【正文】 ． 已知電纜型號，求經(jīng)濟電流密度。例如 VV1(5 S)，查類別為 IVA。例如 Tmax=7000h, P=元 /kWh。例如類別為 IVA，按數(shù)據(jù)表查 Tmax=7000h 一列與 P= 元 /kWh 一行的交點便是經(jīng)濟電流密度 j=。 七 .電纜經(jīng)濟截面與發(fā)熱截面總費用比較及投資回收年計算 以上是按 IEC 總費用最小的方法來求取經(jīng)濟電流和經(jīng)濟截面。但是如果電纜負(fù)載電流不大，使用年限不長，年運行小時為一班工作制，兩種截面方案的經(jīng)濟效益總費用就有比較的可能。 當(dāng)已知給定負(fù)載電流下的發(fā)熱截面與經(jīng)濟截面，比較其中三個班制年運行小時的 TOC 總費用。由于電纜使用年的不同，它 們年運行費用現(xiàn)值及總費用也不相同 。當(dāng)人們只需要按幾年的使用期，所得結(jié)果是否也會比按允許載流量選擇的截面經(jīng)濟，需要計算或繪制兩者 TOCN曲線比較來說明問題。 于是，現(xiàn)值系數(shù)將 隨 N=0~30年變化的數(shù)值范圍為 0~，年數(shù)越大現(xiàn)值系數(shù)越大，總費用也跟著大，便可繪制出以下三個班制的 TOCN關(guān)系曲線。 繪制三個班制電纜使用期（ N=0~30年） TOC總費用年增長曲線。 （ 2）經(jīng)濟截面按三個班制的年 Tmax小時數(shù)：假設(shè)為 3000h, 5000h, 7000h。 (5)確定年線損輔助量 F值。 因附錄 8 的年線路損耗費算式中的 F 值系 N=30年的數(shù)值，當(dāng)需要計算小于 30 年的線損時，需改變 F 式中的現(xiàn)值系數(shù)：如上式中的 F 需除以 以清除 30 年 的現(xiàn)值系數(shù)再乘以 N為變量年的現(xiàn)值系數(shù)。 (6)從圖 3(三個班制 )可見， N=0的 TOC總費用為電纜安裝年的投資費，兩曲線交點是兩截面總費用相等處，對應(yīng)年份為經(jīng)濟截面多支付投資的回收年。一班制的電纜采用經(jīng)濟截面，電纜截面雖大于發(fā)熱截面 2 個標(biāo)準(zhǔn)級，但多出的投資要在稍長的 年才可回收 。二班和三班制的電纜采用經(jīng)濟截面，截面大于發(fā)熱截面 3 和 4 個標(biāo)準(zhǔn)級，初始投資雖要大些，但年用電時間長，年損耗費用差值比較大，兩年多很快可回收 , 發(fā)熱截面與經(jīng)濟截面 TOC 費用差值在其曲線交叉點后的隨著使用年數(shù)增加愈來愈大，故采用經(jīng)濟截面比較合算。 Smin=IZ (t) /C 式中 IZ 短路電流周期分 量有效值， A t 短路切除時間， s C 熱穩(wěn)定系數(shù)， 對于銅芯 PVC絕緣電纜 C=114，銅芯交聯(lián)聚 乙稀絕緣電纜 C=137 2. 電纜線路電壓損失公式：以線路電壓損失百分?jǐn)?shù)表示 Δ U%= I L (RcosΦ + XsinΦ ) / 10 UL 式中 I 負(fù)荷計算電流， A L 線路長度， km UL 線路標(biāo)稱電壓， kV R、 X 三相線路單位長度的電阻和感抗，Ω /km(R， X值見附錄 6) CosΦ 功率因數(shù) 配電線路正常和非正常的電壓降，一般需根據(jù) 線路所在系統(tǒng)的具體情況，由負(fù)載對電壓的不同要求確定，配電線路一般要求是Δ U%不大于 68%，對于電動機直接起動的電壓損失限值取決于用戶按技術(shù)條件要求 ,一般為 5%，偶然起動 15%。如 TN系統(tǒng)需計算線路負(fù)載端單相短路電流，以校驗線路電源處安裝的斷路器切斷該單相短路電流的靈敏度。降低系數(shù)值另查標(biāo)準(zhǔn)或手冊。已知年最大負(fù)載利用小時 Tmax=6000h。 按允許發(fā)熱條件選擇截面： Ie= 查載流量標(biāo)準(zhǔn)可選截面 S=3 16+1 10mm2。因電壓降過大，試選用 70 mm2,電壓降可減小到Δ U%= 469 ( +)/(10 )=%。 按經(jīng)濟電流密度選截面，查電纜造價 IA 類別，經(jīng)濟電流密度曲線 Tmax=6000h, P=元 /kWh, j=, 經(jīng)濟截面選擇應(yīng) 考慮電機長時間運行的負(fù)載率，例如負(fù)荷系數(shù)為 , 則經(jīng)濟截面 S= / =69mm2，可選電纜 3 70+1 35 mm2。本例已按其它條件（短路熱穩(wěn)定）選擇較大截面，不受降低系數(shù)影響。 低壓 TN 系統(tǒng)的接 地故障保護靈敏度校驗，斷路器速斷整定動作電流 Iz=850A，距斷路器150米處故障： 1)當(dāng)電纜截面為 3 16+1 10時單相接地故障電流 Id=338A，斷路器速斷不動。 用 TOC總費用來說明電纜截面選擇的不同經(jīng)濟效益： (F值為 /W) TOC70={101093+［ ( )2 ］ } = TOC95={133718+［ ( )2 ］ } = 元 可見 70 mm2是最經(jīng)濟的， 95 mm2滿足短路熱穩(wěn)定，電纜截面最后還是按技術(shù)條件選擇大的截面 95 mm2。 : Imax(低限值 )=[ A（ S1 S） / F ] , Imax(高限值 )=[ A(S2 S)/ F ] 附錄 41 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IA類別 )(2) 附錄 41 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IA類別 )(3) 附錄 42 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IIA類別 )(1) ：電纜類別 IIA， A= /, 對應(yīng)電纜型號見附錄 3的 A對照匯總表。 : Imax(低限值 )=[ A（ S1 S） / F ] , Imax(高限值 )=[ A（ S2 S） / F ] 附錄 43 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IIIA類別 )(2) 附錄 43 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IIIA類別 )(3) 附錄 44 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (IVA類別 )(1) ：電纜類別 IVA， A= /, 對應(yīng)電纜型號見附錄 3的 A對照匯總表。 : Imax(低限值 )=[A(S1 S)/ F ] , Imax(高限值 )=[A(S2 S)/ F ] 附錄 45 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (VA類別 )(2) 附錄 45 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流范圍 (VA類別 )(3) 附錄 5 銅芯電力電纜經(jīng)濟電流密度計算數(shù)據(jù)及圖表 (不同電價 )(1) ：電纜造價類別： IA,IIA,IIIA,IVA,VA。 : j=I / Sec =[A/(F )] (A/mm2) ( P )時的經(jīng)濟電流密度 ( j )。 2. B值系計及集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的系數(shù)，摘自東北電力設(shè)計院資料。 附錄 6 電纜導(dǎo)體交流電阻 及電感 9(2) 附錄 7 銅芯電力電纜允許載流量表 說明 1. 低壓電纜允許載流量根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T , 等效于 IEC 603645523:1999 1). 敷設(shè)方式代號： A2熱絕緣墻中導(dǎo)管內(nèi)， B2木質(zhì)墻上導(dǎo)管內(nèi)， C木質(zhì)墻上， D埋地的管導(dǎo)內(nèi)， E自由空氣中。環(huán)境溫度 30℃ (空氣 )， 20℃ (埋地 )。 附錄 8 損耗費用 輔助量 F─ Tmax─ P關(guān)系的統(tǒng)計值 附錄 9 最大負(fù)載利用小時 Tmax與最大負(fù)載損耗小時τ和 cosΦ的關(guān)系 注：數(shù)據(jù)摘自《供用電技術(shù)》（中國科技大學(xué)出版社 1992年版） 年最大負(fù)荷損耗小時數(shù)τ與年最大負(fù)荷利用小時數(shù) Tmax的關(guān)系 附錄 10 不同行業(yè)的年最大負(fù)載利用小時 Tmax，（ h） 注：本表部分?jǐn)?shù)據(jù)摘自《工廠供電及例題》（同濟大學(xué)出版社 1987年版） 九、參考資料 1．國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)：《電力電纜尺寸的經(jīng)濟最佳化》 IEC 28732 / 1995 2．《導(dǎo)體 的經(jīng)濟電流密度》專題報告 西北電力設(shè)計院 (1981年 ) 3．《導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度》專題報告 東北電力設(shè)計院 (2020年 ) 4．電力電纜線芯經(jīng)濟截面的選擇 國際銅業(yè)協(xié)會 (中國 ) (2020年 ) 5．《供用電技術(shù)》許業(yè)清 中國科技大學(xué)出版社 (1992年 ) 6．《電力網(wǎng)線的理論計算與分析》楊秀臺 水利電力出版社 (1985年 ) 7．《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第二版 水利電力出版社 (1994年 )