【正文】 算，綜合造價(jià)系數(shù)計(jì)及電纜的運(yùn)輸，敷設(shè)安裝及電纜構(gòu)筑物等費(fèi)用，綜合造價(jià)系數(shù)隨電纜截面增大而降低。以下用單位長度和截面有關(guān)系的投資費(fèi)用斜率A來表示，又叫做投資費(fèi)用的可變部分A值。各種類型電纜的A值因價(jià)格不同而異，為求得各類型電纜截面與投資的線性關(guān)系，其斜率A(以下簡稱A值)按下式計(jì)算：
A=(截面S2電纜的初始投資截面S1電纜的初始投資)/(截面S2S1)，
(元/) (2)
對(duì)于每一種型號(hào)電纜，都存在各自變化幅度不大的系列截面斜率A。本手冊(cè)共統(tǒng)計(jì)28種型號(hào)電纜的A值，將其之間誤差小于10%的A合并為同一類平均A值, 平均A值由小到大分成五組以IA, IIA, IIIA, IVA, VA類別標(biāo)志，見附錄2。電纜造價(jià)類別與電纜型號(hào)對(duì)照表見附錄3。
五個(gè)組的平均A值代表型號(hào)數(shù)量不等的電纜單位造價(jià)，它們之間的偏差為18~125%。為了使電纜導(dǎo)體截面范圍建立較好的線性關(guān)系，以平均A值對(duì)相應(yīng)型號(hào)電纜的初始造價(jià)做線性調(diào)整。采用平均A值比用自身A值計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面和經(jīng)濟(jì)電流密度所得結(jié)果只有小于3%很小的誤差。
電纜在N壽命年期間發(fā)熱損耗現(xiàn)值CJ
這是計(jì)算電纜造價(jià)以外的運(yùn)行費(fèi)用，它與負(fù)載大小、年運(yùn)行時(shí)間、電價(jià)、電纜截面、使用壽命期及資金貼現(xiàn)率等因素有關(guān)。
(1) 電纜在N經(jīng)濟(jì)壽命年運(yùn)行的電能損耗費(fèi),折算到電纜購買日的現(xiàn)值:
CJ=(I2maxRLNpNc /1000) (τP+D)[Q /(1+ i/100)], (元) (3)
式中: Q為計(jì)及N年負(fù)載增長、電價(jià)增長和貼現(xiàn)率的系數(shù)，
Q=(1rN)/ (1r) (4)
其中 r=[(1+a/100)2(1+b/100)] / (1+ i/100) (5)
(2) 為方便于以后對(duì)不同截面損耗費(fèi)用的一系列計(jì)算，將(3)式中 除導(dǎo)體電流和電阻以外的所有參數(shù)以線損輔助量F來表示。
令F=NpNc( τP+D) [Q / (1+ i %)]/1000，(元/W)(6)
F總括了回路相數(shù)Np和Nc、電價(jià)P、D、最大負(fù)載損耗小時(shí)τ和現(xiàn)值系數(shù)[Q / (1+ i %)]。
此處采用我國常用的最大負(fù)載損耗小時(shí)(τ)法來計(jì)算線損。因此最大負(fù)載損耗小時(shí)τ需由已知的年最大負(fù)載利用小時(shí)Tmax和功率因數(shù)cosφ關(guān)系表中查出，見附錄9。功率因數(shù)cosφ對(duì)經(jīng)濟(jì)電流范圍和經(jīng)濟(jì)截面的計(jì)算結(jié)果影響很小，本手冊(cè)采用該關(guān)系表的中間值cosφ=，在Tmax=1000h至8500h范圍取下τ值作為計(jì)算用數(shù)。按公式(6)便可算得Tmax /τ范圍內(nèi)的線損輔助量F(見附錄8),它在經(jīng)濟(jì)電流范圍和經(jīng)
濟(jì)電流密度計(jì)算過程是經(jīng)常使用的中間量值。在繪制經(jīng)濟(jì)電流密度j曲線中習(xí)慣用Tmax而不用τ來表示。不同行業(yè)的Tmax可從現(xiàn)成統(tǒng)計(jì)資
料查出(見附錄10)。公式(6)的線損輔助量F算式中現(xiàn)值系數(shù)[Q / (1+ i %)]的參數(shù)：a, b, i, 和N均系根據(jù)國家電力公司經(jīng)濟(jì)研究中心近年提供的數(shù)據(jù)，即a=0, b=2%, i=10%, N=30年, 按公式(5)算出 r=,進(jìn)而算得Q和現(xiàn)值系數(shù)[Q / (1+ i %)]=。這樣，總費(fèi)用的計(jì)算式簡化為：
CT= CI + I2maxRF，(元)(7)
2．系列標(biāo)準(zhǔn)截面中每一導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流范圍的算法
原理：電纜系列截面的經(jīng)濟(jì)電流范圍是在總費(fèi)用相等和敷設(shè)條件相同的 條件下取得。
計(jì)算公式可以有兩種表達(dá)方式：一種是按總費(fèi)用計(jì)算式通過輸入電纜初始投資和電纜線路電阻等參數(shù)來計(jì)算電流范圍(IEC表達(dá)方式)，另一種是通過輸入單位造價(jià)平均A值，電纜截面S和導(dǎo)體電阻率等參數(shù)替代第一種公式原形計(jì)算。
第一種計(jì)算的表達(dá)式：每一線芯截面都有一個(gè)經(jīng)濟(jì)電流范圍, 按電纜相鄰線芯截面總費(fèi)用相等為條件，其低限值和高限值分別由下列公式給出:
Imax(低限值) =[(CI CI1)/(F L (R1R))](8)
Imax(高限值) =[(CI2 CI)/(F L (RR2))](9)
式中：
CI 擬確定某段長度電纜截面規(guī)格的初始費(fèi)用，(元)
R 擬確定電纜截面規(guī)格的單位長度交流電阻，(Ω/km)
CI1 最接近某段長度較小標(biāo)準(zhǔn)截面規(guī)格的初始費(fèi)用，(元)
R1 最接近較小標(biāo)準(zhǔn)截面規(guī)格的單位長度交流電阻，(Ω/km)
CI2 最接近某段長度較大標(biāo)準(zhǔn)截面規(guī)格的初始費(fèi)用，(元)
R2 最接近較大標(biāo)準(zhǔn)截面規(guī)格的單位長度交流電阻，(Ω/km)
L 確定電纜截面規(guī)格某段長度，(km)
第二種表達(dá)式：為便于對(duì)每一線芯截面經(jīng)濟(jì)電流范圍的計(jì)算，原理不變，將電纜造價(jià)平均A值替代CI以及電阻率除以截面替代電阻R來表達(dá)。
因交流電阻R =ρ20B[1+α20(θm20)] 106 / S，(Ω/m)
令 K=B[1+α20(θm20)]，于是交流電阻R =ρ20K 106 / S，(Ω/m)
式中：
ρ20 為銅導(dǎo)體直流電阻率，ρ20=109, ()
B為綜合鄰近效應(yīng)、集膚效應(yīng)的系數(shù)，取VV型和YJV型電纜的B平均值=。
α20為銅線20℃,(/℃)
θm為導(dǎo)體溫度，在經(jīng)濟(jì)電流運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度可降低，θm=40℃。(IEC推薦)
代入相關(guān)參數(shù)，取得K =。將A、S和ρ20替換(8)(9)式中的CI與R。公式經(jīng)整理后，可得經(jīng)濟(jì)電流范圍高低限值的另一表達(dá)式：
Imax(低限值)=[ A(S1 S)/ F] (10)
Imax(高限值)=[ A(S2 S)/ F] (11)
3．給定負(fù)載電流下經(jīng)濟(jì)截面的算法
原理：計(jì)算以給定負(fù)載電流下電纜總費(fèi)用為最小時(shí)的截面，公式演算如下。
電纜總費(fèi)用按公式(7)可寫成以導(dǎo)體截面S為函數(shù)的表達(dá)式：
CT(S)=CI(S) + I2maxR(S) LF,(元)(12)
CI(S)以上述不同電纜類型初始投資推導(dǎo)為線性模型的A值表示：
CI(S)= L(AS+C)
式中： A成本的可變部分(元/)，各型電纜可取平均A值； S導(dǎo)體截面(mm2)；
C成本的不變部分(元/m)；
L電纜長度(m)。
交流電阻以導(dǎo)體截面S的函數(shù)式表示：
R(S) =ρ20B[1+α20(θm20)] 106 / S，(Ω/m)
總費(fèi)用為最小時(shí)的經(jīng)濟(jì)截面Sec可通過以總費(fèi)用公式(12)對(duì)截面
S求導(dǎo)，并令其為零取得：
Sec = { I2maxFρ20B[1+α20(θm20)] 106 / A} ,
(mm2)(13)
式中：
ραθm 、B和K的取值與上節(jié)相同，代入公式(13)整理后可得經(jīng)濟(jì)截面：
Sec= [ I2maxF]，(mm2) (14)
4．電纜導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流密度的算法
電力電