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配电电缆截面的优化选择

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查看1547 | 回复3 | 2011-9-23 20:42:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
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以往在选择配电电缆时,通常都根据敷设条件确定电缆型号,再按发热条件选择电缆截面,最后选出符合其载流量要求,并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。
   若考虑经济效益,则电缆最佳截面应是使初投资和整个电缆经济寿命中的损耗费用之和达到最少的截面。从这一点考虑选择电缆截面时,约需在按发热条件选出的截面基础上,再人为地加大4~5级截面,称此截面为最佳截面。
   由于加大了电缆截面,提高了载流能力,使电缆的使用寿命得以延长;由于截面增大,线路电阻降低,使线路压降减少,从而大大提高了供电质量,电能损耗降低,使运行费用降低,这样,可保证在整个电缆经济寿命中总费用最低。
   下面将用总拥有费用法来论证,电缆最佳截面应是在按常规方法选出的截面基础上,再加大4~5级。
   以一陶器烘干器为例,其三相功率为70kW,供电电压为400V,电流为101A,线路长度为100m。
2 按发热条件选择电缆截面
   根据敷设要求选用YJLV型,1kV三芯电力电缆,穿管直埋敷设,按发热条件选出的电缆截面S为25mm2,此截面所允许的截流量为125A。
3 按总拥有费用法选择电缆截面
   总拥有费用法是国际上通用的,进行各种方案经济效益比较的方法。将所比较方案的现在投资及此方案将来的费用都以现时的价值表示,将方案未来费用乘以现值系数Q即可求得,计算后选取总拥有费用最低。
   总拥有费用C=设备初投资+PV值
PV值称为现值 PV值=Q×年电能损耗费
   本例设备初投资包括电缆价格加上敷设综合造价。各种截面的电力电缆,长度为100m时的初投资见表1。
  表1 各种截面电力电缆的初投资
电缆截面 电缆单价(元/m) 电缆价格(元) 敷设备综合造价(×105元) 初投资C
25         7.75              775          0.16                      16775
35         9.17               917        0.16          16917
电缆初投资 C=电缆单价×电缆长度+敷设综合造价。总拥有费用:
功率损耗P=3I2r0l×10-3(kW),此处I=101A,l=0.1km。
   年电能损耗A=Pτ(kWh),此处τ为年最大负荷损耗小时数,取τ=4500h。
   年电能损耗费Cf=A×电能电价(元),取东北工业电能电价(0.398元/kWh)。
PV值(现值)=Q×Cf(元),Q(现值系数)求法:
Q={1-〔(1+a)/(1+i)〕n}/(i-a)
   式中i——年利率,i=7%;
a——年通货膨胀率,a=0;
n——使用年限,n=20年。代入Q式得
Q={1-〔1/(1+0.07)〕20}/0.07=10.59
配电电缆的最佳经济截面S为120mm2,其总拥有费用最低。随着电价的上涨,配电电缆的最佳截面将会变得更大。


导体载流量的计算口诀
1、用途:各种导线的载流量(安全电流)通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算,便可直接算出,不必查表。导线的载流量与导线的载面有关,也与导线的材料(铝或铜),型号(绝缘线或裸线等),敷设方法(明敷或穿管等)以及环境温度(25度左右或更大)等有关,影响的因素较多,计算也较复杂。
10 下五,1 0 0 上二。
2 5 ,3 5 ,四三界。
7 0 ,95 ,两倍半。
穿管温度,八九折。
裸线加一半。
铜线升级算。
4.说明:口诀是以铝芯绝缘线,明敷在环境温度25 度的条件为准。若条件不同, 口诀另有说明。绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘线或塑料绝缘线。口诀对各种截面的载流量(电流,安)不是直接指出,而是“用截面乘上一定的倍数”,来表示。为此,应当先熟悉导线截面,(平方毫米)的排列:
1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185......
生产厂制造铝芯绝缘线的截面积通常从而2.5开始,铜芯绝缘线则从1 开始;裸铝线从16 开始;裸铜线从10 开始。
①这口诀指出:铝芯绝缘线载流量,安,可以按截面数的多少倍来计算。口诀中阿拉伯数码表示导线截面(平方毫米),汉字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来便如下:
..10 16-25 35-50 70-95 120....
五倍四倍三倍两倍半二倍
现在再和口诀对照就更清楚了.原来“10 下五”是指截面从10 以下,载流量都是截面数的五倍。“100 上二”(读百上二),是指截面100以上,载流量都是截面数的二倍。截面25与35 是四倍和三倍的分界处.这就是“口诀25、35 四三界”。而截面70、95 则为2.5 倍。从上面的排列,可以看出:除10 以下及100 以上之外,中间的导线截面是每两种规格属同一倍数。
下面以明敷铝芯绝缘线,环境温度为25 度,举例说明:
【例1】 6 平方毫米的,按10 下五,算得载流量为30 安。
【例2】150 平方毫米的,按100 上二,算得载流量为300 安。
【例3】70 平方毫米的,按70、95 两2 倍半,算得载流量为175安。
从上面的排列还可以看出,倍数随截面的增大而减小。在倍数转变的交界处,误差稍大些。比如截面25 与35 是四倍与三倍的分界处,25属四倍的范围,但靠近向三倍变化的一侧,它按口诀是四倍,即100 安。但实际不到四倍(按手册为97 安)。而35 则相反,按口诀是三倍,即105 安,实际是117 安。不过这对使用的影响并不大。当然,若能胸中有数,在选择导线截面时,25 的不让它满到100 安,35 的则可以略为超过105 安便更准确了。同样,2.5平方毫米的导线位置在五倍的最始(左)端,实际便不止五倍〈最大可达20安以上〉,不过为了减少导线内的电能损耗,通常都不用到这么大,手册中一般也只标12 安。
② 从这以下,口诀便是对条件改变的处理。本句:穿管温度八九折,是指若是穿管敷设(包括槽板等敷设,即导线加有保护套层,不明露的)按①计算后,再打八折(乘0.8)若环境温度超过25 度,应按①计算后,再打九折。(乘0.9)。
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