《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》電纜經(jīng)濟(jì)電流密度曲線研究報(bào)告

《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》

專題報(bào)告之五

電纜經(jīng)濟(jì)電流密度曲線研究報(bào)告

東北電力設(shè)計(jì)院有限公司

二O一六年五月長(zhǎng)春

1概述

我國(guó)電纜經(jīng)濟(jì)選型的現(xiàn)行電纜標(biāo)準(zhǔn)是《電力電纜工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB

50217-2007），標(biāo)準(zhǔn)中僅在附錄B中，參考IEC標(biāo)準(zhǔn)，介紹了電纜經(jīng)濟(jì)電流截面

的選擇方法，無相關(guān)曲線供設(shè)計(jì)者選用；我國(guó)電力行業(yè)導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)選型的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

是《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5222-2005），同樣參考IEC標(biāo)準(zhǔn)提供

的計(jì)算方法，采用初始投資和經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)導(dǎo)體費(fèi)用之和的總費(fèi)用最小的原則，

以1998年相關(guān)參數(shù)和國(guó)家定額標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算依據(jù)，繪制了電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度曲

線，目前仍作為電纜選擇的依據(jù)，為工程設(shè)計(jì)所遵循使用。

近年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)新階段，原先的計(jì)算條件已經(jīng)發(fā)生了

很大變化。

首先，我國(guó)電力體制變革與能源費(fèi)用的變化導(dǎo)致電價(jià)的變動(dòng)。

2002年末，原國(guó)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(wù)進(jìn)行

劃分，在發(fā)電環(huán)節(jié)引入了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了“廠網(wǎng)分開”?！皬S網(wǎng)分開”后獨(dú)立法人

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

司按電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)上網(wǎng)。因此電價(jià)反映出發(fā)電企業(yè)真實(shí)的競(jìng)爭(zhēng)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(jià)格的攀升，導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)發(fā)電成本的增加。

以上原因，造成了我國(guó)整體電價(jià)成本的提升，同時(shí)造成了不同區(qū)域之間、不

同電廠之間的電價(jià)成本及上網(wǎng)電價(jià)的較大差異。對(duì)于發(fā)電廠設(shè)計(jì)階段，不能像現(xiàn)

行規(guī)程一樣，用單一的電價(jià)來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)電流的計(jì)算。

我國(guó)現(xiàn)階段實(shí)行的是“三段式”電價(jià)，即電價(jià)由上網(wǎng)電價(jià)、輸配電價(jià)、銷售電

價(jià)組成。上網(wǎng)電價(jià)的升高，直接影響輸配電價(jià)、銷售電價(jià)?，F(xiàn)行規(guī)程中對(duì)供電用

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

第二，電價(jià)政策的差異

我國(guó)現(xiàn)階段的電價(jià)政策，對(duì)于發(fā)電企業(yè)實(shí)施單一制或兩部制電價(jià)，電網(wǎng)的互

供電價(jià)同樣實(shí)行單一制電價(jià)，對(duì)于銷售電價(jià)根據(jù)用戶采用單一制或兩部制電價(jià)。

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(jià)，未進(jìn)行

區(qū)分，因此有必要針對(duì)不同的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)電流的研究。

第三，初始費(fèi)用變化

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現(xiàn)行《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中成本來源依據(jù)為：材料價(jià)格為1998

年全國(guó)平均水平，安裝費(fèi)預(yù)算定額采用《1996年北京地區(qū)價(jià)目本》?，F(xiàn)階段，無

論是材料價(jià)格，還是安裝費(fèi)用都有了較大的調(diào)整。比如2002年銅價(jià)為2.4萬元

／t，2008年銅價(jià)一度高達(dá)6.4萬/t，當(dāng)前，電纜制造成本中銅芯成本一般要占其

總價(jià)的50％以上，對(duì)于大截面電纜該比例高達(dá)70％～80％；由于絕緣材料和屏

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

直接導(dǎo)致了電纜初始費(fèi)用的提高。因此對(duì)導(dǎo)體的初始費(fèi)用必須進(jìn)行重新的計(jì)算。

第四，貸款利率的變化

由于國(guó)家金融政策的變化，我國(guó)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(jì)電

流密度也應(yīng)該隨著貸款利率的降低重新進(jìn)行修正。

第五，材料應(yīng)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(jī)械物理性能，有更為良好的電

氣特性，電纜導(dǎo)體最高額度溫度可達(dá)90℃，短路時(shí)的最高溫度可達(dá)250℃，同時(shí)

有著較高的載流量，而且燃燒時(shí)不釋放腐蝕性氣體及有毒氣體，不會(huì)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(yīng)用

于工程建設(shè)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(jì)

電流密度曲線。

因此，本專題雖作為《電力電纜工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的專題報(bào)告，但為直觀的比

較當(dāng)前條件下電纜經(jīng)濟(jì)電流密度曲線的變化，仍以《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)

定》DL/T5222-2005中電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線作為基準(zhǔn)。同時(shí)本專題對(duì)現(xiàn)有《導(dǎo)

體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5222-2005中導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線重新提

出修改意見，對(duì)在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜具有重要意義。

2基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的電纜經(jīng)濟(jì)截面的數(shù)學(xué)模型

2.1計(jì)算電纜經(jīng)濟(jì)截面的數(shù)學(xué)模型

我國(guó)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，即DL/T5222-2005中，電纜的經(jīng)濟(jì)

電流密度曲線，基于IEC287-3-2/1995《電力電纜線芯截面的經(jīng)濟(jì)最佳化》標(biāo)準(zhǔn)

繪制。同時(shí)我國(guó)機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)JB/T10181.6-2000等同IEC287-3-2/1995標(biāo)準(zhǔn)。

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電纜經(jīng)濟(jì)截面的數(shù)學(xué)模型為電纜的初始安裝成本與經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)導(dǎo)體的電

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

程參見IEC或JB標(biāo)準(zhǔn)。

電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度j（A/mm2）的表達(dá)式：

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