资源描述
建 虢电乞。 I — ● ● _ _ _ _ _ _ — - I鹋U娃 D} NG Zr 3 1.-4年 第 日 期 l 鲢L F I 《 i 配电线路电力电缆经济电流截面选用 许 鹏( 珠 海明源机 电工程有限公司 ,广东省珠海市 5 1 9 0 0 0 ) S e l e c t i o n o n Ec o n o mi c S e c t i o n o f P o we r Ca b l e s f o r Di s t r i b u t i o n Li n e s XU P e n g ( Z h u h a i Mi n g y u a n Me c h a n i c a l &E l e c t ri c a l E n g i n e e r i n g C o . ,L t d . , Z h u h a i 5 1 9 0 0 0,Gu a n g d o n g P r o v i n c e ,C h i n a ) Abs t r a c t I n o r de r t o d e t e r mi n e t h e p a r a me t e r s i n t h e e qu a t i o n o f e c o n o mi c s e c t i o n o f p o we r c a b l e i n t h e d i s t r i b u t i o n s y s t e m, t h e p a p e r g i v e s a b rie f a c c o u n t o n c o n s i d e r a t i o n s a n d s u p p o r t i n g d a t a p r o v i d e d b y r e l e v a n t d i s c i p l i n e s , a n a l y z e s t h e i mp a c t o f c a l c u l a t i o n e r r o r o n c a l c u l a t i o n r e s u l t s a n d p r o p o s e s r e c o mme n d a t i o n s f o r d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n . I t i s b e l i e v e d t h a t t h e c o n s i s t e n c y b e t we e n t h e o p e r a t i o n a l s t a t e o f p o we r c a b l e a n d d e s i g n i n t e n t i s c r i t i c a l t o t h e r e c o g ni t i o n o f t h e mo s t e c o n o mi c e f f e c t .An d i t i s s u g g e s t e d t h a t , t h e s e l e c t i o n o n e c o n o mi c s e c t i o n o f p o we r c a b l e s h a l l b e c o n s i d e r e d i n t h e di s t rib u t i o n s y s t e m t h a t i s c a pa b l e o f ma k i n g a c c u r a t e p r e d i c t i o n s o n t h e o p e r a t i o n a l s t a t e wh e n a v a i l a b l e . Ke y wo r ds P o we r c a b l e Ec o n o mi c s e c t i o n E c o n o m i c c u r r e n t E n t i r e l i f e c y c l e P r o j e c t c o s t P o we r l O S S i n t h e d i s t r i b u t i o n l i n e I n i t i a l i n v e s t me n t En e r g y — s a v i n g 摘 要就配电线路布线 系统 中电力电缆 经济 电 流截面计算式 中参数 的确定 ,简述须考虑的因素和各 相关专业需要 配合提供 的资料数据 :分析核 算误差对 核算结果的影响并提 出设计使 用中的建议 ;认 为电缆 运行情况与设 计预期是否一致是能否取得 最经济效果 的关键 :建议 有条件 时对能够准确预期运行状 况的配 电线路布线注意电缆经济电流截面的应 用 关 键 词 电力 电缆 经济截 面 经济 电流 全 寿命 周 期 工 程 造 价 线 路 电 能损 耗 初 始投 资 节 能 中 图分 类号T M 一9 文 献 标 识 码 :A 导体 经 济 电流 和截 面选 择 的原 理 和方 法 在 I E C 2 8 7 —3— 2 :1 9 9 5{ E l e c t r i c c a b l e s — C a l c u l a t i o n o f t h e c u r r e n t r a t i n g— P a rt 3:S e c t i o n s o n o p e r a t i n g c o n d i t i o n s —— S e c t i o n 2 :E c o n o m i c o p t i m i z a t i o n o f p o w e r c a b l e s i z e } 标 准 中作 出了指引 ,随后 被引人我 国 ,在 G B 5 0 2 1 7 — 2 0 0 7《 电力工程电缆设计规范》标准 “ 附录 B 1 0 k v 及 以下 电力 电缆经济电流截 面选用方 法”给出了计算 公 式 .并在规范 3 . 7 . 1 条 第 4款 中要求 : “ 1 0 k V及 以下 电力 电缆截面 ⋯⋯ 宜 按电缆 的初始 投资与使 用 寿命期 间的运行 费用综合经济 的原则选 择 。1 0 k V及 以下电力电缆经济 电流截面选用方法宜符合本规范附 录 B的规定 ” ,要求 严格程度为“ 在条件许 可时首先 应这样做 ” 本文 以布线 系统使用 V V一1 k V五芯 电缆的情况 来进行每延长米 费用和线路损耗费用核算 ,并分析影 响核算的因素。 假定布线系统电缆 引出变 电所的集 中敷设段采用 桥架敷设 ,电缆接入配 电箱 的具体负荷段采用镀锌钢 管 明敷 ,按照 G B 5 0 2 1 7—2 0 0 7附 录 B,结合广 东省 的计价规定及价格水平进行核算 。 1 电缆 总成本计算式 中参数的确定 G B 5 0 2 1 7—2 0 0 7附录 B电缆总成本计算式为 : C T =c I + R L F ( 1 ) 式中 :C —— 电缆本体材料及安装成本 ,由电缆材 料费用 和安装 费用两部分组成 .元 : 焉 F —— 线路损耗费用; , m —— 第 1 年 导体最大负荷 电流 ,A; R—— 单位 长度 的视在电流电阻 .Q: 作者信 息 许鹏 ,男 ,珠海明源机 电工程有限公 司,助理工程师 。 3 0 —— 电缆长度 ,m; F—— 综合 系数。 1 .1 编制并调整 C。 1 .1 .1 在 C 中考虑 电缆敷设通道建设费 用 配电线路 的规 格多样 ,具体线路当前及预期负荷 在设计 阶段一般是 明确的 ,相应 电缆通道一般与配 电 线路规格相适应 .线路规格 的变化即会引起相应 电缆 敷设通道建设规模 的变化 ,这一点与供 电线路 电缆敷 设通道需要按 片区供 电或市政规划统一建设不 同 ,因 此在 C 中除 了包 含规范要 求 的电缆 本体材 料及 电缆 敷设 的费用 之外 。还应该 考虑由于电缆截面变化导致 电缆敷设通道建设 规格 浮动而产生的费用 。 电缆集 中敷设段 除了满足当前需求 外 ,也会为未 来新增负荷 出线 电缆提供 预留条 件 ;具 体负荷段一般 按照负荷需求配置 电缆 和敷设 条件即可满足要求 。由 于管材规格 和造价定额 的设 置 ,无论是 电缆的敷设费 用还是 电缆 通道的建设 费用 ,均不一定是随着 电缆截 面 的增 大而必然增 加 .各 规格 档级间的差异就可能为 C 的核算带来不确定性 。 对多根 电缆集 中敷设 时 ,电缆通道建设 费用在每 根 电缆上 的分摊量可按 电缆截 面积分摊 的方式 。以桥 架为例 .即计算每延长米桥架造价 除以桥架 总截面 中 可为电缆填充的部分 ,获得每延长米每 1 0 0 ram 低 压 电 缆 敷设在相应的电缆桥架建设费用( 元 / m1 0 0 m m 。 ) , 再根据具体线路 电缆实 际截面估 算分摊 费用 。进行核 算时可按桥架总截面 4 0 %可被电缆充分填充计算 ,实际 工程 中桥架不仅不 能被充分填充 ,且还应该 为未来负 荷变化预留电缆敷设条件 ,不充分填充和预留部分都是 客观存在的 。由于情况各异 ,本 文不将这部分 计入因 按电缆经济电流截面选择电缆引发电缆通道成本浮动 。 1 .1 . 2在 C 中考虑工程建设相关费用 电缆 的设置费用还应考虑 以分部分项工程 费用为 基础 ,按费率收取 的规费 、税金 、工程设计 费 、工程 监理费等 内容 。根据广东省计费情况 ,这部分 费用至 少约相当于 电缆及其敷设通道费用 的 1 . 1 倍 。即考虑 工程 总 造价 和按 费率 收取 的规 费 、税金 、工 程设 计 费 、工程监理费等 因素后 ,按 1 . 1 X C 计人核算 。 1 .1 . 3对于经 营性项 目,在 C T 中考虑 固定资产折旧 根据我 国现行财税制度 ,对 于工商企业建设项 目 电缆部分建设投资与其相配套 的用 电设备或其 依附的 建筑投资再投入使用后可一并形成 固定 资产 ,并 可按 直线法计提折 旧 .准予在企业所得税应 纳税所 得额 中 扣除 。受此影响考虑到固定资产折旧因素影响后 ,电 缆设置费用综合计算会 比建设初期投资折减 。 我 国 目前居 民企业 所得税 税率 为 2 5%,当取 总 的设备折 旧年 限为 1 0年 、残值率取 5% 时 ,则 电缆 投入运行 的前 1 0年每年有相当于建设投资 __ X 2 5% 一 2 . 3 8% 的营业收入 免征所得税 。电缆 本体 实际 回收残值虽然较高 ,但 由于残值是 与电缆 通道等 因素一并考虑的 ,电缆不会在固定资产折 旧完成后立 即 回收残 值 ,且实 际 回收残值 时还 可能 发生其 他 费 用 ,故本文按 5 % 残值 、贴现率 1 0%、在第 1 0年 回 收估算 。取折 旧年限 1 0年 、1 0 %贴现率 ,则有年金现 值系数 ( P / A,1 o %,l O )= ~6 . 1 4 , 折现系数( F/ P,1 0% ,1 0 ) 0 3 9 , 即考虑 固定 资产折 旧因素后 项 目在 良好运 营情况下 . 计人 核算 的费 用可 比建设 实际投 入部分 降低 2 . 3 8 % X 6 . 1 4+5% 0 . 3 9=1 6 . 5 6%考虑 ,即 0 . 8 3 C T 。同 样按 5 %残值率、1 0 年折 旧,当贴现率在 7 . 5 %~ 1 2 . 5 % 范围浮动时 ,这一折减在 ( 0 . 8 1 —0 . 8 5 )C T 范 围浮动 , 这一 浮动对 结果影 响不 大。 而对 于公立学 校 、公共建筑等非赢利项 目,由于 不存 在企业 所得税 ,则不 能按本项思路考虑折减 。对 于学校 、公 益建筑等要根 据具体 的运营和财 务特点 . 考虑 核算方 式。 1 .1 .4 在 C 中考虑建设资金来源 一 般项 目建设投 资资金来源多为 自有资金和融资 贷款两部分 ,自有资金在建设期一次投人 ,融资贷款 在运 行期逐 年还本 付息。按 电缆经济 电流截面选择 电 缆 时引起投 资变化 必然导致还本付息总额 的变化 。由 于融资 方式 多样 ,导致 的融 资成 本不 同 ,本 文按 C 为 自有 资金核算 ,不展开论述 。 1 . 2 估算并调整J 未 L F 损耗费用亦按线路每延长米考虑 ,根据规范建议 取 负荷增长率 o=0 ,能 源成 本增长率 b:2%,每 回 路 相线数 目 N=3 ,传输 同样型号 和负荷值 的 回路数 N c =1 。则 按 G B 5 0 2 1 7—2 0 0 7计 算 式 B . 0 . 1—2 、 B. 0 .1—3、B. 0 . 1—4: , a R F=, a R3 ( P+D) 3 1 酲皇 丝璺皇 堑 一皂燕 煎亘墨旦 曼上 J_ h tt p : / / W W W j z d q . n e t .c n 5 1 9 建 虢电乞。 l_——______BU D} NG 2r 3 1 3 年 第 日 期 I EL EC Rl el " lr 1 . 2 .1 年损耗 费用折现 式 / ( Ⅳ , ) = 暑 表 示 使 用期 中 .各年度 电能损耗费用按资金时间价值 的思 路 折算为现值 ,数值随实际使用年 限 Ⅳ、贴现率 i % 浮 动 ,当 N∈ 『 l 0,3 0 ] 、i ∈ 『 7 . 5%,1 2 . 5%]浮 动 时 , .厂( N,i ) ∈ [ 5 . 9 5 ,1 4 . 4 2 ] 。 1 .2 .2 每年 电能损耗费用 式( r P+ D)为使用 中每延长米线路上 电能损 耗的年费用( 元 / m k W) ,P为 电价 ,D为由于线路 损耗额外的供电容量成本 ,对于配 电线路用户这部分 费用 已体现在配变投资和电费费用 中,本文取 D= 0 。 式 r P与具体线路 的用 电时 间和用 电电价 密切 相关 ,当前本地电价按用 电性质有工业 、商业 、非工 业 的差异 .工 业用 电在不 同时段 也有 峰谷 电价 的差 异 .由于这两个参数都是 由电气设计人员把握 的,为 了使 结果简化 .本文将 r P视 为一个 因素 考虑 ,取 tr P∈ 『 2 0 0 0 ,6 0 0 0 ] 。 2 经济 电流截面核算结果 2 .1 总费用算式 设定 电缆钢管敷设部分 占全段百分比为 Z %,桥架 敷设 占全段( 1 一z %) ,则 C T _-C I +, F成为 仅与 电缆敷设方式组合 Z %、电缆长时载流量 , 、年 电能 损耗费用 P有关的总费用算 式 ( f %,, , r P) , 如表 1 在确定的 ( Z %, , , 『 J P )条 件下 ,最 经济的电流截面即为总 算式 中取 值最 小 的 c T ( Z %,, ,tr P )对应的 电缆截面。 根 据 核 算 数 据 , 由于 表 1桥 架 费 用 与 钢 管 费 用 均 与 电能 损 耗 费用 有 较 大 差距 , 在假 定 计 算 条件 下 当 Z% <9 0% 时 .Z % 取 值 对截 面选 择 结果 无 影响 ,图 1为 C r( Z % <9 0% .I . P)对 不 同, 、r P组 合时电 缆 截 面 的 选 择 结 果 , _ 璺 一 熙⋯ y 一 璺 5 2 0 h t t p : / / W W W j z d q n e t.c n 图示 曲线 即为不 同截 面的分界 曲线 。在 P<3 0 0 0 元 / k W 时按图示 曲线区间选择的截面可能超过规范允 许 的线路载流量 ,还应按照其他电缆选择条件校核。 2 .2核算结果分析 由图 1可见,在同等 r P条件下 ,截面适用的电 流范围与相邻电缆截面积倍比没有必然关系 ,这与部分 手册按电缆本体及安装费用核算得到的结 果不 同 .这 是受到配管规格档级和取费规则影响而产生的结果 。 当表 1总费用算式不按 注 1 )考虑时 ,相 当于建 设费用上浮 ,按 1 5%估算 ,此 时 C T( Z %<9 0%,, , P)电缆 截 面 选 择 结 果 如 图 2所 示 。7 0 mmz与 9 5 m m 截面分界曲线移动幅度平均约为 5 ~1 0 A,而 1 5 0 mm 与 1 8 5 mm 截 面分界 曲线移 动幅度平 均 约为 1 5~2 0 A 以 ( Z % =5 0% ,1 0 0 A,4 0 0 0元 / k W ) 时为例 ,按 图 1 选 择 9 5 m m 时 ,截 面 总 费 用 最 经 济 为 :按表 1中 9 5 m m 电缆经 济截 面 总费 用算 式 C lT( f %,, , P)=4 2 2 . 2 5+9 4 . 8 1 Z %+0 . 0 0 9 3I P /1 0 0 0 =4 2 2.2 5 + 9 4 .81 5 0 % +0.0 0 9 3 1 0 0 0 4 0 0 0/1 0 0 0=8 4 1 . 6 5 5元 /延 长米 :而按 图 2上浮 1 5 % 时选择 7 0 mm 截面时总费用 8 7 7 . 8 9元 / 延 长米( 算 法 同上 ,后均 略 ) ,较 最经 济截 面增加 4 . 3 % 的总费用 ;在不考虑经济 电流截面时散热较好 的情况下可选择 5 0 mm。 截面 ,总费用 9 6 9 . 2 6元 / 延 长米 ,较最经济截面增加 1 5 . 2% 的总费用 :当不进行 验算认 为截面越 大损耗越小 而选择 1 2 0 m m 截面 时 . 表 1 电缆经济 电流截面总费用算式 Ta b.1 Equ a t i o n o f t o t a l c o s t o f e c o n o mi c s e c t i on o f po we r c a b l e 低压5芯 电缆由桥架 电缆钢管 6 o 时魑阻 电缆截面 敷设费用 明敷费用 C T( % , , ,f. P ) 3 ) f m m 2 { 元f m 《 元, m ) ) / ( ro l l , m ) 2 ) 3 5 1 6 6 . 5 4 2 4 0. 0 5 0 . 5 8 1 1 6 6 . 5 4+73 . 51f% +0 . 0 2 5 1 1 T P/1 O 0 0 5 0 2 3 0 . 5 7 2 9 9. 9 5 0 . 4 07 2 3 0 . 5 7+ 6 9. 3 8Z% +O . 01 7 61 T P/1 0 0 0 7 0 3 2 3 . 6 4 42 3 . 6 9 0 . 2 91 3 2 3 . 6 4+ 1 0 0. 0 5Z % +0 . O1 2 6l T P/l 0 0 0 9 5 4 2 2 . 2 5 5 1 7 . O 6 O . 2 1 4 4 2 2 . 2 5+ 9 4. 8 1Z% +0 . 0 0 9 31 r P/1 O 0 H 0 l 2 0 5 3 0. 1 6 6 6 9 . 0 9 0 .1 6 9 5 3 0 .1 6+1 3 8 . 9 3f % +0. 0 0 7 31 T P,1 0 0 0 1 5 0 6 57 . 1 2 7 8 8 . 3 3 O .1 3 6 6 5 7 .1 2+ 1 31 . 2 1f % +0. 0 0 5 91 T P,1 O O 0 1 8 5 7 8 7 . 3 7 9 3 8 . 8 4 0 .1 1 0 7 8 7 . 3 7+ 1 51 . 4 7f % + 0 . O O 4 81 T P/1 0 0 0 2 4 0 9 9 3 . 2 9 1 1 31 . 6 0 0 . 0 8 5 9 9 3 . 2 9+ 1 3 8 . 3 1 % + 0 . O O 3 7I T P/1 0 0 0 注 1 ) :建设费用 C I 部分参 照珠规 建建 [ 2 0 1 0 ]2 9号“ 珠海市建设规划 局关于执行 2 0 1 0年 《广东省 建设工程计价依据 》有关 问题 的通知”之“ 安装 T程定额计价程 序表”按照必须计列 的项 目计算 材料 价格参照 《 珠海T程造 价信 息》2 0 1 2年第 1 期( 总第 9 7期 )至 2 0 1 2年第 1 0期 ( 总第 1 0 6期 )价格 的算 术平均价格。计价取值后,按 0 . 8 3C 一 调整 。 注 2 ) :参考 《 工业 与民用配电设计手册》 ( 第 3版 )表 9—8 O电阻值。 注 3 ) :按本文 1 . 2 . 1节取 ,( 3 O,7 . 5%):1 4 . 4 2计入 c T( %,, ,r P ) 。 ≥ 1 h 3 0 0 0 4 0 0 0 l 45 l 95 7 0 ra m 2 I 9 5 m m 2 I 2 4 5 2 9 5 3 4 5 1 2 0 r n m I 1 5 0 m m 2 l I 8 5 m m l 图 1 电缆经济截面分界曲线 F i g .1 Tr a n s i t i o n c u r v e s f o r e c o n o mi c s e c t i o n o f p o w e r c a b l e ≥ I h 3 0 00 4 Oo 0 图 2 建设费用上浮时的电缆经 济截 面分界 曲线 Fi g .2 Tr a ns i t i o n c u r v e s f o r e c o n o mi c s e c t i o n o f p o we r c a b l e wi t h a r i s e i n c o ns t r u ct i o n c o s t 总费用 8 8 1 . 6 2 5 元 , 延长米 ,较最经济 截面增加 4 . 7% 的总费用 。由此可 见按 经济电流界面即便不能取得最 经济的效果 ,仍较安全载流量选取电缆更为经济。 当表 1 总费用算式建设 费用部分受各 种因素影响 增减 浮动 时 ,分界 曲线 随 增 减而 左右移 动 ,损耗 部分增减浮 动时 ,分界 曲线 随之 移动 ,移 动幅度随相 应 电缆截面增大而增 大。如 当建设或损耗费用在 1 0 % 范 围内浮动时 ,7 0ml T l 与 9 5 mm 截面 分界 曲线移动 幅度平均 约为 5—1 0 A,而 1 5 0 n a n 与 1 8 5 m na 2 截面 分 界 曲线移 动幅 度为平 均 约 1 0~2 0 A。按 照 以上方 法核算 贴现率 i % ,使用 年限 Ⅳ在 1 0% 范 围内浮 动 时 .截面分 界曲线移动幅度亦不超过上述范 围 ,这 为 经济 电流截面应用在布线系统能够较准确预期未来负 荷 的回路中提供 了可行性支撑 。 3结 论 和 建 议 a . 电缆 经 济 电流 截 面是 由费 用 引 申而来 的方 法 ,除了技术 因素外更受 到取费规则的影响 ,结合项 目特点 和当地计费 因素和价格水平进行核算 ,对取得 更适用 的电缆截 面是很有必要 的。 b . 在进行 电缆经 济电流截面核算 时 ,不仅要考 虑造价因素 ,而且要适 当考虑与建设规模有关 的其他 经济 因素 ,如建设期 的资金来源 、运营期 的资产核算 方式等 。 c . 电缆经 济 电流截 面各 相关 因素在 实际运行 中 可 能与核算 取值存 在偏差 ,其 中 C I 对具 体项 目是基 本可 以确定 的 ,电价预期不会下降 ,电缆运行情况与 设 计预 期是 否一 致就成 为 能否取 得最 经济 效果 的关 键 。因此建议有条件 时 。减少能够准确预期 的负荷 回 路 ( 如基本 照明 、安防监控等 )和不确定 的负荷共 回 路 ,对 可准 确预期 运行状 况的配电线路布线注意 电缆 经济电流截 面的应 用。 蔷函凶 [ 1 ] I n t e r n a t i o n a l E l e c t r o t e c h n i c a l C o m mi s s i o n . I E C 2 8 7—3—2 : 1 9 9 5 El e c t r i c c a b l e s~ C a l c u l a t i o n o f t h e c u r r e n t r a t i n g— —P a r t 3:S e c t i o n s o n o p e r a t i n g c o n d i t i o n s— —S e c t i o n 2: E c o n o mi c o p t i mi z a t i o n o f p o w e r c a b l e s i z e[ S ] . G e n e v a ,1 9 9 5 . [ 2 ] 中 国 电力工 程 顾 问集 团 西 南 电力 设 计 院. G B 5 0 2 1 7—2 0 0 7电力工程 电缆设计规范 [ S ] . 北京 :中国计 划 出版社 ,2 0 0 8 . [ 3 ] 中国航 空工业规划设计研究院. 工业与民用 配电 设计手册 [ M] . 第 3版. 北京 : 中国电力 出版社 ,2 0 0 5 . [ 4 ] 广东省建设工程造价管理总站. 广东省建设 工程 计价 通则 2 0 1 0[ M] . 北京 :中国计 划出版社 ,2 0 l O . [ 5 ] 广东省建设 工程造价管理总站. 广东省安装工程 综合定额2 0 1 0第二 册 电气 设备安装工程『 M] . j B 京 : 中国计划 出版社 ,2 0 1 0 . [ 6 ] 珠海工程造价站. 珠海工程造价信息 [ G ] ,2 0 1 2 . [ 7 ] 广东造价信息 网. 珠规建建 [ 2 0 1 0 ]2 9号文珠 海市 建设规 划局 关于执 行 2 0 1 0年 《 广东 省建设 工程 计价 依 据》有关 问题 的通知 [ E B/ O L ] .( 2 0 1 0—0 4—1 9 )[ 2 0 1 3 一 O 7—1 9 ] . h t t p :/ / W ~ g- W . g d c o s t . c o m/ V i e w Me s s a g e . a s p x ? Me s s a g e I d=1 1 8 3 72. 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