配电电缆截面选择的经济技术.doc

摘要文章对配电电缆设计选择载流量截面投资费用与选择方案等方面均进行了有关经济技术的分析提出了可行的补偿年限法在经济方面取得了显著效果关键词配电电缆选择投资与偿还节电配电电缆选择时通常是根据敷设条件确定电缆型号而后根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面用这种方法选出的截面技术上是可靠的工程投资也最低但是这种选择结果是否合理呢我们知道配电线路存在着电阻它所消耗浪费的电能是不可忽视的为了节约电能减少电路电能损耗可以考虑适当加大线路截面而加大截面势必造成工程初投资的提高本文将利用补偿年限回收方法对这个问题加以讨论通过定量分析计算即经济技术比较来寻求具有最佳经济效益的选择方案经济技术分析的方法对工程经济效益的分析方法通常有补偿年限法年总费用法财务报表法等偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在投资和年运行费上的差值并算出投资高的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省将多支出的投资收回来其目的是找出最佳方案如方案的投资低于方案的投资而方案的年运行费高于方案的年运行费这时应正确权衡投资和年运行费两个方面的因素即应计算选择投资高的方案偿还年限年如果年值较小如只二三年则显然初投资高的方案经济若值较大如十年左右即偿还年太长投资长期积压初投资高的方案就不经济了因此偿还年限法的关键在于合理的确定标准偿还年限我国的电力设计通常取年在方案比较时把计算的偿还年限与标准偿还年限作比较若则认为两个方案均可若则认为投资高的方案优于投资低的方案若则相反利用补偿年限法选择电缆截面本节以动力配电电缆为例取下列几种典型情况进行计算设回路负荷其线路长度均为计算电充即线路长期通过的最大负荷电流分别为根据敷设要求可选用或型电力电缆直接埋地敷设第一步查阅相关资料按常规方法即按发热条件选择电缆截面并校验电压损失其初选结果如表所示在这里为了简化计算取负荷功率因数实际上一般情况下应好用电设备组的值都低于所以实际的电压损失与计算值各有不同但基本不影响对于截面的选择上面电缆截面是按发热条件选取的所选截面均满足电压损失小于的要求这种选择方案自然是技术上可靠节省有色金属初投资最低的但是因截面小而电阻较大投入运行后线路电阻年浪费电能较多即年运行费用较高那么适当地增大截面是否可行加大几级截面才是最为经济合理的呢第二步多种方案比较首先对回路适当增大截面的几种可行方案进行比较方案按发热条件选截面即方案按方案再增大一级截面即分别计算两种方案的投资与年运行费为简化计算仅比较其投资与年运行费的不同部分就投资而言因截面加大对直埋或沟内敷设除电缆本身造价外其它附加费用基本相同故省去不计年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细关系不大这一项费用的差价所占比重较小同样可以略去不计于是方案的初投资电缆单价电缆长度元元方案的初投资电缆单价电缆长度元元方案的年折旧费初投资年折旧率方案年电能损耗费年电能消耗量电度电价式中线路单位长度电阻线路长度线路计算电流年最大负荷小时数根据最大负荷利用小时数和功率因数查曲线得出这里取及则查出分别为于是当时方案的年电能损耗费元当时方案的年电能损耗费元方案的年运行费年折旧费年电能损耗费时元时元按与上面相同的方法可求得方案的年运行费计算略时元时元显然方案投资高于方案但年运行费却低于方案其偿还年限为当时年当时年可见偿还年限小于年说明方案优于方案其方案的多投资额仅在年内即可通过节省年运行费而收回也就是说人为增加一级截面是经济合理的那么若是人为增加两级三级其经济效果如何则需类似计算比较现在根据表的结果将方案与方案比较方案投资高于方案但年运行费用少其偿还年限为当时年当时年综上所述投资高的方案优于方案为了找出最佳方案我们可以将方案与方案比较其偿还年限为当时年当时年显然因偿还年限远超过标准偿还年限年故投资高的方案是不合理的即投资方案优于方案通过以上分析计算最终确定方案即按发热条件选出截面之后再人为加大两级是所选截面的最佳方案对其它线路经过上述计算方法均得出同样结论即方案为最佳方案因此我们认为在选择截面时按发热条件选出后再人为加大两级从经济角度看有明显的效益即使侧重考虑节省有色金属的观点人为加大一级也是完全可行的从技术方面看增大电缆截面线路压降减小从而提高了供电质量而且截面的增大也为企业或系统的增容改造创造了有利条件但是当负荷电流较小时计算结果表明没有必要再加大截面因为负荷电流较小所产生的线路损耗也较小增加截面而多投资部分需要在年以上才能收回故此时按发热条件选择即可以上是按铝芯电缆为例作出的结论如换为铜芯电缆其结果以回路为例计算略从表中可以看出方案为最佳方案即按发热条件所选截面之后再加大一级虽然这仅是在一种情况下得出的结果但具有一定的普遍意义因为各级电缆截面的级差与相应的投资额之差均符合趋势结论从以上分析可见按偿还年限法选择电缆截面不仅具有突出的节电效果和最佳的经济效益而且还具有一定规律按投资年限法选择电缆截面首先按发热条件选出允许截面然后再加大两级当负荷计算电流小于时就不必加大截面当然仍要计算电压损失在损失超过允许的时可增大一级一般情况下由于按偿还年限法选出截面均能满足电压损失的要求同时也满足短路热稳定的要求这种方法对裸导线架空敷设也同样有效线路长短与偿还年限无关前边计算线路均设为因为实际上线路长度对经济比较结果没有影响让我们看看偿还年限的具体公式年其中分别为两方案的投资分别为两方案年运行费用将上公式展开其中线路长度两种电缆单位长度电阻电缆年折旧费率取度电价元公式的分母分子都有线路长度显然可以消掉因此偿还年限的计算结果与电缆长度无关这一点很有意义无论电路长短都可以用该方法选择电缆导线截面最大负荷利用小时数与选择截面经济效益的关系重新分析其偿还年限的表达式并整理得可见在其它因素相同的条件下偿还年限与最大负荷损耗小时数成反比而取决于最大负荷利用小时数和负荷功率因数值随的增大而增大随功率因数提高而减小在计算时分别选为和这是企业一班制估算的如两班和三班制其值大于即负荷利用小时数较大适当增大导线截面更具明显的经济效益和节电效果