B.0.1 電纜總成本計算式如下:
電纜線路損耗引起的總成本由線路損耗的能源費(fèi)用和提供線路損耗的額外供電容量費(fèi)用兩部分組成。
考慮負(fù)荷增長率a和能源成本增長率b,電纜總成本計算式如下:

式中 CT——電纜總成本(元);
C1——電纜本體及安裝成本(元),由電纜材料費(fèi)用和安裝費(fèi)用兩部分組成;
Imax——第一年導(dǎo)體最大負(fù)荷電流(A);
R——單位長度的視在交流電阻(Ω);
L——電纜長度(m);
F——由計算式(B.0.1-2)定義的輔助量(元/kW);
NP——每回路相線數(shù)目,取3;
Nc——傳輸同樣型號和負(fù)荷值的回路數(shù),取1;
τ——最大負(fù)荷損耗時間(h),即相當(dāng)于負(fù)荷始終保持為最大值,經(jīng)過τ小時后,線路中的電能損耗與實際負(fù)荷在線路中引起的損耗相等。可使用最大負(fù)荷利用時間(T)近似求τ值,T=0.85τ;
P——電價(元/kW·h),對最終用戶取現(xiàn)行電價,對發(fā)電廠企業(yè)取發(fā)電成本,對供電企業(yè)取供電成本;
D——由于線路損耗額外的供電容量的成本(元/kW·年),可取252元/kW·年;
Φ——由計算式(B.0.1-3)定義的輔助量;
i——貼現(xiàn)率(%),可取全國現(xiàn)行的銀行貸款利率;
N——經(jīng)濟(jì)壽命(年),采用電纜的使用壽命,即電纜從投入使用一直到使用壽命結(jié)束整個時間年限;
r——由計算式(B.0.1-4)定義的輔助量;
a——負(fù)荷增長率(%),在選擇導(dǎo)體截面時所使用的負(fù)荷電流是在該導(dǎo)體截面允許的發(fā)熱電流之內(nèi)的,當(dāng)負(fù)荷增長時,有可能會超過該截面允許的發(fā)熱電流。a的波動對經(jīng)濟(jì)電流密度的影響很小,可忽略不計,取0。
b——能源成本增長率(%),取2%。
B.0.2 電纜經(jīng)濟(jì)電流截面計算式如下:
1 每相鄰截面的A1值計算式:

式中 S1總投資——電纜截面為S1的初始費(fèi)用,包括單位長度電纜價格和單位長度敷設(shè)費(fèi)用總和(元/m);
S2總投資——電纜截面為S2的初始費(fèi)用,包括單位長度電纜價格和單位長度敷設(shè)費(fèi)用總和(元/m)。
同一種型號電纜的A值平均值計算式:

式中 n——同一種型號電纜標(biāo)稱截面檔次數(shù),截面范圍可取25~300mm2。
2 電纜經(jīng)濟(jì)電流截面計算式:
1)經(jīng)濟(jì)電流密度計算式:

2)電纜經(jīng)濟(jì)電流截面計算式:
Sj=Imax/J (B.0.2-4)
式中 J——經(jīng)濟(jì)電流密度(A/mm2);
Sj——經(jīng)濟(jì)電纜截面(mm2);
B=(1+Yp+Ys)(1+λ1+λ2),可取平均值1.0014;
ρ20——20℃時電纜導(dǎo)體的電阻率(Ω·mm2/m),銅芯為18.4×10-9、鋁芯為31×10-9,計算時可分別取18.4和31;
α20——20℃時電纜導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)(1/ ℃),銅芯為0.00393、鋁芯為0.00403。
B.0.3 10kV及以下電力電纜按經(jīng)濟(jì)電流截面選擇,宜符合下列要求:
1 按照工程條件、電價、電纜成本、貼現(xiàn)率等計算擬選用的10kV及以下銅芯或鋁芯的聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯絕緣等電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度值。
2 對備用回路的電纜,如備用的電動機(jī)回路等,宜按正常使用運(yùn)行小時數(shù)的一半選擇電纜截面。對一些長期不使用的回路,不宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。
3 當(dāng)電纜經(jīng)濟(jì)電流截面比按熱穩(wěn)定、容許電壓降或持續(xù)載流量要求的截面小時,則應(yīng)按熱穩(wěn)定、容許電壓降或持續(xù)載流量較大要求截面選擇。當(dāng)電纜經(jīng)濟(jì)電流截面介于電纜標(biāo)稱截面檔次之間,可視其接近程度,選擇較接近一檔截面,且宜偏小選取。
條文說明
附錄B 10kV及以下電力電纜經(jīng)濟(jì)電流截面選用方法
系新增附錄。
電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度是選擇電纜的必要條件之一,對于選擇電纜繼而節(jié)省能源、改善環(huán)境、提高電力運(yùn)行可靠性有著重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
導(dǎo)體的截面選擇過小,將增加電能的損耗;選擇過大,則增加初投資。使用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜的目的,就是在已知負(fù)荷的情況下,選擇最經(jīng)濟(jì)的電纜截面。
在經(jīng)濟(jì)電流密度的表達(dá)式中,有以下幾個參數(shù):C1、A、Yp、Ys、P、i、b、a、N、R、Np、Nc、τ。參數(shù)中除i為國家規(guī)定的貸款利息外,其余的參數(shù)均要進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計或調(diào)查研究。
經(jīng)濟(jì)電流密度計算公式中參數(shù)的確定:
(1)C1:電纜本體及安裝成本(元),由電纜材料費(fèi)用和安裝費(fèi)兩部分組成。電纜安裝費(fèi)中不包括電纜頭制作及直埋電纜挖填土的費(fèi)用。
(2)A:電纜投資中有一部分和電纜截面有關(guān),這部分叫做成本的可變部分即為A。其數(shù)值是相鄰截面電纜的投資差與截面差的比值,即是電纜截面與投資形成函數(shù)的曲線的斜率。單位為元/m·mm2,其公式見本規(guī)范式(B.0.2-1)。
對相同型號的電纜,隨著截面積的變化A值變化的幅度不大,取其平均值作為計算數(shù)值。
(3)Yp、Ys:Yp為集膚效應(yīng)系數(shù),Ys為臨近效應(yīng)系數(shù)。
集膚效應(yīng)系數(shù)Yp與導(dǎo)體的直流電阻、截面積及材質(zhì)有關(guān),其函數(shù)表達(dá)式為:
Yp=f(X) (13)
X=1256/(R0·K1),其中R0·K1為在工作溫度下導(dǎo)體的直流電阻(Ω/m)。
R0=ρ20/S(Ω/m)為20℃下的直流電阻最大值。
K1=1+α20(θm-20),為溫度系數(shù),其中θm為經(jīng)驗數(shù)值(見IEC 287-3-2/1995)取40℃。
K1(鋁)=1.0806
K1(銅)=1.077
鄰近效應(yīng)系數(shù)Ys的表達(dá)式為:

式中 d——導(dǎo)體外徑;
S——導(dǎo)體中心距離。
每種不同型號和材料的電纜,都可以求出各自對應(yīng)截面的Yp、Ys值,因同種型號和材料的導(dǎo)體的Yp、Ys值隨截面的變化波動不大,所以在計算中取其平均值。
(4)P:根據(jù)IEC 287-3-2/1995,P為電價,是在相關(guān)電壓水平上kW·h的成本,也就是使用者的用電成本。P值根據(jù)使用對象的不同是各不相同的。對于使用本專題的三類用戶,即發(fā)電企業(yè)、供電企業(yè)和最終用戶,要分別進(jìn)行討論。對于最終用戶P值為現(xiàn)行電價,而對于發(fā)電企業(yè)和供電企業(yè)來說則是發(fā)電成本和供電成本。
由于發(fā)電行業(yè)和供電行業(yè)還沒有完全分開,他們之間仍存在千絲萬縷的聯(lián)系,而且發(fā)電廠本身由于發(fā)電方式的差異和地域性的差別,其發(fā)電成本是千差萬別的,而發(fā)電企業(yè)給電網(wǎng)的上網(wǎng)電價也是各不相同的。因此,國家電力公司動力經(jīng)濟(jì)研究中心建議發(fā)電成本和供電成本各取一個全國平均價。
(5)i:為貼現(xiàn)率(%),可取全國現(xiàn)行的銀行貸款利率。
(6)b:為能源成本增長率(%),根據(jù)IEC 287-3-2/1995,取2%。
(7)a:為負(fù)荷增長率。我們在選擇導(dǎo)體截面時所使用的負(fù)荷電流是在該導(dǎo)體截面允許的發(fā)熱電流之內(nèi)的,當(dāng)負(fù)荷增長時,有可能會超過該截面允許的發(fā)熱電流。考慮a的目的是預(yù)計負(fù)荷的增長而將導(dǎo)體截面留有一定的裕度。
當(dāng)使用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面時,往往選擇的經(jīng)濟(jì)截面要比發(fā)熱截面大很多,不存在負(fù)荷的增長使發(fā)熱截面不滿足要求的情況;同時,負(fù)荷增長率是隨時間、空間不斷變化的,很難確定其數(shù)值;根據(jù)靈敏度分析,a的波動對J的影響又很小。所以忽略不計。
(8)N:為經(jīng)濟(jì)壽命,即采用導(dǎo)體的使用壽命??紤]某種導(dǎo)體從投入使用一直到使用壽命結(jié)束整個時間內(nèi)的投資和運(yùn)行費(fèi)用的總和最小,而不是使用中的某個階段。
根據(jù)IEC 287-3-2/1995及國家電力公司動力經(jīng)濟(jì)研究中心的建議,N取30年。
(9)R:為交流電阻(Ω/m)。計算公式為:
R=R0·B· K1 (15)
式中 R0——20℃下的直流電阻;
B——導(dǎo)體損耗系數(shù);
K1——溫度系數(shù)。
(10)Np:為每回路相線數(shù)。本報告中討論的均為三相導(dǎo)體,所以Np取3。
(11)Nc:為傳輸同樣型號和負(fù)荷值的回路數(shù)。考慮為獨(dú)立的導(dǎo)體,Nc取1。
(12)τ:為最大負(fù)荷損耗時間,即相當(dāng)于負(fù)荷始終保持為最大值,經(jīng)過τ小時后,線路中的電能損耗與實際負(fù)荷在線路中引起的損耗相等。單位為小時,其表達(dá)式如下:
(16)
式中 W0——視在功率;
Wm——視在功率最大值。
實際系統(tǒng)中負(fù)荷是隨時間變化的,所以送電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗也隨著負(fù)荷變化而變化。表示負(fù)荷隨時間變化的曲線稱之為負(fù)荷
曲線。設(shè)計新電網(wǎng)時,負(fù)荷曲線是不知道的,同時負(fù)荷變化同很多因素有關(guān),因此要準(zhǔn)確預(yù)測某線路的τ值是相當(dāng)困難的。特別是最大負(fù)荷損耗時間τ和視在功率(全電流)的負(fù)荷曲線有關(guān),而一般負(fù)荷曲線都是用有功負(fù)荷表示,若要將有功負(fù)荷曲線改為視在功率負(fù)荷曲線就要知道每一時刻的功率因素,這就更困難了。 目前可使用最大負(fù)荷利用時間T來近似求τ值。所謂最大負(fù)荷利用時間,就是負(fù)荷始終等于最大負(fù)荷,經(jīng)過T小時后它所送出的電能恰好等于負(fù)荷的全年實際用電量。顯然T與τ的關(guān)系是由負(fù)荷曲線的形狀和功率因素決定的。T的表達(dá)式如下:
(17)
式中 P——有功功率;
Pm——有功功率的最大值。


室內(nèi)消火栓 GB3445-20
