影响电网中导线经济电流密度的几个因素

影响电网中导线经济电流密度的几个因素影响电网中导线经济电流密度的几个因素南昌高专2003年第3期(总第50期)2003年9月出版 JournalofNanchangJuniorCollegeNo.3(Stun50)sept.2003 向电网中导线经济电流密度的几个因素雷敏剑,万涛 (1.南昌高等专科学校工程系,江西南昌330009) 摘要:从导线年计算费用的构成和计算入手,推出了导线经济电流密度jcc的计算式,指出导线价格 a和电能单价口是影响导线经济电流密度的两大主要因素. 关键词:电网规划;经济电流密度;电能损耗中图分类号:T...

影响电网中导线经济电流密度的几个因素南昌高专2003年第3期(总第50期)2003年9月出版 JournalofNanchangJuniorCollegeNo.3(Stun50)sept.2003 向电网中导线经济电流密度的几个因素雷敏剑,万涛 (1.南昌高等专科学校工程系,江西南昌330009) 摘要:从导线年计算费用的构成和计算入手,推出了导线经济电流密度jcc的计算式,指出导线价格 a和电能单价口是影响导线经济电流密度的两大主要因素. 关键词:电网规划;经济电流密度;电能损耗中图分类号:TM751文献标识码:A文章编号:1008—7354(.2003)03—0075—02 导线截面的选择是电网规划设计中的一项重要工作.较大的导线截面,虽工程一次性投资较大,但由于运行中电能损耗较小,故能降低运行费用.反之,较小的导线截面虽能降低工程投资,但对应的运行费用较高,这就存在一个导线截面的最佳选择问题 ,也就是应按"经济电流密度"来选择导线截面,这样可使工程的年计算费用最低.影响导线经济电流密度的因素较多,如抵偿年限,导线种类, 材料价格,电能单价等.El前使用的经济电流密度是国家上世纪50年代公布的标准见表1.几十年来, 导线的材料价格,电能单价等发生巨大的变化. 表1现行导线经济电流密度(A/rrIln2) 年最大负荷利用小时数(h) 导线材料—— <30oO30oO一50oO>50oO 现行经济电流密度的经济性指标已不太合乎时宜, 为此,本文将对导线经济电流密度问题进行讨论. 1导线的年计算费用及经济电流密度所谓年计算费用,是将工程的初投资费,折扣维护费与运行归算到抵偿年限内的年平均值. 抵偿年限内导线初投资的年均值为: Zl=A*L*D*a*103/N 年折旧维护费为: z2=n*A*L*D*a*103 年运行费(电能损耗费)为: z3=12*L*r*7*D*10一/A 总年计算费用为上述三者之和,即: z=【A*L*P*a()+I2*L*r*7*A]* 1O-3(元)(1) (1)式中: 收稿日期:2003—03—17 A一导线的截面积(珊); 卜导线的计算长度(m); 导线的体积质量(g/),铝线为3.528,铜线为 8,9; 口一材料价格(元/lcg),铝线为14,铜线为3o. N一标准抵偿年限,一般取5—10年,本文8年;' n一年折旧维护率,对高压输配电线路取n=7%; 卜一计算(A),取计算期内半小时平均最大电流; 广年最大负荷损耗时间(h),其值从r=f(Tmax)曲线中查取; 一电价(元/l【w?h), 导线电阻率,铝线为0.0315,铜线为0.0188. 将导线截面A用电流密度j的形式表示(A=t/j),则 Z=【I*Lpd(1+n)/j+I*L*r7p*jJ 10-3(元)(2) 从式中(2)中可见,影响年计算遇用的因素较多,但主要是两大因素,一是工程的初投资及折旧维护费,二是导线的运行费(电能损耗费). 图1中,曲线?,?,?分别标示出了工程初投资及折旧维护费,导线运行费,年计算费与电流密度的关系. 由图可见,当j>j伽时.总的年计算费用随导线电流密度的减小而增大;j《j时.则Z:~Zmin.曲线?成为Z=f(j) 渐进线,工程的初投资及年折旧维护费成为影响年计算费用的主要因素.显然,这是由于所选导截面过大所致. 当j>joc时,总的年计算费用随着导线电流密度的增大而增大;若同样,j>joc时,同样.Z:~Zmin.因此.把点j伽称为导线的经济电流密度. 对式(2)求一阶导数并令导数为0,可求得年计算费用最低时对应的电流密度.即经济电流密度j伽为: (3) iil:l凰? 76南昌高专嬲年潭测…俪 Z (元) OJCC 图l导线年计算费用与电流密度的关系 (a)铜导线jcc=f(a/B)曲线 (b)铝导_t~jcc=f(a/B)曲线图2导线经济电流密度关系曲线 2经济电流密度的影响因素及分析计算由式(3)可知,线路的计算电流I与计算长度L不是经济电流密度的影响因素.一般情况下.抵偿年限N在一定时期内可视为常量,因此,在一定的最大负荷损耗时间 7下,材料价格a和电能单价p成为影响经济电流密度的两大直接因素.比值能充分反映不同时期和地域对经济电流密度的影响.joc=f()关系曲线如图2所示. 这样,在不同的时期和地域,根据当时的a和p值,可从图2中查出应取的经济电流密度值.根据南昌电网目前的情况(以10KV电网参数为依据)进行测算,值约为 30(铝)和65(铜).现阶段导线经济电流密度推荐值见表 2. 表2现阶段导线经济电渡密度推荐值(A/ram2) 导线材料年最大负荷利用小时数(h) <300o300o一5000>5000 例如,某10KV变电站主变容量为3000KVA,10KV线路选用钢芯铝铰线,线路长度为5Km,规划其内半小时平均最大电流为100A.最大负荷利用小时为3000h.导线价格为14元/l(g,计算电价为0.465元/kw.h,试按新旧两种方法选择导线截面并进行效益比较. 解:经计算,各种数据结果如下: ?按原国家颁布的经济电流密度所选导线截面为: sad=104.97I姗,取标称值120mm2. ?按现推荐值所选导线截面为: soc2=262.43II,取标称值240n. ?按原颁布值选导线截面的年计算费用为: Zl=7.23万元 ?按现推荐值选导线截面的年计算费用为: z2=6.21万元 ?经济效益比较 Z1一z2=1.02万元可见,按本文推荐的导线经济电流密度值来选择导线截面,可使年计算费用减少1.02万元,降低7.23%. 3结论分析和计算说明,国家颁布的现行导线经济电流密度值已不再是最佳值,文中给出的经济电流密度值已不再是最佳值,文中给出的经济电流密度推荐值在现阶段具有良好的经济性.经济电流密度与材料价格a和电能单价p直接相关,且与/成正比,在不同的时期和地域,其经济电流密度应根据当时的值,从joc=f() 曲线中查取,方能取得较好的经济效益. (责任编辑:蔡久评) 翔一一

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