首先，对P1回路适当增大截面的几种可行方案进行比较：

　　方案1：按发热条件选截面，即3×2.5mm2；

　　方案2：按方案1再增大一级截面，即3×4mm2.

　　分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算，仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言，因截面加大对直埋或沟内敷设，除电缆本身造价外，其它附加费用基本相同，故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细关系不大，这一项费用的差价所占比重较小，同样可以略去不计，于是：

　　方案1的初投资F1＝电缆单价×电缆长度＝3500元／km×0.1／km＝350元。

　　方案2的初投资F2＝电缆单价×电缆长度＝3800元／km×0.1／km＝380元。

　　方案1的年折旧费E1＝初投资F1×年折旧率＝350×0.030＝10.5，方案1年电能损耗费D1＝年电能消耗量×电度电价＝ΔAkwh×0.085.

　　式中：ΔA＝3I2ls×R0×L×τ×10－3kwh

　　R0——线路单位长度电阻（VLV－2.5mm2R0＝14.7／km）；

　　L——线路长度；

　　Ijs——线路计算电流；

　　τ——年最大负荷小时数，根据最大负荷，利用小时数T和功率因数查曲线得出，这里取T＝3000n及T＝2000n，则查出τ分别为：

　　T＝3000n　　τ＝2100n

　　T＝2000n　　τ＝1600n

　　于是：

　　（1）当T＝3000n、τ＝2100n时，方案1的年电能损耗费：

　　D1＇＝ΔA×0.085＝3×7.52×14.7×0.1×2100×0.085×10－3＝44元

　　（2）当T＝2000n、τ＝1600n时，方案1的年电能损耗费：

　　D1＇＝ΔA×0.085＝3×7.52×14.7×0.1×1600×0.085×10－3＝33.7元

　　方案1的年运行费Y1＝年折旧费＋年电能损耗费。

　　T＝3000n时Y1＇＝10.5＋44＝54.5元

　　T＝2000n时Y1＇＇＝10.5＋33.7＝44.2元

　　按与上面相同的方法可求得方案2的年运行费（计算略）：

　　T＝3000n时Y2＇＝11.4＋27.8＝39.2元

　　T＝2000n时Y1＇＇＝11.4＋21.2＝32.6元

　　显然，方案2投资高于方案1，但年运行费却低于方案1，其偿还年限N为：

　　当T＝3000n时N＇2－1＝＝＝2.0年

　　当T＝2000n时N＇＇2－2＝＝2.5年

　　可见，偿还年限小于5年，说明方案2优于方案1，其方案2的多投资额仅在2～3年内，即可通过节省年运行费而收回。也就是说，人为增加一级截面是经济合理的。那么，若是人为增加两级三级，其经济效果如何？则需类似计算比较。

　　现在根据表2的结果，将方案3与方案2比较，方案3投资高于方案2，但年运行费用少，其偿还年限为：

　　当T＝3000n时N＇3－2＝＝3.3年

　　当T＝2000n时N＇＇3－2＝＝4.6年

　　综上所述，投资高的方案3优于方案2.为了找出最佳方案，我们可以将方案4与方案3比较，其偿还年限为：

　　当T＝3000n时N＇4－3＝＝20年

　　当T＝2000n时N＇＇4－3＝＝29年

　　显然，因偿还年限远超过标准偿还年限5年，故投资高的方案是不合理的，即投资方案3优于方案4.

　　通过以上分析计算，最终确定方案3（即按发热条件选出截面之后，再人为加大两级）是所选截面的最佳方案。对其它P2～P5线路经过上述计算方法均得出同样结论，即方案3为最佳方案。

　　因此，我们认为在选择截面时，按发热条件选出后，再人为加大两级，从经济角度看有明显的效益。即使侧重考虑节省有色金属的观点，人为加大一级也是完全可行的。从技术方面看，增大电缆截面，线路压降减小，从而提高了供电质量，而且截面的增大也为企业或系统的增容改造创造了有利条件。

　　但是，当负荷电流较小（Ijs≤5A）时，计算结果表明：没有必要再加大截面，因为负荷电流较小，所产生的线路损耗也较小，增加截面而多投资部分，需要在5年以上才能收回，故此时按发热条件选择即可。

　　以上是按VLV铝芯电缆为例作出的结论，如换为VV铜芯电缆其结果：以P3回路为例，计算略。

　　从表3中可以看出方案2为最佳方案，即按发热条件所选截面之后再加大一级。虽然这仅是在一种情况下得出的结果，但具有一定的普遍意义，因为，各级电缆截面的级差与相应的投资额之差均符合趋势。

　　3.结论

　　从以上分析可见，按偿还年限法选择电缆截面，不仅具有突出的节电效果和最佳的经济效益，而且还具有一定规律。

　　3.1按投资年限法选择电缆截面

　　首先，按发热条件选出允许截面，然后再加大两级，当负荷计算电流小于5A时就不必加大截面。当然，仍要计算电压损失，在损失超过允许的5％时，可增大一级。一般情况下，由于按偿还年限法选出截面均能满足电压损失的要求，同时也满足短路热稳定的要求，这种方法对裸导线架空敷设也同样有效。

　　3.2线路长短与偿还年限无关

　　前边计算线路均设为100m，因为实际上，线路长度对经济比较结果没有影响。让我们看看偿还年限的具体公式。

　　N＝（年）

　　其中：

　　F2～F1——分别为两方案的投资；

　　Y1～Y2——分别为两方案年运行费用。

　　将上公式展开：

　　N＝－

　　其中：

　　L——线路长度（km）；

　　R10、R20——两种电缆单位长度电阻（Ω／km）；

　　β——电缆年折旧费率（取3％）；

　　d——度电价（元／kwh）。

　　公式的分母、分子都有线路长度L，显然可以消掉，因此，偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义，无论电路长短，都可以用该方法选择电缆导线截面。

　　3.3最大负荷利用小时数T与选择截面经济效益的关系

　　重新分析其偿还年限的表达式并整理得：

　　N＝

　　可见，在其它因素相同的条件下，偿还年限与最大负荷损耗小时数τ成反比。而τ取决于最大负荷利用小时数T和负荷功率因数，τ值随T的增大而增大，随功率因数提高而减小。

　　在计算时分别选T为3000n和2000n，这是企业一班制估算的，如两班和三班制其T值大于3000n即负荷利用小时数较大，适当增大导线截面更具明显的经济效益和节电效果。

　　参考文献

　　1.工厂常用电气设备手册一级建造师培训

　　2.工厂供电设计，李宗纲等著

　　3.工厂配电设计手册，水电部出版社

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