浅析电厂建设中电缆截面的选择

摘要：电缆尤其是电缆截面的选择是电厂建设中一项非常重要的工作，文章从经济性和技术性两方面系统地阐述了在电厂建设中如何正确选择电缆，找出了最理想的电缆截面选择方法，不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性。

关键词：电厂建设；电缆截面选择；经济性；技术性

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0079-02

电厂建设中的一项重要工作是电缆的选择，其中主要内容是电缆截面的选择，电缆截面的选择应该从经济性和技术性两方面入手。

1 电力电缆一般性选择说明

电力电缆一般性选择需要符合《电力工程电缆设计规范》GB50217相关要求，下面对三个重点加以说明：

1.1 电缆绝缘

根据不同的使用场合选择不同类型的电缆绝缘类型，在正常电压、电流及工作条件下，所选择的绝缘特性应大于电缆常规与其使用寿命。

1.2 电缆护层

在潮湿或者具有化学腐蚀的环境中，电缆的金属层、加强层或者铠装层上应该具有聚乙烯护层，同时在高温或者防火有低毒性要求的场所中不宜选择普通聚氯乙烯绝缘电缆盒聚氯乙烯外护层。

1.3 电缆附件

电缆终端和电缆接头的额定电压以及绝缘水平，应该高于所连接电缆的额定电压以及绝缘水平，同时要考虑到电缆附件受到周围环境的影响，选择耐受力及机械强度适合的电缆附件。

2 电缆截面的经济性选择分析

2.1 经济性选择分析法

经济性选择分析法主要有偿还年限法、等年度费用法和现值比较法等，本文电缆截面的经济性选择采用偿还年限法。偿还年限法的目标是实现最佳节能性和经济效益，以全部收回长时间年度节省费用来找出相对理想的选择方案。例如有方案一和二，方案二所需投资费用高于方案一，但是方案二的年度运行费用却低于方案一，这时候需要权衡考虑投资和成本回收，具体公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分别表示方案一和二的初始投资，Y1和Y2分别表示方案一和二的年运行费用，N表示偿还年限。

偿还年限法中最为关键的地方是科学且合理地确定出标准的偿还年限NH，我国电力设计中标砖偿还年限一般为5～6年。若N=NH，那么两种方案都是比较合理的；若N>NH，那么倾向于选择初始投资较低的方案；如果N

2.2 经济性选择电缆截面案例

2.2.1 初始资料。为简化计算，采用表1中的电缆参数（功率因素均取0.8计算而来）。

2.2.2 不同选择方案比较。

方案1：选择电联截面3×2.5mm2。

方案2：对比方案1，选择截面增大一级，即3×4mm2。

下面针对对以上两种方案进行初始投资以及年运行费用计算，几个计算公式如下：

初始投资=电缆单价×电缆长度 （2）

年运行费用=年电能消耗量×电费单价 （3）

年电能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——电缆单位长度电阻（9.16Ω/km）；

L——电缆长度；

IJS——电缆计算电流；

T——年最大负荷小时数，这里取3000h。

方案1：初始投资F1=3500元/km×0.1km=350元。

年运行费用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投资F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上计算年运行费用Y2约为30.7元。

因此，利用式1比较方案1和方案2，计算得N=4.7年，标准偿还年限为5～6年，4.7年少于标准，因此选择初始投资较高的方案2。

以下针对表1中f1回路类似计算方案3和方案4，如表2所示：

比较方案3和方案2，得N1=6.17年，标准偿还年限为5～6年，6.17年已超标准，因此选择初始投资较低的方案2。

比较方案4和方案3，得N2=18年，同样应选择初始投资较低的方案3。

综合以上的计算结果，可以看出电缆回路最理想截面经济性选择方案应该为方案2。

3 电缆截面的技术性选择分析

电缆截面除了经济性选择之外一般还需要考虑技术性选择，因为技术性选择直接关系到电缆运行的稳定，通常从以下两个技术层面选择电缆截面：一是电缆允许载流量，二是电缆热稳定校验。

3.1 按允许载流量选择电缆截面

按允许载流量选择电缆截面的本质是按照载流量的热效应来选择电缆截面，电缆本身存在阻抗，当通过电流时自然会发热，热量不断地穿越到绝缘层，经过电缆表层向四周散热。不同电缆都有正常允许的载流量，根据国家规范要求，电缆的载流量不应小于电缆计算电流。电缆发热量为Q=KI2Rt。式中的Q表示发热量；K表示常数；I表示电缆电流有效值；R表示电缆电阻；t表示电流持续时间。

3.2 热稳定校验

无论如何选择电缆截面，均需经过热稳定校验，一般电缆有着规定的极限温度，例如交联聚乙烯绝缘电缆为260℃，聚氯乙烯绝缘电缆为150℃。

根据国家规范，热稳定计算电缆最小截面公式为：

式中：表示电缆允许最小截面（mm2）；表示短路电流热效应（kA2·s）；c表示热稳定系数，一般通过查阅相关手册的表格得到。

4 电缆截面选择的节能优化

通过经济性和技术性选择的分析可以看出单独使用存在着一定的不足，若只考虑经济性选择电缆截面，不仅需要计算全部预算，还需要较为精确地考虑电缆在使用期内的自身电能损耗情况，两者结合完好才能达到经济性目的；若只考虑技术性选择电缆截面，则忽视了电缆在使用期内的电能损耗，而这却是不应忽视的。因此，只有将经济性和技术性选择相结合，才能保障电缆选择的科学合理，从而使得电缆截面的选择符合节能优化的要求，真正实现经济和实用的双重目的。

5 结语

综上所述，电缆截面的选择应该充分结合利用经济性和技术性，从而科学合理地选择电缆截面，如此选出的电缆截面不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性，保证了电厂电能输送的安全性。希望本文能为今后电厂建设中电缆截面的选择工作提供借鉴经验。

参考文献

[1] 王爱梅，张悦，郭晓玲.发电厂电缆敷设优化方式探讨[J].山西电力，2013，（4）.

[2] 钟国成.电厂电缆选择与节能优化分析[J].中国电业技术，2012，（10）.

[3] 吴向明，张倩茅.电力电缆经济截面选择方法研究[J].河北电力技术，2012，（2）.

[4] 武勇.电缆选择与节能[J].山西焦煤科技，2009，（6）.

作者简介：杨扬（1981-），江苏姜堰人，中国能建江苏电建一公司助理工程师，研究方向：电力系统自动化。

摘要：电缆尤其是电缆截面的选择是电厂建设中一项非常重要的工作，文章从经济性和技术性两方面系统地阐述了在电厂建设中如何正确选择电缆，找出了最理想的电缆截面选择方法，不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性。

关键词：电厂建设；电缆截面选择；经济性；技术性

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0079-02

电厂建设中的一项重要工作是电缆的选择，其中主要内容是电缆截面的选择，电缆截面的选择应该从经济性和技术性两方面入手。

1 电力电缆一般性选择说明

电力电缆一般性选择需要符合《电力工程电缆设计规范》GB50217相关要求，下面对三个重点加以说明：

1.1 电缆绝缘

根据不同的使用场合选择不同类型的电缆绝缘类型，在正常电压、电流及工作条件下，所选择的绝缘特性应大于电缆常规与其使用寿命。

1.2 电缆护层

在潮湿或者具有化学腐蚀的环境中，电缆的金属层、加强层或者铠装层上应该具有聚乙烯护层，同时在高温或者防火有低毒性要求的场所中不宜选择普通聚氯乙烯绝缘电缆盒聚氯乙烯外护层。

1.3 电缆附件

电缆终端和电缆接头的额定电压以及绝缘水平，应该高于所连接电缆的额定电压以及绝缘水平，同时要考虑到电缆附件受到周围环境的影响，选择耐受力及机械强度适合的电缆附件。

2 电缆截面的经济性选择分析

2.1 经济性选择分析法

经济性选择分析法主要有偿还年限法、等年度费用法和现值比较法等，本文电缆截面的经济性选择采用偿还年限法。偿还年限法的目标是实现最佳节能性和经济效益，以全部收回长时间年度节省费用来找出相对理想的选择方案。例如有方案一和二，方案二所需投资费用高于方案一，但是方案二的年度运行费用却低于方案一，这时候需要权衡考虑投资和成本回收，具体公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分别表示方案一和二的初始投资，Y1和Y2分别表示方案一和二的年运行费用，N表示偿还年限。

偿还年限法中最为关键的地方是科学且合理地确定出标准的偿还年限NH，我国电力设计中标砖偿还年限一般为5～6年。若N=NH，那么两种方案都是比较合理的；若N>NH，那么倾向于选择初始投资较低的方案；如果N

2.2 经济性选择电缆截面案例

2.2.1 初始资料。为简化计算，采用表1中的电缆参数（功率因素均取0.8计算而来）。

2.2.2 不同选择方案比较。

方案1：选择电联截面3×2.5mm2。

方案2：对比方案1，选择截面增大一级，即3×4mm2。

下面针对对以上两种方案进行初始投资以及年运行费用计算，几个计算公式如下：

初始投资=电缆单价×电缆长度 （2）

年运行费用=年电能消耗量×电费单价 （3）

年电能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——电缆单位长度电阻（9.16Ω/km）；

L——电缆长度；

IJS——电缆计算电流；

T——年最大负荷小时数，这里取3000h。

方案1：初始投资F1=3500元/km×0.1km=350元。

年运行费用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投资F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上计算年运行费用Y2约为30.7元。

因此，利用式1比较方案1和方案2，计算得N=4.7年，标准偿还年限为5～6年，4.7年少于标准，因此选择初始投资较高的方案2。

以下针对表1中f1回路类似计算方案3和方案4，如表2所示：

比较方案3和方案2，得N1=6.17年，标准偿还年限为5～6年，6.17年已超标准，因此选择初始投资较低的方案2。

比较方案4和方案3，得N2=18年，同样应选择初始投资较低的方案3。

综合以上的计算结果，可以看出电缆回路最理想截面经济性选择方案应该为方案2。

3 电缆截面的技术性选择分析

电缆截面除了经济性选择之外一般还需要考虑技术性选择，因为技术性选择直接关系到电缆运行的稳定，通常从以下两个技术层面选择电缆截面：一是电缆允许载流量，二是电缆热稳定校验。

3.1 按允许载流量选择电缆截面

按允许载流量选择电缆截面的本质是按照载流量的热效应来选择电缆截面，电缆本身存在阻抗，当通过电流时自然会发热，热量不断地穿越到绝缘层，经过电缆表层向四周散热。不同电缆都有正常允许的载流量，根据国家规范要求，电缆的载流量不应小于电缆计算电流。电缆发热量为Q=KI2Rt。式中的Q表示发热量；K表示常数；I表示电缆电流有效值；R表示电缆电阻；t表示电流持续时间。

3.2 热稳定校验

无论如何选择电缆截面，均需经过热稳定校验，一般电缆有着规定的极限温度，例如交联聚乙烯绝缘电缆为260℃，聚氯乙烯绝缘电缆为150℃。

根据国家规范，热稳定计算电缆最小截面公式为：

式中：表示电缆允许最小截面（mm2）；表示短路电流热效应（kA2·s）；c表示热稳定系数，一般通过查阅相关手册的表格得到。

4 电缆截面选择的节能优化

通过经济性和技术性选择的分析可以看出单独使用存在着一定的不足，若只考虑经济性选择电缆截面，不仅需要计算全部预算，还需要较为精确地考虑电缆在使用期内的自身电能损耗情况，两者结合完好才能达到经济性目的；若只考虑技术性选择电缆截面，则忽视了电缆在使用期内的电能损耗，而这却是不应忽视的。因此，只有将经济性和技术性选择相结合，才能保障电缆选择的科学合理，从而使得电缆截面的选择符合节能优化的要求，真正实现经济和实用的双重目的。

5 结语

综上所述，电缆截面的选择应该充分结合利用经济性和技术性，从而科学合理地选择电缆截面，如此选出的电缆截面不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性，保证了电厂电能输送的安全性。希望本文能为今后电厂建设中电缆截面的选择工作提供借鉴经验。

参考文献

[1] 王爱梅，张悦，郭晓玲.发电厂电缆敷设优化方式探讨[J].山西电力，2013，（4）.

[2] 钟国成.电厂电缆选择与节能优化分析[J].中国电业技术，2012，（10）.

[3] 吴向明，张倩茅.电力电缆经济截面选择方法研究[J].河北电力技术，2012，（2）.

[4] 武勇.电缆选择与节能[J].山西焦煤科技，2009，（6）.

作者简介：杨扬（1981-），江苏姜堰人，中国能建江苏电建一公司助理工程师，研究方向：电力系统自动化。

摘要：电缆尤其是电缆截面的选择是电厂建设中一项非常重要的工作，文章从经济性和技术性两方面系统地阐述了在电厂建设中如何正确选择电缆，找出了最理想的电缆截面选择方法，不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性。

关键词：电厂建设；电缆截面选择；经济性；技术性

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0079-02

电厂建设中的一项重要工作是电缆的选择，其中主要内容是电缆截面的选择，电缆截面的选择应该从经济性和技术性两方面入手。

1 电力电缆一般性选择说明

电力电缆一般性选择需要符合《电力工程电缆设计规范》GB50217相关要求，下面对三个重点加以说明：

1.1 电缆绝缘

根据不同的使用场合选择不同类型的电缆绝缘类型，在正常电压、电流及工作条件下，所选择的绝缘特性应大于电缆常规与其使用寿命。

1.2 电缆护层

在潮湿或者具有化学腐蚀的环境中，电缆的金属层、加强层或者铠装层上应该具有聚乙烯护层，同时在高温或者防火有低毒性要求的场所中不宜选择普通聚氯乙烯绝缘电缆盒聚氯乙烯外护层。

1.3 电缆附件

电缆终端和电缆接头的额定电压以及绝缘水平，应该高于所连接电缆的额定电压以及绝缘水平，同时要考虑到电缆附件受到周围环境的影响，选择耐受力及机械强度适合的电缆附件。

2 电缆截面的经济性选择分析

2.1 经济性选择分析法

经济性选择分析法主要有偿还年限法、等年度费用法和现值比较法等，本文电缆截面的经济性选择采用偿还年限法。偿还年限法的目标是实现最佳节能性和经济效益，以全部收回长时间年度节省费用来找出相对理想的选择方案。例如有方案一和二，方案二所需投资费用高于方案一，但是方案二的年度运行费用却低于方案一，这时候需要权衡考虑投资和成本回收，具体公式如式（1）：

N=（F2-F1）/（Y1-Y2） （1）

式中F1和F2分别表示方案一和二的初始投资，Y1和Y2分别表示方案一和二的年运行费用，N表示偿还年限。

偿还年限法中最为关键的地方是科学且合理地确定出标准的偿还年限NH，我国电力设计中标砖偿还年限一般为5～6年。若N=NH，那么两种方案都是比较合理的；若N>NH，那么倾向于选择初始投资较低的方案；如果N

2.2 经济性选择电缆截面案例

2.2.1 初始资料。为简化计算，采用表1中的电缆参数（功率因素均取0.8计算而来）。

2.2.2 不同选择方案比较。

方案1：选择电联截面3×2.5mm2。

方案2：对比方案1，选择截面增大一级，即3×4mm2。

下面针对对以上两种方案进行初始投资以及年运行费用计算，几个计算公式如下：

初始投资=电缆单价×电缆长度 （2）

年运行费用=年电能消耗量×电费单价 （3）

年电能消耗量=△AkWh （4）

式（4）中△A=3×IJS2×R0×L×t×10-3kWh

R0——电缆单位长度电阻（9.16Ω/km）；

L——电缆长度；

IJS——电缆计算电流；

T——年最大负荷小时数，这里取3000h。

方案1：初始投资F1=3500元/km×0.1km=350元。

年运行费用Y1=△A×0.8=3×7.52×0.916×0.1

×3000×0.8×10-3=37元

方案2：初始投资F2=3800元/km×0.1km=380元。

同上计算年运行费用Y2约为30.7元。

因此，利用式1比较方案1和方案2，计算得N=4.7年，标准偿还年限为5～6年，4.7年少于标准，因此选择初始投资较高的方案2。

以下针对表1中f1回路类似计算方案3和方案4，如表2所示：

比较方案3和方案2，得N1=6.17年，标准偿还年限为5～6年，6.17年已超标准，因此选择初始投资较低的方案2。

比较方案4和方案3，得N2=18年，同样应选择初始投资较低的方案3。

综合以上的计算结果，可以看出电缆回路最理想截面经济性选择方案应该为方案2。

3 电缆截面的技术性选择分析

电缆截面除了经济性选择之外一般还需要考虑技术性选择，因为技术性选择直接关系到电缆运行的稳定，通常从以下两个技术层面选择电缆截面：一是电缆允许载流量，二是电缆热稳定校验。

3.1 按允许载流量选择电缆截面

按允许载流量选择电缆截面的本质是按照载流量的热效应来选择电缆截面，电缆本身存在阻抗，当通过电流时自然会发热，热量不断地穿越到绝缘层，经过电缆表层向四周散热。不同电缆都有正常允许的载流量，根据国家规范要求，电缆的载流量不应小于电缆计算电流。电缆发热量为Q=KI2Rt。式中的Q表示发热量；K表示常数；I表示电缆电流有效值；R表示电缆电阻；t表示电流持续时间。

3.2 热稳定校验

无论如何选择电缆截面，均需经过热稳定校验，一般电缆有着规定的极限温度，例如交联聚乙烯绝缘电缆为260℃，聚氯乙烯绝缘电缆为150℃。

根据国家规范，热稳定计算电缆最小截面公式为：

式中：表示电缆允许最小截面（mm2）；表示短路电流热效应（kA2·s）；c表示热稳定系数，一般通过查阅相关手册的表格得到。

4 电缆截面选择的节能优化

通过经济性和技术性选择的分析可以看出单独使用存在着一定的不足，若只考虑经济性选择电缆截面，不仅需要计算全部预算，还需要较为精确地考虑电缆在使用期内的自身电能损耗情况，两者结合完好才能达到经济性目的；若只考虑技术性选择电缆截面，则忽视了电缆在使用期内的电能损耗，而这却是不应忽视的。因此，只有将经济性和技术性选择相结合，才能保障电缆选择的科学合理，从而使得电缆截面的选择符合节能优化的要求，真正实现经济和实用的双重目的。

5 结语

综上所述，电缆截面的选择应该充分结合利用经济性和技术性，从而科学合理地选择电缆截面，如此选出的电缆截面不仅节约了电厂建设的成本，符合当前节能经济的总体理念，还保证了电缆在实际运行中的健康稳定，提高了供电可靠性，保证了电厂电能输送的安全性。希望本文能为今后电厂建设中电缆截面的选择工作提供借鉴经验。

参考文献

[1] 王爱梅，张悦，郭晓玲.发电厂电缆敷设优化方式探讨[J].山西电力，2013，（4）.

[2] 钟国成.电厂电缆选择与节能优化分析[J].中国电业技术，2012，（10）.

[3] 吴向明，张倩茅.电力电缆经济截面选择方法研究[J].河北电力技术，2012，（2）.

[4] 武勇.电缆选择与节能[J].山西焦煤科技，2009，（6）.

作者简介：杨扬（1981-），江苏姜堰人，中国能建江苏电建一公司助理工程师，研究方向：电力系统自动化。