电缆选型手册

目录

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

-4j五、IEC287-3-2/1995标准电力电缆截面经济最佳化计算方法得应

用......4-11

六、电力电缆经济截面最佳化数据查找得使用方法........................

11-12j七、电缆经济截面与发热裁面总费用比较及投资回收年计

算.......................12-15j八、经济截面得校脸条

件................................................16-17,附录1铜芯电力电

缆综合造价统计表...................................18-19

附录2电缆造价类别得平均A值.......................................2

0

附录3电缆型号与电缆造价类别对照表................................2

0j附录4-1铜芯电力包缆经济电流范围（LA类别）.........................

21-23

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范围。1一A类别）...........................

24-26

附录4-3铜芯业力电缆经济电流范围（III-A类别）.........................27

-2%附录4-4铜芯电力也缆经济电流范围（IV-A类

另I）.........................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铜芯电力电缆允许我流量表....................................4

2

附录8损耗费用辅助量F—Tmax—P关系得统计值...................43

附录9最大负载利用小时Tmax与最大负载损耗小时1和cos（I）得关系•••43

附录10不同行业得年最大负载利用小时Tmax,（h）.......................4

4,九、参考资料...........................................................

44

电力电缆经济选型实用手册3

一、概述，，导体得经济电流密度就就是选择导体得必要条件之一。当选择导

体得诸多技术条件（如发热温升、机械强度及也压降要求等）得到控制或改善时，往

往就就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得技术经济意义。过去，在计划经

济得条件下，工程设计往往偏重技术、轻视经济;重视初投资,忽视长期运行得经济

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得

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

整体得、长远得合理性，倡导基建优化设计0而导体得经济电流密度正就就是这种

优化设计得内容之一。传统得设计方法按截流量选择导味截面时只计算初始投资,

导体得截面选择过小，将增加电能得损耗;选择得过大，则增加初始投资。研究和确定

导体电流密度得目得，就就就是在已知负荷得情况下，选择最佳得导体截面;或就就

是在已选定导体截面得情况下，确定经济得负荷范围，以寻求投资得最优方案，取得

靛理想得经济效益。

本实用手册应用IEC287-3-2/1995《电力电缆尺寸得经济最佳化》标准和

方法,采用我国常用得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

截而得经济也流范围、经济板面和电缆经济电流密度所需资料，可供电气设计人员

和运行人员选择也缆导体经济截面参考。

J二、范围

，1、本实用手册适用于电压为6/6kV,8、7/10kV及0、6/l、0kV中低

压等级铜芯业力也缆得经济选择。也缆类型为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套也

力电缆（VV型），铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙爆护姿电力电缆（W22型），以及

交联铜芯聚氟乙烯绝缘聚氯乙炸护套电力电缆（YJV型），交联铜芯聚氯乙烯绝缘

钢带铠装聚氯乙炸护套电力电缆（YJV22型）。，电缆芯数包括:根据产品目录有等

截面得三芯、四芯及五芯俳等截面得四芯及五芯。j2、按照IEC287-3-2/

1995国际标准,导体裁面经济选择只计及发热损耗，不考虑电压有关得损耗，也不

包括诸如维修等因素。

三、参考标准及参数取值依据

j国际电工委员会标准IEC287-3—2/1995《电力电宽截面得经济最佳化》。

国家标准GB/T16895s15-2002等效于IEC60364-5-523:1999

《建筑物电气装置电气设备得选择和安装布线系统我流量》以及GB50217-94

《电力工程也缆设计规范》。

金融贴现率,包价年增长率等按照近年来国家业力公司经济研究中心提供得数据。

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

缆价格及中低压包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年得专题报告《导体得经济也流密度》资料,，j四、符号说明s

本手册使用得符号及其量值说明如下：

A与导体截面有关得单位长度成本得可变部分

（造价费用斜率）元/m、mm2,B邻近效应、集肤效应得综合系数一

,C号敷设条件等有关得单位长度成本得不变部分元/mjCT电缆系

统总成本（总费用）元

Imax最大负载也流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得现值元，N电缆使用得经济寿命期

年

Np每回路相导体数目-7Nc传输同型号电缆和负载值得回路数目

-JP电价，电度也费元/kW'h

D每年最大需量电费元/kW•年

F由公式⑹定义得辅助量（线损辅助量）元/W,Q由公式（4）定义得辅助量

-Jr由公式⑸定义得辅助量--

almax得年增长率％

b电价P得年增长率，不计及通货膨胀%

i计算现值用贴现率%JCI拟确定某段长度得标准截面规格得初始

费用元,CU最接近某段长度较小标准截面规格得初始费用元

CI2最接近某段长度较大标准截面规格得初始费用元

R拟确定电缆截面规格得单位长度交流电阻Q/km

R1最接近较小标准截面规格得单位长度交流电阻Q/km

R2最接近较大标准截面规格得单位长度交流也阻Q/km

Tmax最大负我利用小时：T最大负我损耗小时h’S电缆导体截面

mm2

Sec也缆导体得经济截面mm2

Q20导体2OP下得电阻率Q、m

a20导体20℃下得电咀温度系数1/℃

0m导体平均运行温度℃

K温度及B系数得综合系数7T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得应用3,1、

电缆将总费用。总拥有费用法。（）C,TotalOwningCOst）就就是全面评价电气装

置能效费用得方法，包含:初始投资（采购及安装费用）及其寿命期运行费用得两个部

分°其表达式如下:,总费用CT=CI+CJ-————----―——

-————式中：CI所安装得电缆造价（初始投资），包括电

缆购置费及敷设安装费用,（元”CJ等效于电缆购买时得线路损耗费用，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

包括包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

价系数计及电缆得运输，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得投资费用斜率A来表示，又叫做投资

费用得可变部分A值。各和类型电缆得A值因价格不同而异,为求得各类型也缆截

面与投资得线性关系,其斜率A（以下简称A值）按下式计算：

A=（截面S2电缆得初始投资一极面S1也缆得初始投资）/（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得系列截面斜率Ao本手册共

统计28种型号电缆得A值，将其之间误差小于10%得A合并为同一类平均A值,

平均A值由小到大分成五组以【一A,【【-A,III-AJV-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。

五个组得平均A值代表型号数量不等得电缆单位造价，她们之间得偏差为18~1

25%o为了使也缆导体截面范围建立较好得线性关系,以平均A值对相应型号包缆

得初始造价做线性调整。关用平均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%很小得误差。lj、2电缆在N寿命年期间发热损耗现

值QJ

这就就是计算电缆造价以外得运行费用，她与负载大小、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。J（1）电缆在N经济寿命年运行得

电能损耗费,折算到电缆购买日得现值：，CJ=(I2maxXRXLXNpxNc/1000)

X(TXP+D)X[Q/(1+i/I0())],(元)—------------------

————-------------—......--——(3)j式中：Q为计及N年负载增长、电

价增长和贴现率得系数，

Q=(1-rN)/(1-r)—-—-―—-----—------―—---

--——--(4)

其中r=[(l+a/100)2X(1+b/100)]/(1+i/100)一一一....——--------

一-⑸1(2)为方便于以后对不同截面损耗费用得一系列计算，将(3)式中除

导体电流和电阻以外得所有参数以线损辅助量F来表示。J令F=NpXNcX(t

XP+D)X[Q/(1+i%)]/1000,(元/W)一—一一——(6)jF总括了回路相

数Np和Nc、包价P、D、最大负载损耗小时7和现值系数[Q/(1+i%)]。j此

处采用我国常用得最大负我损耗小时⑴法来计算线损。因此最大负载损耗小时7需

由已知得年最大负载利用小时Tmax和功率因数cos中关系表中查出,见附录9。功

率因数cos中对经济业流范围和经济截面得计算结果影响艰小,本手册采用该关系表

得中间值8sq=0、9,在Tmax=l000h至S500h范围取下二值作为计年用数。按

公式(6)便可算得Tmax/t范围内得线损辅助量F(见附录8),她在经济电流范围和

经

济电流密度计算过程就就是经常使用得中间量值。在绘制经济电流密度j曲线中

习惯用Tmax而不用c来表示。不同行业得Tmax可从现成统计资,料查出(见附

录10)。公式(6)得线损辅助量F算式中现值系数[Q/J+1狗]得参数：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得数据，即a=0,b=2%,i=1

0%,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>2o这样，总费用得计算式简化为CT=CI4-I2maxXRX

F，(元)-—------—-—(7)，

2、系列标准截面中每一导体经济电流范围得算法1原理:电缆系列截面得经济电

流范围就就是在总费用相等和敷设条件相同得条件下取得。

计算公式可以有两种表达方式:一种就就是按总费用计异式通过输入电缆初始投

资和电缆线路电阻等参数来计算电流范围(IEC表达方式)，另一种就就是通过输入

单位造价平均A值，电缆截面S和导体电阻率等参数替代第一种公式原形计算。

2、1第一种计算得表达式:每一线芯截面都有一个经济电流范围，按电缆相邻

线芯截面总费用相等为条件，其低限值和高限值分别由下列公式给出：

Imax(低限值)=[(CI-CI1)/(FXLX(R1-R))]0>5-----一—----

-------(8)jImax(高限值)=[(CI2

-CI)/(FXLX(R-R2))]0■»5——...-----——一一(9)j式中：

CI拟确定某段长度电缆截面规格得初始费用,(元)

R拟确定也缆截面规格得单位长度交流电阻,(Q/km)

CI1最接近某段长度较小标准截面规格得初始费用,(元)JR1就接近较

小标准截面规格得单位长度交流电阻,(C/km”CI2最接近某段长度较大标准截

面规格得初始费用,(元)

R2最接近较大标准截面规格得单位长度交流电阻,(Q/<m)

L确定电缆截而规格某段长度,(km)

2.2第二种表达式:为便于对每一线芯截面经济电流范围得计笄，原理不变，将也

缆造价平均A值替代CI以及电阻率除以截面替代电阻R来表达因交流电阻R

=Q20XBX[1+a20(0m-20)]X106/S,(C/m)

令K=B[1+a20(0m-20)]，于就就是交流电阻R=Q20XI<X106/

S,(Q/m)j式中：

Q20为铜导体直流电阻率,Q20=18、35X10-9,(C、m)

B为综合邻近效应、集肤效应得系数，取W型和YJV型电缆得B平均值二1、

(X)6o

a20为铜线20℃得电阻温度系数等于0、00393,(/℃)

0m为导体温度，在经济电流运行时导体温度可降低,0m=4Oto(IEC推荐)

代入相关参数，取得K=l、085o将A、S和Q20替换(8)(9)式中得CI与R。公式经

整理后，可得经济电流范围高低限值得另一表达式：1Imax(低限值尸[A(S1XS)/

FX0、0199]0、5--———————...(10)

jImax(高限值)=[A(S2XS)/FX0、0199]0、5———---------—

—(11)3

3、给定负载电流下经济截面得算法，原理:计算以给定负载也流下电缆总费用为

最小时得截面，公式演算如下。J也缆总费用按公式⑺可写成以导体截面S为函数

得表达式：

CT(S)=CI(S)+I2maxXR(S)XLXF,(元)--一一一一一......--(12)

3、1CI(S)以上述不同电缆类型初始投资推导为线性模型得A值表示：

CI(S)=L(AXS+C)j式中:A---成本得可变部分(元/m、mm2),各

型电缆可取平均A值；S-—导体极面(mm2);jC…成本得不变部

分(元/m);jL--电缆长度(m)。3,、2交流电阻以导体截面S得函数

式表示:

R(S)=Q20XBX[i4-a20(6m-20)]X106/S,(C/m)3j、3总费用为最

小时得经济截面Sec可通过以总费用公式Q2)对截面jS求导，并令其为零取得:

Sec={I2maxXFXR20XBX[1+a20(0m-20)]义1()6/A}0、5,

(mm2)--------------------—―—---------------——---------------------——————

-(13)

式中Q20、a20、Hm、B和K得取值与上节相同，代入公式(13)整理后可得经

济截面：

Sec=[I2maxXFX0、0199/A]0、5,(mm2)--........--------------—---

---------(14)

J4、电缆导体经济电流密度得算法

电力电缆经济电流密度得计算方法很多，例如年费用最小法，计算费用法，返本期法

和财务表报法等，但因出发点不同，各个国家得各部门都采用不同得计算方法。以上

IEC287-3-2标准得两和计算方法实际上已表述了电缆经济电流密度得内容，因

为经济电流密度就就就是流过经济极面中电流得密度。

4、1经济电流密度得算式:产Imax/Sec(A/mm2)j将公式(13)得Sec代入上

式，得：j=Imax/{I2maxXFXe20XBX[1+a2O(0m-2O)]X106/A)0.5

，或公式(14)得Sec代入上式,得：尸{A/[FXO、0199]}0、5(A/

mm2)----(15)

为求电缆得经济电流密度，只需代入电缆造价平均A值与Tmax小时下得F值

(设定不同得电价P条件)，便可求得Tmax与j得关系数据和曲线。本手册收集2

8种常用得中低生电力电绽造价(附录1)合并为5种类别得平均A数值(见附录2)。

由公式(15)计算不同电价(设P=0、27、0元/kWh)5种类别28种常用得中低

压电缆得经济电流密度数据及曲线

（见附录5）。

4、2各参数对经济电流密度j得影响,由经济电流密度j得算式（15）可见，经济

电流密度j与A值开方成正比八得增加表明电缆投资增加j便应该增大，即要求采

用较小截面j就就是经济得（为要求投资回收年不因此而增长）。j与F值开方成反

比,F就就是Tmax和P得中间辅助量值,F增大相当于运行时间加长或电价增加j

应该减小,j减小就就就是要使截面加大使损耗费用减小才经济。J不可能对

存一种型号也缆都分别给出她们得经济电流密度，只能按不同类型电缆A得大小分

组合成得平均A值来设置，虽存在一定误差，在Tmax不变得情况下平均A值开方得

差值控制j之间得差值范围，而平均A值与其组内各型电缆本身A值得误差范围

从0、5〜8%不等，影响j得误差小于3%就就是允许得。

考虑我国地区包价差别较大，也价P对j得影响偏差宽度不等，低也价影响j得宽

度比高电价大，可以控制j之间得差值10〜15%来确定P值，附录5列出得经济电

流密度Tmax-j曲线就就是以电价整数P=0、2、0、3、0、4、0、5、0、7、1、0

元/kWh范围,在两电价数值间得实际也价可在曲线间按

插入法就近取值，由于高电价中得误差所影响最终经济枝面得选择很小,J可不于

计较。必要时（例如电价超出所列范围很大）仍可按计算公式修改线损辅助量F值来

补充新包价条件下得j值。

5、电力电缆截面经济最佳化计算方法举例J以上电力电缆截面经济最佳化得三种

计算方法，简单易行，只要代入相关参数（大多已汇集在附录中）就可取得所需结果。

举例如下:51、1题1:计算W-1型3X50mm2电缆导体得经济电流高低限

值范围。

假设条件:Tmax=5000h,电度电价P=0、5元/kWh,L=1km冲缆为明设。,已

知:由附录1查得W—1型也缆数据:3X35mm2,3X5(Hm2,3><7()mm2初始投资

CI每公里分别为55418元,74993元,101093元，导体交流电阻R由附录6查得

琼公里分别为0、566Q,0、397Q,0>284Qn由附录8查得线损辅助量系数

F=65、60元/W。

解:(1)3X50mm2电缆导体得经济电流高低限值范围由上列参数代入公式

(8),(9)计算:JImax(低限值)=[(74993-55418)/(65、6X1X(0>566-0>

397))]0>5=42、0A

Imax(高限值)=[(101093-74993)/(65、6X1X(0、397-0、284))]0、5=59、

3A

50mm2截面得经济电流低限就就是35mm2截面经济区流得高限，50mm2截

面得经济电流高限就就是70mm2截面经济电流得低限。

(2)同上，用(10),(11)公式计算,由附录2、3查VV-1型电缆为I-A类另山其A=l、3

05元/m、mm2,计算结果与⑴相同。

101&n低限值)二口、3。5乂(50X35)/(65.6X0^G199)]0,5=41.8Aj

Imax(高限值)=[1、305X(50X70)/(65、6X0、0199)[0、5=59、1A

J(3)查附录4得业力电缆经济业流范围数据表，可直接得到Imax范围为42〜

59A与(1)或(2)相同数值。

5、2题2:计算一路W-1型电缆负载电流Imax=1C0A得经济横面，电缆长度

为1km(假设不计较也压损失)。假设条件:TmaxfUOUh,电度电价=。、3元/kWh。

解：由附录2、3查W-1型电缆属I-A造价类别,其平均A值=1、305(元/m、

011112),附录8查1^65、6(元/W)。将相关数据代入公式(14),电缆经济横面为:

Sec=[1002X65、6X0、0199/1、305]0>5=100、0mm2,因为由计

算公式得出得截面数不可能正好等于一个标准截面，一般宜选用小于计算值得标

准裁面95mm2。如需要精确计算，也可由公式⑺计算总费用大小来确定。此时

还需查电缆得单位长度造价(附录1)和截面得交流电阻(附录6)。

CT95=133718+1002X0、209X65、6=270822元

CT120=166343+1002XOx166X65、6=275239元

比较总费用得计算结果，最经济得截面应就就是95mm2。

5、3题3:题同5、2例，用经济也流密度选择业缆截面。

解：由经济电流密度数据表或曲线(附录5)查:当Tmax=5000h,也j缆为I—A类

别,A=l、305元/m、mm2,得尸1、0A/mm2,对于Imax=100A,经济截面

S=100/10=100mm2,同样仍按5、2题选小得原则，选用95mm2。

5、4题4:如何修改经济电流密度。当要求电价P=0、85元/kWh,Tmax=65

00h,采用得也缆为YJV・10kV,求经济电流密度。j解：⑴查附录9,设cos(J)

二0、9,当Tmax=6500h,得钎5100h,

(2)代入公式(6)：F=NpXNcX9XP+D)X[Q/(1+i%)]/1000,

(元/W),假设公式(6)得其她条件不变，即Np=3,Nc=1,D=252元/kW,现值系数

[Q/(1+i%)]=1K2,

(3)新得F=3X(5100X0、85+252)X11、2/1000=154>1元/VC,

⑷查附录2、3,*V-10kV属也缆造价n-A类别,其平均A值=1、598元/m、

mm2,)⑸修改新得经济电流密度，代入F与A于公式(15),当Tmax=650Oh,

j={A/[FX0、0199：}()、5={1、598/[154、1X()、0199]}0、5=0、722A

/mm2

6、总结经济截面最佳化得计算方法，综上所述，电力电缆经济电流范围、经济能

面和经济电流密度得计算公式就就是很简捷得,从这些计算公式可见，只要输入以

下必要得参数进行计算就可获得所需数据：

(1)不同型号电缆得平均A值(由附录3先查出电缆造价类别，由附录2即得平均A

值)。例如VV-1-(3XS)型电缆得造价类别为I-A,其平均A值等于1、3()5元/巾、

mm2。j⑵电缆线损辅助量F,就就是计算过程得中间值,由不同得年运行最大

负载利用小时Tmax(计算过程用负载损耗小时0和不同得电费价格P

计算确定。在计算经济也流范围和截面得公式都用着她，为计算操作方便，附录8列

出了损耗费用辅助量F—Tmax—P关系得统计值。j(3)当单独计算线路损耗费用

或总拥有费用时,需要输入实际使用得最大负载电流Imax和电缆导体交流电阻(附

录6)以及也缆线损辅助量F值。

J六、电力电缆经济截面聂佳化数据查找得使用方法，

应用IEC得计算方法所取得电力电缆截面经济最佳化得计算数据，为便于在

实际工作中查找使用，大多已汇集在附录之中,其方法与步骤

都比较简单易行。不论求及各种型号电缆和不同运行条件得经济电流范围、负载

电流得经济截面和经济电流密度，只要按步查找附录中存相关参数和自定条件(如

已知电价或最大负载利用小时)即可取得。j

1、已知电缆型号，负载电流Imax和运行小时Tm町求经济截面。j⑴从附录3

类别对照表查出给定电缆型号得造价类别。例如YJV-10型，造价类别为I1-A。

3(2)已知项目电缆所在电网将益大负载利用小时Tmax,和池价P。例

如Tmax=70(X)h,P=0、5元/kWho从附录4中，找到对应电缆造价类别为11

-A得经济电流范围表,找出给定电价P得经济电流范围小表，选定最大负载利用

小时Tmax一列，确认负栽电流在高低限电流范围得一行，其左端对应得截面就就

就是所求得经济截面。例如在附录率2但缆造价类别为II—A得经济电流范围表

中,找到P=0、5元/kWh得小表，查Tmax=7000h一列，找到经济电流范围中Ima

x=150A正包括在145—183A一行,左端对应得截面一列185mm2就就就是她

得经济截面。

2、已知电缆型号和截面，求经济电流范围。，(1)从附录3查出给定电缆型号得造

价类别。例如VV-L(3X7O)型，造价类别为LA。

(2)已知项目电缆所在电网得最大负载利用小时Tmax,和业价P。例如Tmax=700

0h,P=0>4元/kWh。从附录4中，找到对应电缆造价类别为I-A得经济电流

范围表，找出给定电价P得经济电流范围小表，选定最大

负载利用小时Tmax一列，从已知祗面一行便可查到未知得也缆经济也流范围。例

如从已知假面为70mm2得一行，她与已知Tmax=700Oh一列得交点处便就就是

该截面得经济电流范围52-71Ao

3、已知电缆型号，求经济电流密度。

(1)从附录3查出给定电缆型号得造价类别。例如VV-L(5XS),查类别为

IV-AO

(2)已知项目电缆所在电网得靛大负载利用小时Tmax和电价P。例如Tmax=7

000h,P=0.7元/kVCh。

(3)从附录5查业缆造价类别得经济也流密度数据表和曲线。例如类别为IV-

A,按数据表查Tmax=7O(X)h一歹“与P=0、7元/kWh一行得交点便就就是经济

电流密度j=0、89A/mm20若需要按曲线查，在IV-A类别经济电流密度

曲线图，P=0、7得曲线与纵坐标Tmax=7000h水平交点处取得对应得经济电流

密度j为0、89A/mm2o3，七、电缆经济截面与发热截面总费用比较及投资回收

年计算,J以上就就是按IEC总费用靛小得方法来求取经济电流和经济裁面。比

较发热截面与经济截而得TOC总费用，以电缆寿命为30年和年运行小时为三班制

来算,下面得例子可见发热裁面得总费用明显大于经济截面。但就就是如果电缆负

栽电流不大,使用年限不长，年运行小时为一班工作制，两种截面方案得经济效益总

费用就有比较得可能。以下比较两种截面得总费用情况。

J1、给定负载电流下发热截面与经济截面得总费用比较s当已知给定负载也流下

得发热截面与经济截面，比校其中三个班制年运行小时得TOC总费用。应用公式

(1),分别计算两种截面得初始投资和年运行费用现值，相加后可得出总费用。由于

包缆使用年得不同，她

们年运行费用现值及总费用也不相同。IEC标准例中使用年得取值一般

都就就是取经济寿命年N二30年。当人们只需要按几年得使用期，所得结果就就是

否也会比按允许载流量选择得截面经济,需要计算或绘制两者TOC-N曲线比较来

说明问题。

从以上总费用和线损得公式可见,总费用就就是随线损辅助量F式得现值系数

大小变化,又公式(4)(5)中，当r值不变(与年负载增长率a、年电价增长率b以及

贴现率i得系数不变)，因现值系数=[Q/(l+i/100)]式中Q=(l-rN)/(l—r),故现值

系数=[(1-rN)/(l-r)/(l+i/l00)L

于就就是,现值系数将随N=U〜30年变化得数值范围为卜11、2,年数越大现值系

数越大，总费用也跟着大，便可绘制出以下三个班制得TOC-N关系曲线。

举例:一条100米长W-lkV型3芯电力电缆线路，负载电流Imax=80A,

比较三个班制工作得发热截面与经济截面TOC总费用，电价P=0、5元/,kWho

绘制三个班制电缆使用期(N=0〜3()年)TOC总费用年增长曲线。j解:⑴查电缆

允许我流量表(附录7),空气中敷设,发热裁面按允许我流量表选3X25mm2。

⑵经济截面按三个班制得年Tmax小时数假设为3000h,5000h,7000ho

j(3)确定三个班制得经济截面：查VV—1三芯电缆为I-A类别,其平均A=1、

305元/m、mm2,由电缆得经济电流密度曲线，分别得：

一班制Tmax=3000h,尸1、36A/mm2,S=80/1、36=58、8mm2,选3X

50mm2,

两班制Tmax=5000h,j=l、0A/mm2,S=80/1、0=80mm2,选3X70m

m2,

三班制Tmax=7()00h,尸0、79A/mm2,S=80/()、79=101mm2,<3X95mm

2“(4)每个班制得TOC总费用=电缆初始投资+｛现值系数X年线路损耗

费｝,二包缆初始按1资+｛[Q/(1+i/100)]X(I2maxXRXF/l1、2)｝。5。)

确定年线损辅助量F值。F值与Tmax有关,查附录8,对应三个班制Tmax和业价

下得F值分另U为:一班制「=35、35,两班制F=65、60“三班制F=105、93。

因附录8得年线路损耗费算式中得F值系N=30年得数值,当需要计算小于30年得

线损时，需改变F式中得现值系数:如上式中得F需除以11、2以清除30年得现

值系数再乘以N为变量年得现值系数。因现值系数仁心-rN)/(l-r)/(1+i/10

0)],代入i=10%,尸0、927,得到N与现值系数关系，便可绘出N=0〜30逐年得TOC

费用曲线，见图1、2、3,从中求出3U年以了任意年得费用。

⑹从图1、2、3(三个班制)可见,N=0得TOC总费用为电缆安装年得投资费,

两曲线交点就就是两极而总费用相等处，对应年份为经济截面多支付投资得回收

年。

(7)经济截面大于发热截面投资得回收年限计算法a)简单算法，回收年,T二

电缆初始投资差值/年线路损耗费差值，一班制,T=(7499、3—4236、8)/

(802X0、1X(0、881-0、397)X35、35/11、2=3、34年,两班制,T=(1010

9、3-4236、8)/(8()2X0、1X(()、881-0、284)X65、6/11、2=2、62年

三班制,T二(13371、8-4236、8)/(802X0、1X(0、881-0、209)X105、93

/I1>2=2、25年

b)计时间价值得回收年,n=log(1-TX(1—r))/logrj一班制，n=log(l-3%

34(1-0、927))/logO、927=3、68年j两班制,n=log(l-2、62(1-0、927))/

logO、927=2、81年

三班制,n二b虱1-2、25(1-0、927))/log。、927=2、36年

三个班制发热允许截面与经济截面投资、TOC总费用及回收年对比汇总如下：

运行班制截面方案一班制二班制三班制

比较项目发热截面经济截面发热截面经济截面发热截面经济截面

电缆截面mm?3x253x503x253x703x253x95

初始投资(元/百米)4236.87499.34236.8101094236.813372

第一年TOC(元/百米)5854.68228.37239.1110779084.814522

第三年TOC玩/百米)8745.99531.212604128071774916577

第五年TOC阮/百米)112321065117218142942519818345

第30年TOC阮/百米)241731648341233220356397727544

回收年(计时间价值)3.682.812.36

JJ两种截面选择方案得结果:负载下得TOC费用与使用年N得关系曲线分别

见图1、2、3。一班制得包缆采用经济截面，曲缆截面虽大于发热截面2个标准

级，但多出得投资要在稍长用3、7年才可回收。所以如果工厂使用寿命年为4年,

年负荷运行小时又很不长，包缆就可不必按经济裁面来选。二班和三班制得电缆采

用经济截面，截面大于发热截面3和4个标准级，初始投资虽要大些，但年用电时间长,

年损耗费用差值比较大,两年多很快可回收，发热截面与经济截面TOC费用差值

在其曲线交叉点后得随着使用年数增加愈来愈大，故采用经济极面比较合算。

30000

(25000

H

)20000

E—©―-HBJX25

g

R15000--------2*3X50

u喝黑罂，需船瑞瑞眈

o10000

l

5000麻卅卅什什卅杆

01+

51015202530

电量使用年（年）

VV74电域发热敛面与经济像面比较（两城切）

（抬济假而被资网收年2・81郃在两曲线交点处）

43000

(40000

535000

0

30000我焦3*25

正

色25000经1*3x70

w

o20000

o15000

l

10000

5000

0

05101520253035

电缰使阳年（年）

VV-IP电或发焦箧面与经济做面比较（三现切）

（经济做面股资网收年2・36郃住两前城交点处）

(

父l1!1M■l■!■■l!■HI■lllll!S瞿VMH]

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H—o-HBJX25

■■■■nniiBgifiiininiinnniiii-----绐*Jx处

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o1111111W11111111inHI1111111111II

o

l,抑卅》卅卅卅田I

05101520253035

电曜使用年（年）

八、经济截面得校验条件

校险条件得详细计算应参见有关电气设计手册。，

1、短路电流热稳定计算巳缆最小截面

Smin=IZX(t)0、5/C

式中1Z短路电流周期分量有效值,Ajt短路切除时间，s

C热稳定系数，对于铜芯PVC绝缘电缆C=114,铜芯交秩聚乙稀绝缘

电缆C=1372,，、电窕线路电压损失公式:以线路电压损失百分数表示，△

U%=1、732XIXLX(Rcos<P+Xsin<P)/10XUL

式中I负荷计算电流，A

L线路长度，km

UL线路标称电压,kVjR、X三相线路单位长度得电阻和感抗,Q/km(R,X值

见附录6),Cos中功率因数

配电线路正常和非正常得电压降，一般需根据线路所在系统得具体情况，由负载对

也压得不同要求确定，配电发路一般要求就就是AU%不大于6-8%,对于业动机直接

起动得电压损失限值取决于用户按技术条件要求，一般为5%,偶然起动15%o

3、接地故障也流灵敏度校险,按照《低压配业设计规范》不同得接地型式要求

做。如TN系统需计算线跖负载端单相短路电流，以校脸线路电源处安装得断路窕

切断该单相短路电流得灵敏度。,

4、按发热允许业流选择电缆截面时，考虑多根也缆成束敷设时载流量计入降低系

数后得截面。降低系数值另查标准或手册。J

5、校验举例以工厂低压异步电动机配电为例，一台给水泵也动机功率37kW,额

定业流71、4A,起动电流469A,低压馈线断路器整定电流85A,速断动作电流85()

Ao已知年最大负载利用小时Tmax=60(X)h。电源电缆由变电所低压屏直接配

电，采用VV1(3+1)型电缆架空桥架明设，线路长度为1S0米，环境温度30"C,变电

所低压屏母线短路电流有效值为26kA,低压屏母线单相接地（相保）电流23kA。

5、1按允许发热条件选择截面：Ie=71、4A查载流量标准可选截面S=3X16

+1X10mm2o

5、2电动机直接起动也压根失校脸:起动时功率因数按0、3考虑,查附录6交流电

阻和感桅计算电压降:AU%』、732X469X0.15X（1、376X0、3+0、（）82

X0、95）/10X0、38=15、7%o因电压降过大，试选用70mm2,电压降可减

小到AU%=1、732X469X0、15X（0、315X0、3+0、069X0、95）/00X0、

38）=5、13%。可满足要求。

5、3按经济电流密度选截面，查电缆造价1一A类别，经济电流密度曲线Tmax=6

000h,P=。、5元/k«hj=0、88A/mm2,经济极面选择应考虑包机长时间运行得负

载率，例如负荷系数为0、85,则经济截面S=71、4X0、85/0、88=69mm2,可选

电缆3X70+1X35mm2。,5、4当电力电缆与其她电缆多根并列在电缆桥架

封闭式敷设，例如电缆载流量可能达到0、5降低系数,本例已按其她条件（短路

热稳定）选择较大截面，不受降低系数影响。J5、5校验电缆短路热稳定最小截面:

设短N&切断时间t=O、2秒,S=26000X0、200、5/114=102mm2,95mm

2接近102mm2,可采用95mm2。

5、6低压TN