大型發(fā)電工程中單芯電纜與三芯電纜技術(shù)經(jīng)濟性比較-2019年文檔

1、大型發(fā)電工程中單芯電纜與三芯電纜技術(shù)經(jīng)濟性比較0 前言電力電纜作為電氣設(shè)備之間連接的關(guān)鍵導(dǎo)體，對火力發(fā)電廠的安全運行極為重要。近年來， 由于銅價目前已達5 萬元人民幣/ 噸。而銅是電纜的主要原材料，造成電纜價格成倍增加。電纜造價在大型發(fā)電工程中占的比重很大，以億論及，引起投資方的高度重視。因此，對于大型樞紐電站，由于廠用負(fù)荷龐大，電力電纜的長度也很長，電力電纜的合理設(shè)計選型對安全運行、降低造價起到關(guān)鍵的作用。目前在我國的絕大部分大型電站里，除少數(shù)大電流中壓電力電纜采用單芯外，其他的中、低壓電力電纜基本為三芯。本文對電力電纜的選型進行了深入研究，通過對三芯、單芯電力電纜的詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟比較，針對

2、火力發(fā)電廠具體情況，推薦中壓、低壓系統(tǒng)的大截面電力電纜采用單芯電纜，以增加電纜載流量，減小電纜截面，以達到既提高電纜運行的可靠性，又要有效降低工程造價的目的。1 電纜設(shè)計規(guī)程規(guī)范的要求首先，讓我們看一下電纜規(guī)程規(guī)范對單、三芯選型的規(guī)定。（ 1）根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB 50217-2007 的第3.2.3條：335kV三相供電回路的電纜芯數(shù)的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1. 工作電流較大的回路或電纜敷設(shè)于水下時，每回可選用 3 根單芯電纜。2. 除上述情況外，應(yīng)選用三芯電纜；三芯電纜可選用普通統(tǒng)包型，也可選用3 根單芯電纜交合構(gòu)造型。（ 2） 發(fā)電廠、變電所電纜選擇與敷設(shè)設(shè)計規(guī)程SDJ26-8

3、9的第2.1.12條規(guī)定，”下列情況可采用單芯式：同一回路多根電纜的終端頭，配置于柜（盤）內(nèi)較擁擠時；在較長線路能免除設(shè)置中間接頭盒時；制造的最大截面三芯電纜，不能滿足回路要求的載流量能力時。根據(jù)電纜廠家提供的價格數(shù)據(jù)，導(dǎo)體占電纜成本的60%左右。而現(xiàn)在由于銅價的快速上漲，電力電纜的成本已基本由導(dǎo)體決定， 絕緣材料和其他成本占總成本的比例越來越小，根據(jù)幾家國內(nèi)著名電纜廠商的報價，單芯、 三芯電纜的價格與前些年相比變化很大，同截面的三芯電纜和單芯電纜價格基本一致。這樣，單芯電纜不但在技術(shù)上占有優(yōu)勢，而且經(jīng)濟性也發(fā)生逆轉(zhuǎn)，優(yōu)于三芯電纜（小截面替換）。2 電力電纜單芯、三芯的技術(shù)分析2.1 單芯電纜

4、的主要優(yōu)點和三芯電纜相比較，在技術(shù)上，單芯電纜主要有以下優(yōu)點：（ 1）對長線路情況，主要是指距離超過三芯電纜制造長度時，可減免電纜接頭，利于提高線路工作可靠性；（2）大電流回路采用單芯電纜，較三芯電纜可改善柜、盤內(nèi)密集的終端連接部位電氣安全間距；同時由于單芯電纜截面小，彎曲半徑也小，便于安裝施工。（3）制造的最大截面三芯電纜，不能滿足回路要求的載流量能力時；（4）在相同的條件下，單芯電纜的載流量比三芯電纜的大，可降低電纜導(dǎo)體的截面積，進而改善柜、盤內(nèi)的終端連接部位的密集程度。中壓電力電纜單芯（品字型）， 三芯載流量比較表詳見表1從表中我們可以看到 “品字型”布置后的單芯中壓電纜的載流量仍比同截

5、面的三芯電纜高 2030%對于一個指定的中壓電動機回路，采用單芯電纜的導(dǎo)體截面積比三芯電纜要小1 級。注：以上電力電纜均考慮在空氣中，工作溫度 90C,周圍環(huán)境溫度40。以上電力電纜均考慮為銅導(dǎo)體。以上電力電纜均考慮為 XLPE絕緣。單芯電力電纜考慮“品字型”布置方式。中壓電纜單層無間距敷設(shè)，敷設(shè)系數(shù)為0.8 o2.2 采用單芯電纜的注意事項選用單芯電纜雖有以上的諸多優(yōu)點，但在以下方面應(yīng)請電廠和施工單位注意。（ 1）采用單芯電力電纜對現(xiàn)場施工的要求高；（ 2）采用單芯電力電纜，考慮采用鋁合金橋架；（ 3）單相回路的電力電纜，不得有未經(jīng)非磁性處理的金屬帶、鋼絲鎧裝；（ 4）單芯電力電纜不可能無限

6、制地替換三芯電力電纜；（5）單芯電力電纜須采用分隔磁路的鋼管或PVCf。2.3 單芯電纜應(yīng)用實例 舉一個實例來說明單芯電纜的應(yīng)用?！纠?】某電廠循環(huán)水泵電動機的數(shù)據(jù)：額定功率3400kW，額定電壓6kV,功率因數(shù)取0.85。經(jīng)計算，循環(huán)水泵電動機的額 定電流約為384.9A。如選用三芯電纜，考慮到 0.8 左右的電纜敷設(shè)系數(shù)，應(yīng)選用2根3X150mm2其電纜載流量為 464A。查電纜樣本，ZRC-YJV-6/10kV 的 3X 150mm2電纜的外徑為 58mm如選用單芯電纜，并采用“品字型”敷設(shè)方式，考慮到 0.8 左右的電纜敷設(shè)系數(shù)，應(yīng)選用 3X （1X 185mm2,其電纜載流 量為46

7、1A,能滿足要求，1xi85mm2電纜的外徑為31mm 3根 1xi85mm2電纜“品字型”布置日的包絡(luò)線外徑為63mmfc右?？蓽p小電纜通道壓力。綜上所述，可以得出以下的結(jié)論：（1）中壓電纜由小截面的單芯電纜替換大截面三芯電纜沒有技術(shù)上的問題，還具有一定的優(yōu)勢；（2）大截面單芯可由兩根小截面單芯替換，以降低施工的難度；（3）三根小截面單芯電纜的包絡(luò)線外徑和一根大截面三芯電纜的外徑基本一樣，不影響電纜橋架、進而無需額外增加電纜橋架。以上例子是從技術(shù)角度來分析單芯電纜，接下來我們從經(jīng)濟的角度出發(fā)，分析這種替換在節(jié)省電纜投資方面的價值。3 電力電纜單芯、三芯的經(jīng)濟比較3.1 單、三芯電力電纜的價格

8、比較根據(jù)電纜廠家的報價（2012 年），我們對最常用的幾種單芯、三芯電纜，以相同的載流量為基準(zhǔn)，做一下經(jīng)濟比較，詳見表 2。注：以上電力電纜均考慮在空氣中。以上電力電纜均考慮為銅導(dǎo)體。以上電力電纜均考慮為 XLPE絕緣。單芯電力電纜考慮“品字型”布置方式。由表 4-1 可以得出，在通過相同的電流的情況下，3 根單芯電纜和1根三芯電纜相比，價格要低1019溢右（以三芯電纜的價格為基準(zhǔn)）。越是大截面電纜替換，其經(jīng)濟效益越發(fā)顯著。3.2 經(jīng)濟性比較的實例分析下面，我們回到3.3 章節(jié)的工程實例。在實例中，循環(huán)水泵電動機如選用三芯電纜，應(yīng)選用2 根3X120mm2其電纜單價為 281.7元/米，安裝單價為13.7元/ 米，合計295.4 元 /米。兩根電纜合計590.8 元 /米。如選用單芯電纜，應(yīng)選用3X （1X185mm2，其單價為136.6 元 / 米， 三相米的電纜價格為409.8 元， 三相米的安裝單價為32.5元 /米，合計44