如何根据经济电流密度选择合适的电缆截面积？

下述按照经济电流密度选择电缆截面积的方法适用于10kV及以下铝合金电缆。

1.电缆总成本计算

电缆线路损耗引起的总成本由线路损耗的能源费用和提供线路损耗的额外供电容量费用两部分组成。

考虑负荷增长率a和能源成本增长率b，电缆总成本计算式如下：

C_T=C₁+I²_maxRLF （1-7-4）

F=N_pN_c（τP+D）Φ/（1+i/100） （1-7-5）

r=（1+a/100）2（1+b/100）/（1+i/100） （1-7-7）

式中 C_T——电缆总成本（元）；

C₁——电缆本体及安装成本（元），由电缆材料费用和安装费用两部分组成；

I_max——第一年导体最大负荷电流（A）；

R——单位长度的视在交流电阻（Ω）；

L——电缆长度（m）；

F——由式（1-7-5）定义的辅助量（元/kW）；

N_p——每回路相线数目，取3；

N_c——传输同样型号和负荷值的回路数，取1；

τ——最大负荷损耗时间（h），即相当于负荷始终保持为最大值，经过时间τ后，线路中的电能损耗与实际负荷在线路中引起的损耗相等；可使用最大负荷利用时间（T）近似求τ值，T=0.85τ；

P——电价（元/kW·h），对最终用户取现行电价，对发电企业取发电成本，对供电企业取供电成本；

D——由于线路损耗额外的供电容量的成本（元/kW·年），可取252元/kW·年；

Φ——由式（1-7-6）定义的辅助量；

i——贴现率（%），可取全国现行的银行贷款利率；

N——经济寿命（年），采用电缆的使用寿命，即电缆从投入使用到使用寿命结束的整个时间年限；

r——由式（1-7-7）定义的辅助量；

a——负荷增长率（%），在选择导体截面积时所使用的负荷电流是在该导体截面积允许的发热电流之内的，当负荷增长时，有可能会超过该截面允许的发热电流。a的波动对经济电流密度的影响很小，可忽略不计，取0；(www.xing528.com)

b——能源成本增长率（%），取2%。

2.电缆经济电流截面积计算

1）每相邻截面的A₁值计算式：

A₁=（S_1总投资-S_2总投资）/（S₁-S₂） （1-7-8）

式中 S_1总投资——电缆截面积为S₁的初始费用，包括单位长度电缆价格和单位长度敷设用总和（元/m）；

S_2总投资——电缆截面积为S₂的初始费用，包括单位长度电缆价格和单位长度敷设费用总和（元/m）。

同一种型号电缆的A值平均值计算式：

式中，n为同一种型号电缆标称截面档次数，截面积范围可取25～300mm²。

2）电缆经济电流截面积计算式：

经济电流密度计算式为

电缆经济电流截面计算式为

S_j=I_max/J （1-7-11）

式中 J——经济电流密度（A/mm²）；

S_j——经济电缆截面积（mm²）；

B——B=（1+Y_p+Y_s）（1+λ₁+λ₂），可取平均值1.0014；

ρ₂₀——20℃时电缆导体的电阻率（Ω·mm²/m），铜为17.2×10^-9、铝合金为28.3×10^-9，计算时可分别取17.2和28.3；

α₂₀——20℃时电缆导体的电阻温度系数（1/℃），铜为0.00393、铝合金为0.00403。

3.10kV及以下铝合金电缆按经济电流选择截面积时的相关要求

1）按照工程条件、电价、电缆成本、贴现率等计算拟选用的10kV及以下铝合金电缆的经济电流密度值。

2）对备用回路的电缆，如备用的电动机回路等，宜按正常使用运行小时数的1/2选择电缆截面积。对一些长期不使用的回路，不宜按经济电流密度选择截面积。

3）当电缆经济电流截面积比按热稳定、容许电压降或持续载流量要求的截面积小时，则应按热稳定、容许电压降或持续载流量较大要求选择截面积。当电缆经济电流截面积介于电缆标称截面积档次之间，可视其接近程度，选择较接近一档截面积，且宜偏小选取。