ICS 29.060.20K 13備案號: 45470- 2014JB中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995代替JB/T 10181.6- -2000電纜載流量計算第32部分:運行條件相關電力電纜截面的經(jīng)濟優(yōu)化選擇Electric cables- Calculation of the current rating- Part 32: Sections onoperating conditions- -Economic optimization of power cable size(IEC 60287-3-2: 1995, Electric cables- Calculation of the currentrating一Part 3: Sections on operating conditions- Section 2: Economicoptimization of power cable size, IDT)2014-05-06發(fā)布2014-10-01實施，中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995目次.前.............................................................................1范圍.5確定導體經(jīng)濟截面.......5.1第一類: 系列截面中導體經(jīng)濟電流范圍...45.2 第二類:給定負荷的導體經(jīng)濟截面......5附錄A (資料性附錄)導體經(jīng)濟截面計算示例A.2電纜和供電系 統(tǒng)詳細說明......A.3計算經(jīng)濟電流范圍 (見5.1)..9A.4導體經(jīng)濟截面方法計算 (見5.2) ........A.5 對整個線路所有線段采用- -種標準導體截面計算A.6 結果匯總..........................附錄B (資料性附錄)導體平均溫度和電阻....15B.1導體平均溫度 和電阻估算方法. 15B.2確定導體平均溫度 和電阻的公式5B.3 應用于確定經(jīng)濟電流范圍(見5.1)B.4 應用于確定導體經(jīng)濟截面(見5.2)17圖A.1 系統(tǒng)布置圖A.2經(jīng)濟電流范圍.........圖A.3費用 與導體截面的變化關系..........................................10表A.2經(jīng)濟負荷......表A.3載流量判據(jù).12表A.4各線路段的經(jīng)濟負荷和標準導體截面...........表B.1 數(shù)據(jù).. 16IJB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995本部分起草單位:上海電纜研究所、福建南平太陽電纜股份有限公司、特變電工山東魯能泰山電纜有限公司、加鋁(天津)鋁合金產(chǎn)品有限公司、江蘇亨通電力電纜有限公司、重慶泰山電纜有限公司、揚州曙光電纜股份有限公司、江蘇中超電纜股份有限公司湖南華菱線纜股份有限公司、遠東電纜有限公司、浙江萬馬電纜股份有限公司、上海電纜廠有限公司、安徽欣意電纜有限公司、中天科技海纜有限公司、- 上海華普電纜有限公司。本部分主要起草人:夏俊峰、范德發(fā)、胥玉民、胡大偉、馬軍、張翼翔、梁國華、王柏松、張公卓、劉華軍、劉煥新、王怡瑤、田剛、張建民、高慶、徐曉峰。本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為:-JB/T 10181.6- -2000。IIJB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995電纜載流量計算第32部分:運行條件相關電力電纜截面的經(jīng)濟優(yōu)化選擇1范圍JB/T10181的本部分規(guī)定了選擇導體經(jīng)濟截面的方法，應綜合考慮最初的投資以及電纜經(jīng)濟壽命內焦耳損耗的預期成本。本部分內容中不包括維護費用、強迫冷卻系統(tǒng)的能量損耗以及按小時用電計價等。該方法應用于一個假定的供電系統(tǒng)的計算實例，可參見附錄A。本部分適用于和運行條件相關的電力電纜截面的經(jīng)濟優(yōu)化。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。IEC 60228電纜的導 體(Conductors of insulated cables)IEC 60287-1-1電纜載流量計算 第1-1部分:載流量公式(100%負 荷因數(shù))和損耗的計算般規(guī)定(Electric cabls- Calculation of the current rating- Part 1-1: Current rating equations ( 100% laodfactor) and calculation of losses- General)IEC 60287-2-1電纜載流量計算 第2-1 部分:熱阻熱阻的計算( Electric cabls- Calculation of thecurrent rating- -Part 2-1: Thermal resisitance- Calculation of thermal resistance)IEC 60287-2-2電纜載流量計算 第2 部分:熱阻第2 節(jié):自由空氣中不受到日光直接照射的電纜群載流量降低因數(shù)的計算(Electric cables- Calculation of the current rating- -Part 2: Thermal resistance-Section 2: A method for calculating reduction factors for groups of cables in free air, protected from solarradiation)IBC 60853 (所有部分)電纜 周期性和緊急負載情況下的載流量計算(Calculation of the cyclic andemergency current rating of cables)3符號與導體截面有關的單位長度費用中的可變部分cu/ (m●mm2)B式(16) 定義的輔助量與敷設條件等有關的單位長度費用中的不變部分cu/mCT電纜系統(tǒng)的總費用cu年供電費用cu/ (W●年)F式(10)定義的輔助量cu/WImax第一年內電纜的最大負荷，即按小時最大平均電流值I()以時間為函數(shù)的負荷電流AJB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995電纜長度m在N年經(jīng)濟壽命期內焦耳損耗費用的現(xiàn)值u財務計算包含的時間段，也指“經(jīng)濟壽命”年N每個回路的相導體數(shù)類型和負荷值相同的回路數(shù)P相應電壓等級下1W●h的能源費用cu/ (W.h)電纜線路安裝總費用CI2相鄰較大-檔標準導體截面電纜的安裝費用CI相鄰較小一檔標準導體截面電纜的安裝費用xuCI(S)電纜安裝費用與截面的函數(shù)關系式(8)定義的輔助量R電纜單位長度的交流電阻，包括yp、ys、小2的增加值2/m(yp、y臺小石在平均工作溫度下可認為是常數(shù)，見第4章)相鄰較大- -檔標準導體截面單位長度電纜的交流電阻A/m相鄰較小一檔標準導體截面單位長度電纜的交流電阻R(S)導體單位長度的交流電阻與其截面的函數(shù)關系0/mS電纜導體的截面mm導體經(jīng)濟截面最大焦耳損耗下工作時間h/年年負荷(Imax) 增加率%年能源費用(P)增加值，不包括通貨膨脹因素用于計算現(xiàn)值的折現(xiàn)率，不包括通貨膨脹因素式(9)定義的輔助量時間hy鄰近效應因數(shù)，見IEC 60287-1-1ys集膚效應因數(shù)，見IEC 60287-1-1Q20導體材料20"C時的電阻溫度系數(shù)K導體最高允許工作溫度平均環(huán)境溫度導體平均工作溫度金屬套損耗因數(shù)，見IEC 60287-1-1鎧裝損耗因數(shù)，見IEC 60287-1-1μ負荷損耗因數(shù)，見IEC 60853P2o導體20C時的直流電阻率，見5.2Q●m4總費用的計算在電纜經(jīng)濟壽命期，用現(xiàn)值表示的電纜安裝和運行總費用按式(1)計算，注意所用的金融量以任意貨幣單位表示，記作(cu)。 .C.-+.+.............. (1)式中:-電纜線路安裝總費用(cu);電纜線路裝置自購買日期起計算能量損耗的等值費用，即在N年經(jīng)濟壽命期內焦耳損耗費JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995用的現(xiàn)值(cu)。CJ值的估算損耗的總費用由兩部分組成:能源費用和供電損耗的附加費用。a)能源費用第一年內能量損耗=(ZuRIN,N。)r ......式中:第- -年內電纜的最大負荷，單位為安(A)。R-一考慮到集膚效應和鄰近效應(y。、 y%)以及金屬屏蔽和鎧裝中損耗(小、2)電纜單位長度的交流電阻，單位為歐每米(Q2/m)。一-電纜長度，單位為米(m)。因為導體的經(jīng)濟截面通常大于按熱性條件確定的導體的截面(即用IEC 60287-1-1、IEC 60287-2-1、IEC 60287-2-2和/或IEC 60853確定的尺寸)，故導體溫度低于其最高允許值。在缺少更準確資料情況下假定為常數(shù)較方便，即R為常數(shù)，相應的溫度為(00) /3+6%。式中: .θ對應于該 電纜型式導體最高允許工作溫度。-平均環(huán)境溫度;因數(shù)3為經(jīng)驗值，參見附錄B.注1:如果要求較高的精確度( 例如當日計算不能清楚地確定什么是要選擇的導體標稱截面，或者最后幾年負荷增加明顯高于第一-年時)， 則可用上述近似溫度所獲得的導體截面作為起始計算點，對導體溫度要做更精確的估算。注2:附錄B給出了用于更精確地估算導體溫度和電阻值的方法。然后用導體電阻的修正值再確定經(jīng)濟截面。注3:導體電阻對經(jīng)濟截面的影響很小，故進行一次迭代計算即可。Np--每個回路的相導體數(shù)。Nc-類型和負荷值相同的回路數(shù)。r一最大焦耳損耗下運行時間 (h/年)， 即與實際變化負荷電流產(chǎn)生的年能量損耗總和相同所要施加的最大電流L的年小時數(shù)。τ=。3050,dt。如果已知負荷損耗因數(shù)μ,并可假設經(jīng)濟壽命期內為常數(shù)，則T-8 760μ。見IEC 60853導出損耗因數(shù)的μot一時間， 單位為小時(h)。I(t)-以時間為函數(shù)的負荷電流，單位為安(A)。第一年內能量損耗費用為:P- -一相應電壓等級下 1 W.h的能源費用，單位為cu每瓦小時[cu/ (W●.h)]。b)供電損耗的附加費用為提供能量損耗所需附加供電的費用為:(r2_RIN,N。)D .................... (4)D-年供電費用， 單位為cu每瓦年[cu/ (W.年)]。因此，第一年能量損耗總費用為:JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995(B.RIN,N。)(TP + ................... (5)如果費用在該年年底支付，則裝置購買日期的費用現(xiàn)值為:(LRIN,N)(TP+ D)......................... (6)1+i/100式中: .i一折現(xiàn)率， 不包括通貨膨脹因素，%。相似地，在N年運行期內折算到購買日期的費用現(xiàn)值為:(ImRINpN])(TP + D)QCJ=式中:0計及負荷增加在N年內能量費用的增加和折現(xiàn)率的系數(shù)。一(1+a/100)-(1 +b/100) ........每年的負荷增加，%;b一年能源費用 (P)的增加，不包括通貨膨脹因素，%。需要計及不同導體截面的系列計算時，可把導體電流和電阻之外所有參數(shù)都用一個系數(shù)F來表示: .Q則總費用為:CT=CI+Imx RIF5確定導體經(jīng)濟截面5.1第一 類: .系列截面中導體經(jīng)濟電流范圍在給定的安裝條件下，所有導體截面都有一一個經(jīng)濟電流范圍。給定導體截面的經(jīng)濟電流上下限可由下式求得:下限:_ CI-CT(12)mx= VF(R-R)上限Imx=,| CI2-CI- .......................... (13)I Fl(R-R)JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995式中:CI一所指 導體截面電纜的安裝費用，單位為cu;CI一 相鄰較小-檔標準導體截面電纜的安裝費用，單位為cu;I2- 相鄰較大一檔標準導體截面電纜的安裝費用，單位為cu;R-一-所指導 體截面電纜單位長度的交流電阻，單位為歐每米(Q2/m);相鄰較小一檔標準導體截面單位長度電纜的交流電阻，單位為歐每米(9/m);R2-相鄰較大一檔標準 導體截面單位長度電纜的交流電阻，單位為歐每米(S2/m)。注1:每個導體截面的經(jīng)濟電流上限及下限可列成表，用于選擇特定負荷下導體最經(jīng)濟截面。注2:一個導體截面的經(jīng)濟電流上限是相鄰較大- - 檔截面經(jīng)濟電流的下限。5.2第二類: 給定負荷的導體經(jīng)濟截面5.2.1一般公式經(jīng)濟截面一般公式是使總費用函數(shù)為最小的截面，即:CT(S)=CI(S)+ 1r.x R(S)IF .....C(S)、R(S)-- 導體截面 S的函數(shù)，見5.2.2。CI(S)和導體截面之間的關系式可從標準截面的已知價格中導出。通常如果在限定的導體截面范圍內可合理地擬合出價格線性關系，則應采用。考慮到所選定的經(jīng)濟壽命期間假定的財務參數(shù)可能有些不確定的因素，因而計算的結果會有很小的誤差。R(S)為截面的函數(shù)。根據(jù)IEC 60287-1-1, R(S)由式 (15)給出:BP2o[1+a2o(0 -20)B-式 (16)中的輔助量，假定導體經(jīng)濟截面為某- -可能值，由IEC 60287-1-1計算此值;03-一 -20C時導體的直流電阻率，單位為歐米(Q●m);注:導體經(jīng)濟截面不大可能等同于導體標準截面，所以需要提供導體截面與電阻之間的連續(xù)關系式。通過所設定的各種材料的電阻率就可求得。P2o 推薦值:銅為18.35X109、 鋁為30.3X109.該值并非材料實際值，而是折中值，以便能直接從標稱截面而不是實際截面來計算導體電阻。020-導體材料20'C時的電阻溫度系數(shù)，單位為每開(K-");0--導體平均工作溫度 [見式(2)中R的定義解釋]，單位為攝氏度(C);-電纜導體的截面，單位為平方毫米(mm?);Ys\ yp集膚效應和鄰近效應系數(shù)，見IEC 60287-1-1;不石-一金屬套和鎧裝損耗因數(shù)，見IEC 60287-1-1.5.2.2電纜費用的線性化函數(shù)若線性模式適合所考慮的電纜型式和安裝的原始費用，則:CI(S)=l(AS+C) ....(17)H電纜長度，單位為米(m);JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995A- -與 導體截面有關的單位長度費用中的可變部分，單位為cu每米平方毫米[cu/ (m●mm?)];C---與導 體截面無關的單位長度費用中的不變部分，單位為cu每米(cu/m)?？蓮氖?14)中對s求導，并使其等于零而求得最經(jīng)濟截面Sec (mm2):Se =1000x|I2xFP2oB[1+a2a(O -20)]A注1:當經(jīng)濟截面未知時，需要假定某-可能的電纜截面，以便能夠計算小yp 和不石的合理數(shù)值，如果經(jīng)濟截面相差太大，需要重復計算。注2:式(17)中費用的不變部分C,不影響計算經(jīng)濟截面ScoSc不大可能恰好等于標準截面(見IEC 60228),因此需要計算相鄰的較大與較小標準截面的費用，再選擇最經(jīng)濟截面。5.2.3介質損耗某些型式電纜的介質損耗會很顯著(見IEC 60287-1-1中表3)。當選擇這種電纜最經(jīng)濟導體尺寸時應考慮介質損耗。用IEC 60287-1-1中的公式計算介質損耗。對于給定電壓等級和絕緣厚度,導體尺寸的增加導致電纜電容的增加,結果與電壓有關的損耗增加。因此，在分析中包含介質損耗時，與電流引起的損耗相反，要降低介質損耗趨向于減小導體直徑。當考慮介質損耗時費用CI、CI和CI2將包括經(jīng)濟壽命期內的總介質損耗。因為包括介質損耗影響的導體最佳截面的計算式很復雜，可采用以下方法:首先，不考慮介質損耗從式(18)求得導體經(jīng)濟截面，然后，計算該費用和包含介質損耗費用的兩個相鄰較小的標準截面，選取其中最經(jīng)濟截面。JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995附錄A(資料性附錄)導體經(jīng)濟截面計算示例A.1概述以輸送相同負荷、沿線間距相等的10條電纜線路計算為例，其情況如下:第一類問題的應用(見5.1), 計算經(jīng)濟電流范圍，確定相鄰負荷間電纜截面;第二類問題的應用(見5.2)， 計算導體經(jīng)濟截面，確定相鄰負荷間電纜截面;-整條線路使用一一種截面電纜時，采用上述兩類方法，確定電纜最經(jīng)濟截面。A.6中匯總的結果表明，要節(jié)省費用需按減少總費用來選擇導體截面而不是按最小的初始投資選擇導體截面。A.2電纜和供 電系統(tǒng)詳細說明A.2.1負荷和線路數(shù)據(jù)從150 kV/10 kV配電站采用沿線路間距相等的電纜線路向10個10 kV/0.4 kV的變電所送電，要確定10kV電纜截面(見圖A.1) (僅有- -條三相回路，故N=1且N=3)。電纜1電纜2電纜9電纜10(160A)(144A)-- [(16A)變電站1變電站2變電站8變電站9變電站10圖A.1系統(tǒng)布置變電所之間電纜長是500 m。這條線路上每個變電所第一年小時平均最大電流Imax是:配電站電流A160214412每個配電站依次減少16A3101對所有周期負荷因數(shù)M=1.11 (見IEC 60853)，假定電纜在經(jīng)濟壽命期該因數(shù)為常數(shù)。對每一線路段均按下列判據(jù)選擇電纜截面:7JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995a)初期費用加上電纜經(jīng)濟壽命期間焦耳損耗的現(xiàn)值的總和為最少;b)電纜經(jīng)濟壽命期間的最后- -年的 負荷所要求的載流量，本例所要求的載流量是最大負荷的0.9倍，即最大負荷除以周期負荷因數(shù)1.11;c)本例沒有考慮其他因數(shù)，如短路電流和電壓降，但可按IEC 60287-3-2引言中0.3處理。A.2.2經(jīng)濟數(shù)據(jù) .項目符號數(shù)據(jù)單位經(jīng)濟壽命3(年最大焦耳損耗下工作時間(數(shù)值2 250包括有效的或2 250h/年日周期負荷時間)10kV第-年末焦耳損耗價格60.9X10-6cu/(W●h)損耗的附加增容費D0.003cu/ (W●h)單位長度電纜費用和安裝費，見表A.1cu/m本例中取決于導體截面的那部分安裝費用系數(shù)A0.1133 .cu/ (m °mm2)年負荷(Imx) 增加率0.5%年能源費用(P) 增加率年折現(xiàn)率5.0A.2.3電纜數(shù)據(jù)對本示例以假設6/10 kV三芯電纜做計算。其40"C和80C時導體交流電阻見表A.1的第2欄和第3欄，其詳細的財經(jīng)數(shù)據(jù)見第4欄~第6欄。土壤環(huán)境溫度20°C時，在允許最高導體溫度80°C下穩(wěn)態(tài)運行載流量見A.3.3。表A.1電纜資料電纜截面.每相電阻Qkm初期費用cu/mmm240°C80°C電纜費用敷設費用總和21.2981.49110.62，17.2327.8530.9391.07911.6517.3328.985(0.6940.79813.1917.4930.68700.4810.55315.2417.7132.9590.3480.40017.8117.9735.781200.2770.31820.3718.2438.611500.2260.25923.4518.55542.001850.1810.20827.0418.92 .45.962400.1400.16132.6919.5152.203000.1140.13138.8520.1458.994000.0910.10449.1121.2070.31輔助量的計算見式(A.1) ~式(A.3):r(1+ 0.5/100)32 x(1+ 2/100): 0.98117................ (A.1)1+5/1001- 0.981 230Q=-..... (A.2) .1-0.9812JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995口3x1x(2 250x 60.9x106 + 0.003)x 23.08(A.3)1+ 5/100A.3計算經(jīng)濟電流范圍 (見5.1)A.3.1一種規(guī)格的經(jīng)濟 電流范圍計算作為示例使用式(A.4) 和式(A.5) 求240 mm2導體的經(jīng)濟電流范圍。500x (52.20- 45.96)x103Im的下限=| 9.234 1x 500x (0.181-0.140)A=128 A .......... (A.4)Im的上限=500x (58.99- 52.20)x 10A=168 A .............. (A.5)V9.2341x 500x(0.140-0.114)當按本例假定的安裝條件，能相似地計算出一-定 范圍的標準導體截面的電流上限時，由于給定導體電流的下限也就是相鄰小一檔導體截面的上限，該計算出可表示的電流的范圍如下:標稱截面mm2電流范圍A25193592750347048)556120615098185128240168300231400第一年期間最大負荷與三個導體截面電纜單位長度的總費用之間的關系如圖A.2所示?？梢钥闯?，每一電纜在截面電流范圍內存在使安裝費用最經(jīng)濟的電流。當負荷確定時，導體截面變化對總費用的影響如圖A.3所示。這里仍保持本例電纜和經(jīng)濟參數(shù)，但假設固定負荷Imx為100A?？梢钥闯?，在最經(jīng)濟截面區(qū)域內，電纜截面的選擇對總費用不會有很大影響，但是與那些按熱性選擇的截面相比，費用的減少是非常明顯的。A.3.2對每個線路段導體經(jīng)濟截面的選擇根據(jù)上述A.3.1中經(jīng)濟電流范圍對電纜線路每段按第- -年各 自的Imx值可選擇合適的導體截面。表A.2中給出了每段選擇的導體截面和按式(11) 計算的費用。計算費用的-一個典型示例如下:第一線路段，Imx為160A.從A.3.1中選擇導體經(jīng)濟截面為240 mm',其經(jīng)濟電流范圍在128A~ 168 A. .JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 199590-80-70-截面大小mm260的150-一 2405080140電流A圖A.2經(jīng)濟電流范圍16140-120-100- 按經(jīng)濟截面60- 面253550 7095， 120 150240100200300圖A.3費用與導體截面的變 化關系CT= (52.2x 500) + 1602 x(0.140/1 000)x 500x9.2341 cu=(26 100 + 16 548) cu=42 648 cu線路各段的費用匯總于表A.2。10JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995表A.2經(jīng)濟負荷項目136780總和負荷Imx A16014412811296448-電纜截面mm2240 24018515012095705025載流量A3823282552114703各線路段費用和總費用電纜cu16345 | 16345 13520 | 13520 11725| 10185 8905 7620 6595 5310| 110 070 |敷設cu9755 9 7559460 9 4609275| 9120| 8985| 8855 8 745 8615 92 025CI cu26100 26 10022980 22980 21000 19305| 17890 | 16475 15340 13 925 202 095 |CJ cu16548 13403 13692 10483| 9616 8185| 6581| 5117 3281 1534 88 440CT cu42648 39503 | 3667233463 30616 21490 24471 21 592| 18621 35 459 290 535從表A.2中看到，基于經(jīng)濟考慮對于運行30年的電纜線路的總費用為290 535 cu。A.3.3根據(jù)最大負荷確定的導體截面按熱性額定值選擇選擇各線路段的電纜截面以能在經(jīng)濟壽命的最后- -年 傳輸預計的最大負荷，且不超過最大允許導體溫度。對第一線路段:Imx (第一年)=160A后一年最大電流=160X[1+ (0.5/100) ]30-1A=160X1.155 6A=185A最后一年要求的載流量(100%負荷因數(shù)) I不小于:185/1.11 A≈167A .式中的1.11是A.21b)中設定的周期負荷因數(shù)。從下面載流量(按IEC 60287-1-1 和IEC 60287-2-1 方法)計算這種電纜埋地敷設載流量得出要求導體截面積為70 mm2。標稱截面mm235507095120150185240300400103125147181212552881328382429482為了對按經(jīng)濟選擇導體截面所計算的損耗和財經(jīng)數(shù)字進行公正的比較，必須假設一個合適的用以計算損耗的導體溫度。對經(jīng)濟截面選擇而言，假設導體溫度約為40C (見第4章)，建議對于按熱性選擇的比較合適的導體溫度是最大允許值80C.80"C時導體電阻見表A.1。30年內第一-區(qū)段的總費用由式(11)得到:.CT =(32.95 x 50)+[1602 <5531000)*500*9.23041]) cu=(16475+ 65363) cu=81838 cu與A.3.2中估算導體經(jīng)濟截面時的該線路段費用相比，節(jié)省的費用為:(81 838- -42 648) X 100/81 838=48%根據(jù)熱性最大載流量計算方法對整條線路做類似計算見表A.3.對于10個線路段費用總節(jié)省為: :(547 864- -290 535) X 100/547 864=47%11JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995表A.3載流量判據(jù)項目146890總和負荷Imx A16014412811230644832電纜Lend A185166148129111)2745537Ies/.1116715033117100537電纜截面mm270503:252:-載流量A181147125103各線路段費用和總費用電纜cu7620 7620 6 5955825 5310 5 3105310| 5310 5310 5310| 59 520敷設cu8855 8855 8745 8665 8615| 8615| 8615| 8615| 8615| 8615| 86 810CI a16475 16475| 15340 14490 13925| 13925 13925| 13925 13925 13 925146 330 ICJ cu65363 52944 | 60365 62492| 63443| 44058 28197| 15861| 7049| 1 762401 534CT cu81 838 69419| 75705| 76982| 77 368| 57983| 42122| 29786| 20974 15 687 547 864A.4導體經(jīng)濟截面方法計算 (見5.2)以第一線路段為例:Imax=160AP2-=30.3X109s.m (見5.2.1)020=0.004 03K-'B=1.023 (假定185 mm2為導體最經(jīng)濟截面的初值)4=0.113 3 cu/m●mm2 (安裝費用中可變部分的系數(shù)見5.2.2)F=9.234 1 cu/W0m= [(80- -20) /3+20] C=40C1602 x9.234 1x30.3x 10-9 x1.023x[1 + 0.004 03x(40 - 20)]S。=1000xmm20.1133= 264 mm2因此，可選擇導體截面為240 mm2或300 mm'.初選導體截面185 mm2時估算的B值現(xiàn)在可進行修正。對于300 mm2導體，用B=1.057重新計算得出Sec 值為269 mm2,此值也在240 mm2和300 mm2范圍內。采用式(11)計算可能采用的各導體截面的總費用:CT240 =| 52.2x 500+ 1602 x(0.140/1 000)x 500x9.2341] cu=(26 100+16548) cu=42648cuCT300 =| 58.99x 500+ 1602 x(0.114/1 000)x 500x9.2341 cu= (29 495 +13474) cu=42 969 cu因此導體240 mm為更經(jīng)濟截面。以相似方法計算出其他線路段截面和費用。這些值與A.3.1 和A.3.2中用以前方法求得的值完全一致，且截面和費用匯總與表A.2給出的值相同。2JB/T 10181.32- -2014/TEC 60287-3-2: 1995A.5 對整個線路所有線段采用一種標準導體截面計算A.5.1經(jīng)濟電流范圍法首先要設定可能的導體截面。對各線路段用該尺寸依據(jù)式(11)計算出總費用，為了確認假定截面是最經(jīng)濟的，對該假定截面相鄰較大-檔及較小- -檔截面所用總費用進行計算。本例假定導體截面185mm2為最佳選擇。對所有線路段用185 mm,然后計算150 mm2和240 mm2的費用，并列于表A.4中。表A.4各線路段的經(jīng)濟負荷和標準導體截面標準截面: 150 mm2項目24570總和負荷Imax A16014412811296806448326電纜截面mm250150載流量A28181各線路段費用和總費用電纜cu11725 | 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 117250 |敷設cu9275927592759275|92759275|9275|9275|9275|927592750CI cu21000 21000 21000 21000 | 21000 21000 21000 | 21000 21 000 21 0000 210 000CJ cu26712 21637 17096 | 13089 9616| 6678| 4274 2404 1068 267 102 841CT cu47712 42637 38 096| 34089 30616 27678 25274 23 404| 22 068 21 267 312 841標準截面: 185 mm?8負荷Imxx A6094:l6電纜截面mm2 185185185 185283281352013520135201352013520 I 13520 13520 13520 I 13520 13 520 135 200敷設c9460 9460| 9460 9 4609460 9460 9460 9460 9460 9460| 94 60022980 I 22980 22980 22 98022 98022 98022 98022 980| 22 980| 22 980 229 800213931732913692104837702534834231925 856 214 82 365443734030936672 33463 30682 28328 26 403 24905 | 23836 23 194 312165 |標準截面: 240 mm21負荷Imx A144 .電纜截面mm? 24024038216345 I 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 163 450敷設c19755T97559755975597s59755[97559755975597559755026100 26100 | 26100| 26100 26100 26100 26100 26100 26100 26 100 261 00016548 13403| 10590 8108 5957 4137 2648 148966216563 70426483950336690 3420832057 30237 28748 27589 26 762 26 265 324 70713JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995總費用為:150 mm2312 841 cu .185 mm2312 166 cu240 mm2324 707 cu上述費用表明，為了標準化起見，只有一 -種 導體截面可用，185 mm2是最佳經(jīng)濟的選擇。在此也可看出圖A.3.1和圖A.3中所示的導體尺寸的變化對總費用改變的影響很小。A.5.2導體經(jīng)濟截面法雖然只選用一種導體截面，但每個線路段的電流是不同的。因此必須計算平均損耗(各段假定在相同溫度下運行，因而導體電阻相同)。平均損耗_ 500x1602 + 500x 1442 +...+ 500x162最大損耗10x 500x 1602= 0.385根據(jù)式(18)采用185mm2導體的B值Sec =1000x1602 x 1.023x30.3x10-9 x[1 + 0.004 03(40- 20)]x 9.2341x0385- mm20.1133=164 mm2因此可證明150 mm2或185 mm2導體截面是最經(jīng)濟的。上述每種導體規(guī)格的總費用為:CTiso =| 42.00 500x10+ 1602 x(0.226/1 000)x 500x 10x 9.234 1x0.385] c=(210 000+102 843) cu=312 843 cuCT8s=[45.96x 500x10+ 1602 x(0.181/1 00)0 500x 10x9.2341x0.385] cu= (229 800+82365) cu .=312165 cu因此，如果整個線路只選用一種導體截面，則可確認185 mm2是最經(jīng)濟的導體截面。.顯然，與表A.3所選用的截面相比，在熱性方面，185 mm2 導體適用于在30年運行結束時傳輸最大負荷。A.6結果匯總對A.2中所述的電纜和條件進行計算的結果匯總如下:費用匯總CTC總和費用計算的基礎cu(%)各線路段采用以熱性考慮的載流量146 330401 534547 864100各線路段采用經(jīng)濟截面202 09588 440290 535整條線路段采用同一種標準截面185 mm2作為經(jīng)濟截面229 80082 365312 1655714JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995附錄B(資料性附錄)導體平均溫度和電阻B.1導體平均溫度和電阻估算方法假定在電纜壽命期間導體電阻值不變是更為方便的，并且通常有足夠的精確度。第4章給出了估算導體工作溫度及其電阻的簡易公式。這是基于典型的計算的結果。即在經(jīng)濟壽命期間，導體經(jīng)濟截面的平均工作溫升只是其最高允許載流量產(chǎn)生的溫升的三分之一左右。本附錄的示例中，使用這種估算方法對導體截面和總費用的誤差不大于2%，然而，當綜合考慮安裝費用、損耗費用和在經(jīng)濟壽命期最后-年負荷增加導致導體溫度接近于最高允許值,此時就可能產(chǎn)生較大誤差。通常僅在臨界的情況下較精確的電阻值影響經(jīng)濟截面的選擇,有些情況下需要較精確的能量損耗費用數(shù)據(jù)，并且允許做些外加的計算工作。如果對特定情況要求很高的精確度,用第4章推薦的簡易溫度計算法求得導體截面或經(jīng)濟電流范圍作為初算點，可計算出精確的導體溫度和電阻值。B.2確定導體平均溫度和電阻的公式由下式求得經(jīng)濟壽命期間第- -年和最后一-年期間的 導體平均工作溫度:8:+0_ β+0. .................... (B.1)22 1-r1-gy)式中:;--第一年的導體溫度，單位為攝氏度("C);θ一最后一年的導體溫度， 單位為攝氏度(°C);平均環(huán)境溫度，單位為攝氏度("C);導體材料電阻溫度系數(shù)的倒數(shù)，單位為開(K)。對于鋁，β=228;對于銅，β=234.4。 .(_丫(θ-6I,兒β+θ-第一年的負荷電流值，單位為安(A);I-用IEC 60287-1-1和IEC 60287-2-1計算的最大允許溫升( 0-0)下的載流量，單位為安(A);θ一- 導體最高允許溫度，單位為攝氏度("C);(1+a/100) 20V-1);-年負荷(Imax) 增加率，%;N-經(jīng)濟壽命， 單位為年。經(jīng)濟壽命第一-年和最后- -年 期間的平均導體電阻由下式求出:5JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995>(300)=! 168丫， 80-20= 0.024 27................ (B.7)( 476)228+ 80gr(300) =1.335 5x0.02427 = 0.032 41然后:0.1053 228 +20、1R(300)=s/km= 0.1084 S/km2228 + 20^ 1 - 0.02427 1-0.03241因此修正后的電流上限值是:500x (58.99 - 52.20)x1 000[(2)=V9.234 1x 500x (0.1344- 0.108 4)A=168.......... (B.8)與初始計算值168 A的差別在數(shù)字修約所致的誤差范圍之內,且因為兩個導體溫度按同一-量進行了修正，不影響對電纜第一線路段按最大負荷160 A選擇240 mm2.對下限也可以上述相似方法計算。初始計算的總費用CT為42648cu(見A.3.2),現(xiàn)在可根據(jù)240mm?導體修正的電阻值計算出費用。在最大負荷電流值Imx=160A時，其輔助量是:y(240) =(16880-20i424)x228+80gr(240) = 1.3355x 0.027 74= 0.037 05從而:0.1296 228+ 20R (240)=Q/ km =0.1339 Q/km228+ 20 i -0.02774” 1- 0.037 05CT=| 52.2x500+ 1602 >0.1339x9.2341x500 cu1 000= (26 100+15827) cu=41927 cu當與本例中按簡易方法求得費用42 648 cu相比時可見減少值小于2%。B.4應用于 確定導體經(jīng)濟截面(見5.2)本說明中使用數(shù)值取自A.4中的示例。在A.4的示例中，交流電阻因數(shù)B修正后，表明最經(jīng)濟截面為269 mm?.該值更接近于標準截面240 mm2而不是300 mm'.現(xiàn)在導體電阻修正后對該截面重新計算。B.3 已經(jīng)給出240 mm2導體有關數(shù)據(jù)負載電流是160 A.y(240)=168)80-20= 0.027 74 ................ (B.10)424 )228 + 80g>(240) =1.3355x0.027 74= 0.037 0517JB/T 10181.32- -2014/EC 60287-3-2: 199530.3x10-9 228 + 20.P(240)=n.m2228 + 201-0.02774 + 1-0.037 05 )=30.3x10-9x1.0335 0.mB.11)=31.32x109 2.m則最經(jīng)濟截面:S。=1000x1602 x9.2341x31.32x10-9x1.057 .mm0.1133= 263 mm2這種微小的變化使Scc稍接近于標準截面240 mm2。240 mm2導體電纜總費用與B.3中計算值相同。經(jīng)濟壽命期內，240 mm2導體平均工作溫度是:228+201日=2 (1- 0.02774 1- 0.037 05-228 C= 28.3 °C .......... (B.13)版權專有侵權必究書號: 15111 ●11787JB/T 10181. 32- 2014定價:24.00元打印日期: 2015年10月15日 F009中華人民共和國機械行業(yè)標準電纜載流量計算第32部分:運行條件相關電力電纜截面的經(jīng)濟優(yōu)化選擇JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995機械工業(yè)出版社出版發(fā)行北京市百萬莊大街22號郵政編碼: 100037210mmX297mm. 1.5 印張●44千字2015年7月第1版第1次印刷定價: 24.00 元書號: 15111. 11787網(wǎng)址: http: /www.cmpbook.com編輯部電話: (010) 88379778直銷中心電話: (010) 88379693封面無防偽標均為盜版版權專有侵權必究