著。3.2 经济性比较的实例分析下面，我们回到3.3 章节的工程实例。在实例中，循环水泵电动机如选用三芯电缆，应选用2 根3X120mm2其电缆单价为 281.7元/米，安装单价为13.7元/ 米，合计295.4 元 /米。两根电缆合计590.8 元 /米。如选用单芯电缆，应选用3X （1X185mm2，其单价为136.6 元 / 米， 三相米的电缆价格为409.8 元， 三相米的安装单价为32.5元 /米，合计44