《電力工程電纜設計規(guī)范》電纜經(jīng)濟電流密度曲線研究報告

《電力工程電纜設計規(guī)范》

專題報告之五

電纜經(jīng)濟電流密度曲線研究報告

東北電力設計院有限公司

二O一六年五月長春

1概述

我國電纜經(jīng)濟選型的現(xiàn)行電纜標準是《電力電纜工程設計規(guī)范》（GB

50217-2007），標準中僅在附錄B中，參考IEC標準，介紹了電纜經(jīng)濟電流截面

的選擇方法，無相關曲線供設計者選用；我國電力行業(yè)導體經(jīng)濟選型的現(xiàn)行標準

是《導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)定》（DL/T5222-2005），同樣參考IEC標準提供

的計算方法，采用初始投資和經(jīng)濟壽命期內(nèi)導體費用之和的總費用最小的原則，

以1998年相關參數(shù)和國家定額標準為計算依據(jù)，繪制了電纜的經(jīng)濟電流密度曲

線，目前仍作為電纜選擇的依據(jù)，為工程設計所遵循使用。

近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)到了一個新階段，原先的計算條件已經(jīng)發(fā)生了

很大變化。

首先，我國電力體制變革與能源費用的變化導致電價的變動。

2002年末，原國家電力公司管理的電力資產(chǎn)按照發(fā)電和電網(wǎng)兩類業(yè)務進行

劃分，在發(fā)電環(huán)節(jié)引入了競爭機制，實現(xiàn)了“廠網(wǎng)分開”。“廠網(wǎng)分開”后獨立法人

的電廠或發(fā)電公司成為電力市場的主角，電網(wǎng)則成為電力交易的場所，各發(fā)電公

司按電價競爭上網(wǎng)。因此電價反映出發(fā)電企業(yè)真實的競爭能力?；鹆Πl(fā)電廠的發(fā)

電的燃料成本占到發(fā)電總成本的50％以上，隨著近年來燃料成本及各種原材料

價格的攀升，導致發(fā)電企業(yè)發(fā)電成本的增加。

以上原因，造成了我國整體電價成本的提升，同時造成了不同區(qū)域之間、不

同電廠之間的電價成本及上網(wǎng)電價的較大差異。對于發(fā)電廠設計階段，不能像現(xiàn)

行規(guī)程一樣，用單一的電價來進行經(jīng)濟電流的計算。

我國現(xiàn)階段實行的是“三段式”電價，即電價由上網(wǎng)電價、輸配電價、銷售電

價組成。上網(wǎng)電價的升高，直接影響輸配電價、銷售電價。現(xiàn)行規(guī)程中對供電用

戶與電力用戶的電價的取值已經(jīng)不能適應現(xiàn)階段電價變化的需求。

第二，電價政策的差異

我國現(xiàn)階段的電價政策，對于發(fā)電企業(yè)實施單一制或兩部制電價，電網(wǎng)的互

供電價同樣實行單一制電價，對于銷售電價根據(jù)用戶采用單一制或兩部制電價。

而現(xiàn)行規(guī)程中，無論發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶均采用兩部制電價，未進行

區(qū)分，因此有必要針對不同的電價標準，分別進行經(jīng)濟電流的研究。

第三，初始費用變化

1

現(xiàn)行《導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)定》中成本來源依據(jù)為：材料價格為1998

年全國平均水平，安裝費預算定額采用《1996年北京地區(qū)價目本》。現(xiàn)階段，無

論是材料價格，還是安裝費用都有了較大的調(diào)整。比如2002年銅價為2.4萬元

／t，2008年銅價一度高達6.4萬/t，當前，電纜制造成本中銅芯成本一般要占其

總價的50％以上，對于大截面電纜該比例高達70％～80％；由于絕緣材料和屏

蔽材料的價格相對穩(wěn)定，因此如銅價繼續(xù)上漲，前述比例還有上升的趨勢。這也

直接導致了電纜初始費用的提高。因此對導體的初始費用必須進行重新的計算。

第四，貸款利率的變化

由于國家金融政策的變化，我國近期的貸款利率與十年前有著重大的差異，

由1998年的10%降為2015年5月份的5.65%。因此，現(xiàn)規(guī)程中，電纜的經(jīng)濟電

流密度也應該隨著貸款利率的降低重新進行修正。

第五，材料應用方面發(fā)生的變化

交聯(lián)聚乙烯電纜較聚氯乙烯電纜有著優(yōu)異的機械物理性能，有更為良好的電

氣特性，電纜導體最高額度溫度可達90℃，短路時的最高溫度可達250℃，同時

有著較高的載流量，而且燃燒時不釋放腐蝕性氣體及有毒氣體，不會產(chǎn)生二次危

害，是符合現(xiàn)代消防安全要求是一種環(huán)保產(chǎn)品。交聯(lián)聚乙烯電纜已經(jīng)被廣泛應用

于工程建設中，因此有必要增加現(xiàn)有規(guī)程中未包括的交聯(lián)聚乙烯低壓電纜的經(jīng)濟

電流密度曲線。

因此，本專題雖作為《電力電纜工程設計規(guī)范》的專題報告，但為直觀的比

較當前條件下電纜經(jīng)濟電流密度曲線的變化，仍以《導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)

定》DL/T5222-2005中電纜的經(jīng)濟電流密度曲線作為基準。同時本專題對現(xiàn)有《導

體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)定》DL/T5222-2005中導體的經(jīng)濟電流密度曲線重新提

出修改意見，對在當前經(jīng)濟技術(shù)條件下采用經(jīng)濟電流密度選擇電纜具有重要意義。

2基于IEC標準的電纜經(jīng)濟截面的數(shù)學模型

2.1計算電纜經(jīng)濟截面的數(shù)學模型

我國《導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)定》，即DL/T5222-2005中，電纜的經(jīng)濟

電流密度曲線，基于IEC287-3-2/1995《電力電纜線芯截面的經(jīng)濟最佳化》標準

繪制。同時我國機械部標準JB/T10181.6-2000等同IEC287-3-2/1995標準。

2

電纜經(jīng)濟截面的數(shù)學模型為電纜的初始安裝成本與經(jīng)濟壽命期內(nèi)導體的電

能損耗成本之和為最小的情況下導體的截面。本文僅給出其結(jié)論，其具體推導過

程參見IEC或JB標準。

電纜的經(jīng)濟電流密度j（A/mm2）的表達式：

.

?